资源简介

轮子的妙用
【教学目标】
（一）知识目标：
1．能说出轮轴的基本组成。
2．能说出轮轴在什么情况下省力，在什么情况下费力。
3．能准确地说出齿轮的作用。
（二）能力目标：
1．能通过比较、分析说出应用轮轴（简单机械）工作时省力的原因。
2．能通过观察发现吊车上使用了几种轮子。
3．能独立设计一个应用轮轴原理的简单机械，帮助自己完成一项特殊任务。
（三）情感态度与价值观：
1．能与其他同学交流自己对变形轮轴的认识。
2．能从正反两方面看待各种轮子的作用。
【教学重难点】
1．重点：了解轮轴、滑轮及齿轮等简单机械在生产生活中的作用，使学生进一步感受到利用简单机械能提高工作效率。
2．难点：通过比较、分析说出应用轮轴工作时省力的原因，并用实验找出各种轮子的优点和不足。
【教学准备】
螺丝刀、扳子、简单机械实验盒、测力计、多媒体课件等。
【教学过程】
一、杠杆和轮轴
（一）提问：我们认识了杠杆，使用什么样的杠杆省力？
（二）谈话：我们经常要打开自来水龙头，今天我们就从研究自来水龙头开始，认识一种新的工具。
1．老师为大家准备了自来水龙头，你是怎样打开水龙头的？如果去掉上面的轮，你还能打开吗？
2．学生分组实验并讨论。
3．在实验中你碰到了什么问题？为什么去掉上面的轮你就很难拧开了？
4．讲解：像水龙头这样由轮和轴组成的装置，我们称作轮轴。当由轮带动中间的轴转动时，轮轴就成了一种省力的机械。
5．提问：水龙头的轮不装上去，你能不能用其他办法轻松地打开水龙头？
6．学生分组讨论：如果把轮轴比作一个杠杆，它的支点在哪里？动力点在哪里？阻力点在哪里？
讲解：轮轴的轴的中心点就可以当作是杠杆的支点，动力作用在轮上的点就可以看作是杠杆的动力点，重物或阻力作用在轴上的点就可以看作是杠杆的阻力点。（课件展示）
7．学生分组讨论：现在你能解释刚才把水龙头的轮卸掉后为什么很难拧动水龙头了吗？
讲解：使用轮轴有省力的作用。
8．出示十字水龙头、一字水龙头，三角水龙头。这三种水龙头是轮轴吗？为什么？
讲解：虽然这三种水龙头没有圆形的轮，但是它们同样属于轮轴，上面的旋钮旋转一周就相当于一个轮。（课件展示）
9．生活中哪些地方用到了轮轴？
螺丝刀、扳子、轮船的舵、钥匙、自行车的车把、脚蹬子、门把手、球形门锁、汽车方向盘……
二、巧用轮子
（一）在生产、生活中，还有哪些地方应用了轮轴？它给我们的生活带来了哪些方便？
（二）升国旗时，旗杆顶端的轮子：中间有凹槽，有绳子从凹槽穿过带动轮子转动——滑轮。
（三）机械钟表、电动机上的轮子：外缘部分做成齿状，齿之间相互咬合——齿轮。
（四）如何把电动机的速度降下来？
讲解：利用齿轮数目的多少来达到改变速度的目的。
（五）如何把电动机的力传到远处？
讲解：通过链条传动、皮带传动、齿轮传动。
（六）改造后的轮子在生活中还有哪些应用呢？
学生回答。
（七）改造的“轮子”有哪些优点和缺点呢？
优点：或者省力、或者省距离，可以提高工作效率。
缺点：制作复杂、笨重。
三、研究吊车上的“轮子”
（一）万丈高楼平地起，那么谁知道建高楼时怎样把沉重的钢筋、水泥等运到高处呢？
（出示图片）吊车，今天我们一起研究研究它。
（二）分组观察课本中吊车图片，讨论：吊车上使用了几种“轮子”？它们各有什么作用？
我们发现吊车上使用了两种轮子：一种轮子随重物一起上升和下降；另一种轮子的位置始终不发生变化。
（三）分小组研究吊车上的一种“轮子”。
1．分组制定研究计划（教师指导）。
2．小组间交流研究计划。
3．分组实施研究。
4．要求学生填写好实验记录，并给自己研究的“轮子”取一个名字。
（1）研究位置不变的轮子——定滑轮，结论：使用定滑轮可以改变力的方向，但是不能省力。
