1、1.1 1.1 使用工具使用工具1 1 1 1 工具和机械工具和机械工具和机械工具和机械剪纸剪纸要用什么要用什么工具工具?在生活生产中,人们做事情常常用在生活生产中,人们做事情常常用工具工具来帮忙。来帮忙。2.你认识你认识哪些哪些工具工具?1.你认为什么是你认为什么是工具工具?机械机械是能使我们是能使我们省力省力或或方便方便的的装置装置。工具工具实际上是实际上是简单机械。简单机械。构造构造很很简单的机械又简单的机械又叫叫简单机械简单机械。很早以前很早以前,人类就开始使用,人类就开始使用工具工具和和机械机械了。了。使用工具和机械,使用工具和机械,就如同增强了自己的力量,延长了人类的臂膀就如同增强
2、了自己的力量,延长了人类的臂膀。随着工具和机械的。随着工具和机械的进步,人类的本领越来越大,完成了许多宏伟的工程。工具和机械进步,人类的本领越来越大,完成了许多宏伟的工程。工具和机械是神奇的,它是人类的伟大创造,是人是神奇的,它是人类的伟大创造,是人类智慧的结晶。类智慧的结晶。再复杂的机械也是由简单的机械组成的再复杂的机械也是由简单的机械组成的。各式各样的。各式各样的工具工具就就是是简单机械简单机械,我们都使用过工具,我们对简单机械并不陌生。,我们都使用过工具,我们对简单机械并不陌生。常见工具名称常见工具名称PK赛赛钳工锤钳工锤羊角锤羊角锤剪刀剪刀理发剪刀(发剪)理发剪刀(发剪)园林剪园林剪镊
3、子镊子常见工具名称常见工具名称PK赛赛小刀小刀剥线钳剥线钳老虎钳老虎钳尖嘴钳尖嘴钳螺丝刀螺丝刀开瓶器开瓶器扳手扳手订书机订书机管钳管钳斧斧扳手扳手常见工具名称常见工具名称PK赛赛你曾经使用过哪些工具?用它们来做过什么事情?是怎样你曾经使用过哪些工具?用它们来做过什么事情?是怎样使用这些工具的?使用这些工具的?把你使用把你使用工具工具的的“经验经验”填写填写在记录表在记录表中。中。剪刀剪刀螺丝刀螺丝刀镊子镊子羊角锤羊角锤老虎钳老虎钳开瓶器开瓶器水果刀水果刀剪纸、剪纸、剪毛线、剪毛线、剪铁皮剪铁皮拧螺丝、拧螺丝、撬桶盖撬桶盖夹砝码、夹砝码、取药品取药品钉钉子、钉钉子、拔钉子拔钉子剪钢丝、剪钢丝、拧
4、螺丝拧螺丝开瓶盖开瓶盖削苹果、削苹果、裁纸裁纸筷子筷子夹饭菜夹饭菜探究探究活动活动一:一:分别选择什么工具把铁钉、螺丝钉和图钉从木头里取出分别选择什么工具把铁钉、螺丝钉和图钉从木头里取出来来最最省力、方便?省力、方便?说说选择说说选择的理由。的理由。选用选用合适的工具合适的工具往往可以往往可以省力、方便省力、方便。图钉图钉铁钉铁钉螺丝钉螺丝钉羊羊角角锤锤螺丝刀螺丝刀小刀小刀定滑轮定滑轮斜面斜面杠杆(撬棍)杠杆(撬棍)绳子绳子探究活动二:探究活动二:应该选择什么工具来完成下面的工作。应该选择什么工具来完成下面的工作。油桶搬上车油桶搬上车石头大搬迁石头大搬迁国旗升上顶国旗升上顶有一些很费力、很难做
5、的事情,如果我们使用了工具就有一些很费力、很难做的事情,如果我们使用了工具就可以可以省力省力、方便方便地完成了。地完成了。不同的工具有不同的用途,不同的工具有不同的科学道理。不同的工具有不同的用途,不同的工具有不同的科学道理。1.机械机械指的指的是是_2.如如螺丝刀、钉锤、剪刀这些构造简单的机械,螺丝刀、钉锤、剪刀这些构造简单的机械,叫叫.3.简单机械简单机械被人们习惯被人们习惯称为称为_。4.许多许多时候,使用工具可以让时候,使用工具可以让我们我们_或或_。5.不同不同的工具有不同用途,完成同样的事,的工具有不同用途,完成同样的事,使用使用_能能给给我们带来方便我们带来方便或省力。或省力。6
6、.使用使用工具一定要注意安全工具一定要注意安全!不要伤着同学和自己!不要伤着同学和自己!能使我们省力或方便的装置。能使我们省力或方便的装置。简单机械简单机械工具工具方便方便省力省力恰当的恰当的工具工具学习学习小结小结重重300300千克千克重点支点支点用力点用力点阻力点阻力点支点支点用力点用力点阻力点阻力点下面的工具是不是杠杆呢?说说我们的理由。下面的工具是不是杠杆呢?说说我们的理由。杠杆为什么能够省力呢?杠杆为什么能够省力呢?杠杆省力跟那些因素有关?杠杆省力跟那些因素有关?下面我们以杠杆尺来研究杠杆省力的秘密。下面我们以杠杆尺来研究杠杆省力的秘密。杠杆尺的介绍杠杆尺的介绍谁能说说下面的杠杆尺
