杠桿類工具的研究
【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念：知道杠桿可以分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿、不省力也不費(fèi)力杠桿。
過程與方法：通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到杠桿是否省力是由它的三個(gè)點(diǎn)的位置決定的。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀：意識(shí)到不同種類的杠桿有不同的用途，在不同條件下需要使用不同類型的杠桿。
【教學(xué)重點(diǎn)】對(duì)不同杠桿的比較和分析
【教學(xué)難點(diǎn)】找出不同杠桿的三個(gè)點(diǎn)和是否省力情況。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
長(zhǎng)竹筷、螺絲帽或其他重物、棉線或釣魚線、塑料盤（學(xué)生）。桿秤、螺絲刀、開瓶器、鑷子、油漆桶、啤酒、粉筆；畫有螺絲刀撬油漆桶、鑷子夾粉筆、開瓶器開啤酒瓶的圖片（教師）。
【教學(xué)過程】
一、趣味引入
游戲：出示油漆桶一個(gè)、啤酒一瓶、粉筆5支；鑷子、一字螺絲刀、開瓶器。
1、用工具把油漆桶撬開，然后在里面倒一杯水；2、用工具打開啤酒瓶，倒一杯啤酒；3、用工具用夾5支粉筆到一個(gè)空杯子里。
比一比，哪個(gè)同學(xué)完成地快，請(qǐng)其他同學(xué)為他們加油。
二、杠桿類工具的比較
1、剛才三位同學(xué)的表演非常精彩，首先讓我們思考一下，他們使用的工具合適嗎？（合適）
2、思考一下，他們所使用的三種工具哪種是省力的？哪種是費(fèi)力的？或者不省力也不費(fèi)力的？（請(qǐng)幾位同學(xué)進(jìn)行判斷，并說說理由）
3、判斷他們是否是省力工具好的方法是什么？（找出三個(gè)點(diǎn)，然后進(jìn)行比較）
4、請(qǐng)同學(xué)們?cè)诶蠋煘槟銈儨?zhǔn)備的圖片上畫出每件工具的三個(gè)點(diǎn)。
5、然后在小組內(nèi)討論一下這些工具是否省力？為什么？
6、在全班內(nèi)進(jìn)行交流反饋；并對(duì)學(xué)生的畫圖進(jìn)行展示交流。（重點(diǎn)分析鑷子和開瓶器的三點(diǎn)位置的變化。開瓶器支點(diǎn)在前端，阻力點(diǎn)在中間；鑷子支點(diǎn)在末端，用力點(diǎn)在中間）
7、小結(jié)：怎么樣的工具是省力的？怎么樣的工具是費(fèi)力的？（請(qǐng)同學(xué)找出其中規(guī)律）
三、給各種杠桿類工具分類
1、請(qǐng)同學(xué)們?cè)跁綪8頁(yè)的10種工具上畫一畫，找出每樣工具的三個(gè)點(diǎn)。然后判斷一下它是省力的還是費(fèi)力的或不省力也不費(fèi)力。
2、學(xué)生各自作圖、填表。
3、匯報(bào)交流（請(qǐng)學(xué)生到展臺(tái)下進(jìn)行展示交流）
4、思考：我們都知道杠桿能省力，能幫助我們抬起自己無法徒手搬動(dòng)的東西；但是為什么剛才我們看到的這些工具他們有的是費(fèi)力的呢？為什么這樣設(shè)計(jì)呢？
教師小結(jié)。
四、小桿秤的研究
1、俗話說：“稱砣雖小，能壓千斤”，今天老師就帶了一把桿秤來，請(qǐng)大家來說一說，為什么桿秤的稱砣這么小，卻可以“壓住”這么重的重物。（請(qǐng)學(xué)生從杠桿的三點(diǎn)之間的關(guān)系說一說）
2、今天老師就帶大家來做一桿小桿秤。小桿秤制作過程指導(dǎo)。（祥見教參P17~18）
3、指導(dǎo)學(xué)生用逐個(gè)放砝碼的方法在桿上畫出50克、100克、150克、200克……的刻度。（在稱盤內(nèi)放一個(gè)50克砝碼，然后使桿秤平衡，在桿上刻下刻度，放2個(gè)……）
4、玩一玩自己制作的桿秤。（稱一稱自己的鉛筆盒、書本等物體的重量）
五、課后思考題
出示教師用的桿秤進(jìn)行示范，用不同的2跟提繩分別進(jìn)行稱重時(shí)，桿秤會(huì)發(fā)生什么變化？