（2）研究位置随重物一起升降的轮子——动滑轮，结论：使用动滑轮可以省力。但是不能改变力的方向
（四）拔河比赛。
（五）滑轮在比赛中的作用：定滑轮改变用力方向，不能改变力的大小；使用动滑轮可以省力。
（六）我们的结论是：
1．使用定滑轮的优点：可以改变用力的方向；缺点：不能省力。
2．使用动滑轮的优点：可以省力；缺点：不能改变力的方向。
3．将两种滑轮组合起来，形成滑轮组：既能省力，又能改变力的方向。
四、研究另一种“轮子”。
（一）学生猜想假设：转动大齿轮时小齿轮会有什么现象发生？转动小齿轮时大齿轮会有什么现象发生？
（二）教师介绍实验器材及用法：齿轮、支架、螺丝、手柄。
（三）以组为单位设计本组的实验方案，教师巡视指导。
（四）学生实验验证活动：
1．要求：利用所发器材进行仪器的组装，注意它的合理性及实用性。
2．小组同学合理分工，有序操作，共同合作完成实验的探究过程。
3．边实验边观察记录。出现问题可以求教老师或其他组的同学，并动手亲自验证。
（五）指导学生交流汇报，重点解决：
1．大齿轮带动小齿轮转动时，大齿轮向（ ）转（ ）圈，小齿轮向（ ）转（ ）圈，可以（ ）小齿轮的工作速度。
2．小齿轮带动大齿轮转动时，小齿轮向（ ）转（ ）圈，大齿轮向（ ）转（ ）圈，可以（ ）大齿轮的工作速度。
（六）组织学生分析总结齿轮的作用：改变速度或改变运动方向。
五、皮带的工作原理和作用
（一）教师提出问题：除了齿轮传动你还见过什么传动？学生经常见到的就是加工的机器，所以自然会想到皮带传动。
（二）出示第二个问题：你能不能利用滑轮、支架、螺丝、皮筋、手柄来组装皮带传动装置，并进行以下几方面的研究呢？
1．让两个轮的转动方向相同。
2．让两个轮的转动方向相反。
3．小组合作，用研究齿轮的方法研究皮带的工作原理和作用。
（三）学生带着三个问题亲自动手探究，可以比一比哪组的发现多，研究的成果多。
（四）指导学生交流汇报：
1．你是怎么做的？有什么发现？
2．你们得出了什么结论？
六、拓展训练
（一）大胆想象，努力创造设计一种新轮子，并说清有什么特殊功能。
（二）成果展示：师生共同评一评，议一议，使自己的设计更完善。
【板书设计】
轮子的妙用
一、杠杆和轮轴
由一个圆轮和轴组成轮轴——能够连续转动的杠杆。
作用：省力、方便、能提高工作效率。
二、变形的轮子：轮轴、齿轮、滑轮。
三、吊车上的轮子
定滑轮：可以改变用力的方向、不能省力。
动滑轮：可以省力、不能改变力的方向。
滑轮组：既能省力、又能改变力的方向。
齿轮——改变速度或改变用力的方向。
【教学反思】
这节课是一节以实验探究为主的授课。在本节课的学习过程中需要教师合理组织，指导学生进行活动探究，指导学习探究定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用。现将在进行活动时的问题及措施总结如下：
1．在操作的过程中，还是发现部分的学生的弹簧测力计的使用不够熟练，教师需课前补充测力计的使用方法。
2．学生组装滑轮的问题。学生在进行操作的时候，在进行组装器材的时候，要费很大的功夫和时间。在向滑轮进行穿线时候，学生总是不能够将线放入滑轮的槽内。这是由于塑料制作的滑轮质量太小，导致学生在进行操作的过程中，不能够很好的实施操作。所以在学生动手实验前，教师应演示一遍，同时提醒学生注意事项。
3．学生小组在进行合作的时候，少数学生不进行合作，或者是合作分配不合理。这个方面的问题在某些小组还是存在的。此时教师需合理分配小组成员，充分调动学生的学习热情。

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