资源简介

《拱形的力量》教学设计

一、教学目标
1. 认识拱形，知道拱形能把受到的压力向下和向外传递，所以能承受更大的压力。了解拱形在建筑中的应用。
2. 根据观察到的现象以及对得到数据的梳理，推想拱形承重时的受力特点。
3. 引导学生关注拱形结构在生活中的应用，体会科学与技术的紧密联系。
二、重点难点
拱形承重的受力分析。
三、教学准备
课件、做拱形的纸、实验纸、垫片、抵住拱足的书。
四、教学过程
（一）激趣导入
1. 同学们，今天老师为大家带来了一个谜语，咱们一起来猜一猜吧：“弯弯一座彩色桥，高高挂在半山腰，七色鲜艳真正好，一会儿工夫不见了”。
对，它就是彩虹。你能把彩虹的形状画下来吗？
（学生画一画）
2. 谁来给彩虹的这种形状取一个名字？
对！咱们把类似彩虹一样的形状叫做“拱形”。
（出示带拱形的建筑和桥梁图片）这些建筑和桥梁里也有拱形结构，为什么要建成拱形呢？这节课我们就来研究拱形的力量。
（二）测试纸拱的承重能力
1. （播放视频）演示制作纸拱。
2. 介绍拱形：纸拱上面最突出的部分叫做“拱顶”，下面与纸板接触支撑拱的部分叫做“拱足”。
3. 拱形和横梁，谁能承受更大的压力？我们一起来做个对比实验。
实验一：拱形承重能力
实验材料：2张同样的纸，若干回形针。
实验步骤：
① 分别搭建出拱形和横梁。
② 在拱形和横梁上面放回形针，并各做3次。
③ 及时记录，分析数据。
（2）实验提示：
① 回形针必须轻轻地放在中间。
② 拱足距离相同。
③ 观察当纸面倒塌时，平纸与拱纸的区别。
（学生分组实验操作，要求学生细心观察在放垫圈的过程中，拱的形状发生了怎样的变化？）
4. 学生汇报交流实验结果：
拱形比横梁能承受更大的压力。
纸拱受压时拱足向两边推开。压力大拱足向两边移动的距离更大了。
5. 讨论：为什么拱形比横梁可以承受更大的压力呢？
（展示拱形受力示意图）
（三）使拱形承受更大的压力
实验二：加厚拱足抵挡物，测试承重能力
1. 学生分组实验。
2. 学生汇报实验结果。
这次实验有什么发现，为什么这次纸拱能承受很重的重物？抵住拱足和加厚抵挡物的目的是为了什么？
3. 引导学生小结：通过实验我们发现纸拱在承受重物时会产生向下的重力和向两边的外推力，正是这外推力才造成纸拱容易倒塌，不能承受太重的重物。只有抵住纸拱的外推力才能提高纸拱的承重能力。
4. 学生讨论：为什么人们在建筑中大量地采用拱形？
（四）拱形的应用
1. 知识应用：（出示城门图片）你能解释为什么古代的城门大多是拱形吗？
2. 视频介绍有关赵州桥的资料。
3. 观察建筑和桥梁的设计你有什么发现？
（五）课堂总结
这节课我们知道了拱形能承载重量的秘密，同学们课后可以观察发现生活中的拱形，还可以试着用西瓜皮、小块的砖或石材来建造一座拱桥，下节课我们再继续学习拱形的知识。

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