輪軸的秘密
【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念：認(rèn)識(shí)在輪軸的輪上用力能夠省力，輪越大越省力；在軸上用力費(fèi)力。
過程與方法：通過在大小差別更大的輪軸上掛重物的實(shí)驗(yàn)分析，認(rèn)識(shí)輪越大越省力。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀：積極了解輪軸在生活中的應(yīng)用，發(fā)展研究簡(jiǎn)單機(jī)械的興趣。
【教學(xué)重點(diǎn)】通過實(shí)驗(yàn)了解輪軸作用和輪的大小對(duì)輪軸作用的影響
【教學(xué)難點(diǎn)】輪的大小對(duì)輪軸作用的影響。
【教學(xué)準(zhǔn)備】大螺絲刀1把、閥門式水龍頭一個(gè)；每組鉤碼1盒、2段棉線、1個(gè)鐵架臺(tái)、1個(gè)大輪、1個(gè)小輪、一個(gè)軸（簡(jiǎn)易機(jī)械盒）
【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
水龍頭是我們每家每戶都有的一種工具，他能有效控制水的流量。我請(qǐng)一位同學(xué)來擰開這個(gè)水龍頭；（出示閥門式水龍頭）
出示水龍頭圖片，并指出軸、輪所在位置；像水龍頭這樣，輪子和軸固定在一起，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械，叫做輪軸。
二、輪軸作用的研究
1、設(shè)計(jì)家在設(shè)計(jì)水龍頭的時(shí)候都是有一定目的的，那么水龍頭上的輪有什么作用呢？（學(xué)生嘗試回答）
2、請(qǐng)學(xué)生嘗試擰開去掉輪的水龍頭，然后說一說輪的作用。
3、用一個(gè)輪軸裝置來研究輪軸的作用。
實(shí)驗(yàn)操作：
�。�1）把一些大小不同的輪和軸分別固定在一起，安裝在支架上，在輪和軸的凹槽內(nèi)裝上棉線，把鉤碼分別掛在輪和軸上，試試看，能發(fā)現(xiàn)什么？
�。�2）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并做好實(shí)驗(yàn)記錄（書本P10），這里主要培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同分工能力。
4.小組成員匯報(bào)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行交流和思考，發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？（掛在輪上
的鉤碼更少，證明在輪上用力能省力）
5.輪軸作用的運(yùn)用（小游戲）：猜猜勝者是誰(shuí)？請(qǐng)幾對(duì)同學(xué)上臺(tái)來進(jìn)行游
戲。
一個(gè)同學(xué)握住螺絲刀柄，一個(gè)同學(xué)握住螺絲刀軸，2人按不同方向轉(zhuǎn)。
三、輪的大小對(duì)輪軸作用的影響。
1、剛才我們通過實(shí)驗(yàn)和游戲了解了在輪軸的輪上用力是比較省力，那么如果軸固定不變，把輪換大些會(huì)怎么樣呢？（請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行大膽推測(cè)）
2、示范操作實(shí)驗(yàn)：把更大的輪和軸（不變）固定在一起，先在軸的棉線上掛3~5個(gè)鉤碼，然后請(qǐng)學(xué)生嘗試在輪上加鉤碼，使輪上的鉤碼剛好能拉起軸上的重物。
3、在小組內(nèi)開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，用不同大小的輪和軸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并請(qǐng)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入書本（P11）的表格內(nèi)。
4、交流討論數(shù)據(jù)表，說說你是按什么順序進(jìn)行收集數(shù)據(jù)的？你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？
�。ò摧啅男〉酱蠡驈拇蟮叫〉捻樞蜻M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行對(duì)比；發(fā)現(xiàn)輪越大，越省力，輪越小，越費(fèi)力的規(guī)律）
四、鞏固與應(yīng)用
1、找一找，說一說在我們的生活中還有哪些地方應(yīng)用輪軸？說說它們給我們的工作和生活帶來了那些方便。
2、這些輪軸的作用是什么？他們是省力的還是費(fèi)力的？（方向盤、轱轆、門把手、扳手、牛頓盤）其中牛頓盤在旋轉(zhuǎn)時(shí)是擰軸，屬于費(fèi)力的輪軸。
找拱形
【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念
●圓頂形、球形等有和拱形相似的特點(diǎn)，可以承受很大的壓力。
過程與方法
●用已有知識(shí)對(duì)常見弧形結(jié)構(gòu)承受力的特點(diǎn)作解釋。
●發(fā)展觀察、聯(lián)想和邏輯推理能力。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀
●感受科學(xué)技術(shù)對(duì)我們生活的影響。
教學(xué)準(zhǔn)備
為小組準(zhǔn)備：完整的和對(duì)半剖開的乒乓球，完整的和剪開的塑料飲料瓶。
教師自己準(zhǔn)備：類似拱形、圓頂形和球形的物品或相關(guān)圖片，若干根相同的硬紙條（演示拱形拼成圓頂形和球形）。
教學(xué)過程：
一、引入。我們周圍有許多圓弧形的東西。它們和拱形有沒有關(guān)系？
二、認(rèn)識(shí)圓頂形、球形，研究它們承受壓力的特點(diǎn)。
1、觀察：觀察課本中圓頂形建筑和物品的插圖，或觀察教師提供的圖片。
2、這些物體的形狀可以叫做什么形狀？
3、演示：圓頂形與拱形有聯(lián)系嗎？演示幾個(gè)相同的拱形可以拼成一個(gè)半圓形。
4、提問：我們看到的這些物體為什么做成圓頂形？圓頂形承受壓力的能力如何？
5、觀察、實(shí)驗(yàn)、分析：觀察剖成兩半的乒乓球，看球殼的厚薄，捏一捏塑料皮的軟硬。你們估計(jì)一下，把半個(gè)乒乓球扣在桌上，向下壓它，它能承受多大的壓力？現(xiàn)在我們?cè)谌齻�(gè)這樣的半個(gè)乒乓球上摞書，看能摞多少本？實(shí)驗(yàn)演示。你們認(rèn)為圓頂形承受壓力的能力如何？試著解釋一下，為什么半個(gè)乒乓球能承受這么重的書？（適時(shí)提示：拱形的拱腳是要用力抵住的，圓頂形為什么不需要抵住？想一想，如果幾個(gè)人手牽手圍成一個(gè)圓，每個(gè)人都努力向外退，能走開嗎？為什么？）
6、教師講述：兩個(gè)半球形可以組合成一個(gè)球形，球形也可以看成是若干個(gè)拱形的組合，球形硌個(gè)方向上都是拱形的。球形的任何一個(gè)地方受力，力都可以向四周均勻地分散開來，所以球形比任何形狀都更堅(jiān)固。巨大的貯油罐做成球形就是這個(gè)道理。電燈泡為了更透光，玻璃殼很薄，但做成球形，它就比較堅(jiān)固了。
三、塑料瓶形狀的分析
1、談話：在我們周圍利用拱形增加材料強(qiáng)度的例子很多。我們來做一個(gè)“關(guān)于塑料瓶形狀的研究報(bào)告”。你們可以先觀察塑料瓶的各部分的形狀，看哪些部位包含了拱形，與剖開的塑料瓶對(duì)比，試一試強(qiáng)度上的差別，寫出發(fā)現(xiàn)。
2、小組研究，教師巡視。匯報(bào)交流。
四、認(rèn)識(shí)生物體結(jié)構(gòu)中的拱形結(jié)構(gòu)
1、談話：我們研究了人工設(shè)計(jì)的物體。我們自己身體中存在著拱形結(jié)構(gòu)嗎？人的肋骨是什么形狀的？有什么好處？頭骨是什么形狀的？有什么好處？人的腳骨也是拱形的嗎？它能使人的腳承受更大的重量且有彈性。
2、提問：
觀察龜殼、貝殼、蛋殼等，說說這些形狀對(duì)它們自身有什么意義？
3、小結(jié)：研究了拱形后，你們有什么感想？