7、,它有什么特点。谁能说说下面的杠杆尺,它有什么特点。1 1、横杠能围绕支点转动。、横杠能围绕支点转动。2 2、横杠处于平衡状态。、横杠处于平衡状态。3 3、横杠左右两边有小格,、横杠左右两边有小格,距离相等。距离相等。挂在杠杆尺挂在杠杆尺左边的钩码左边的钩码看作是重物,看作是重物,钩码挂的格钩码挂的格数就是重点数就是重点的位置。的位置。挂在杠杆尺右挂在杠杆尺右边的钩码的重边的钩码的重量就是提起重量就是提起重物所用的力。物所用的力。钩码挂的格数钩码挂的格数就是力点的位就是力点的位置。置。?1.1.在什么情况下杠杆省力呢?在什么情况下杠杆省力呢?2.2.在什么情况下杠杆费力呢?在什么情况下杠杆费力
8、呢?3.3.在什么情况下杠杆既不省力也不费力呢?在什么情况下杠杆既不省力也不费力呢?当用力点到支点的距离当用力点到支点的距离大于大于阻力点到支点的阻力点到支点的距离时,杠杆省力。距离时,杠杆省力。用力点到支点的距离用力点到支点的距离小于小于阻力点到支点的距阻力点到支点的距离时,杠杆费力。离时,杠杆费力。用力点到支点的距离用力点到支点的距离等于等于阻力点到支点的距阻力点到支点的距离时,杠杆不省力也不费力。离时,杠杆不省力也不费力。比较下面两件工具它们是省力杠杆还是不省力杠杆?理发剪理发剪铁皮剪铁皮剪重重点点支点支点用力点用力点重重点点支点支点用力点用力点费力费力省力省力支点支点力点力点重点重点重
9、点重点支点支点力点力点理发剪理发剪铁皮剪铁皮剪通过对力点、重点、支点的分析,我们知道理发剪是不省力杠杆,铁皮剪是省力杠杆。讨论:讨论:1.为什么理发剪要用费力杠杆来做,铁为什么理发剪要用费力杠杆来做,铁皮剪要用省力杠杆来做?用省力杠杆做理皮剪要用省力杠杆来做?用省力杠杆做理发剪好吗?发剪好吗?2.费力杠杆为我们带来什么好处?费力杠杆为我们带来什么好处?课堂评价:课堂评价:学完这节课,你掌握了什么科学知识?你有什么感想?能应用到实际生活吗?课外小调查:课外小调查:生活中还有哪些省力和费力的杠杆类生活中还有哪些省力和费力的杠杆类工具?请记在表格中。工具?请记在表格中。省力省力费力费力挂在杠杆尺左边
10、的钩码看作是重物,钩码挂的格数就是重点的位置。挂在杠杆尺右边的钩码的重量就是提起重物所用的力。钩码挂的格数就是力点的位置。仔细观察杠杆尺处在什么状态,用图记录下来。仔细观察杠杆尺处在什么状态,用图记录下来。左边挂钩码的左边挂钩码的情情 况况杠杆尺的状态杠杆尺的状态右边挂钩码的右边挂钩码的情情 况况格数格数钩码数钩码数格数格数钩码数钩码数21222324 试一试,分别改变挂在杠杆尺左边和右边钩码试一试,分别改变挂在杠杆尺左边和右边钩码的位置和数量,杠杆尺的状态会有什么改变?的位置和数量,杠杆尺的状态会有什么改变?把那些用较少的钩码使较多的钩码翘起来的情把那些用较少的钩码使较多的钩码翘起来的情况都
11、找出来,用图记录在科学活动手册上。然后找况都找出来,用图记录在科学活动手册上。然后找找它们的相同点。看看从中能找到什么规律。找它们的相同点。看看从中能找到什么规律。四川大学附属实验小学陈耀华1.4 轮轴的秘密轮轴的秘密关于轮轴,你有关于轮轴,你有哪些问题?哪些问题?一、认识轮轴一、认识轮轴轮轮轴轴轮轴转动时有什轮轴转动时有什么特点?么特点?轮转动时轮转动时,轴也跟着一起转动。轴也跟着一起转动。像水龙头像水龙头(或方向盘)(或方向盘)这样,这样,轮子和轴固定在一起,可轮子和轴固定在一起,可以转动的机械,叫做以转动的机械,叫做轮轴轮轴。轮轴由哪几部分组成?这是轮轴吗?这是轮轴吗?这是轮轴吗?这是轮
12、轴吗?二、研究轮轴的作用二、研究轮轴的作用水龙头这样设计水龙头这样设计有什么好处吗?有什么好处吗?去掉轮会是怎样去掉轮会是怎样呢?呢?轴轴轮轮实验步骤:实验步骤:1、组装好轮轴实验装置。、组装好轮轴实验装置。2、在轴上挂一定数量的钩码。、在轴上挂一定数量的钩码。3、在轮上挂钩码,使轮轴两端平衡。、在轮上挂钩码,使轮轴两端平衡。4、记录实验数据,分析实验现象。、记录实验数据,分析实验现象。探究探究轴上钩码的轴上钩码的个数个数轮上钩码的轮上钩码的个数个数我们的发现我们的发现轮轴作用的实验记录表轮轴作用的实验记录表316293124在轮上用力,带动轴在轮上用力,带动轴转动,可以省力。在转动,可以省力
13、。在轴上用力,带动轮转轴上用力,带动轮转动,就会费力。动,就会费力。探究探究三、轮的大小对轮轴作用的影响三、轮的大小对轮轴作用的影响实验记录表实验记录表轴上钩码轴上钩码的个数的个数更大轮上钩更大轮上钩码的个数码的个数我们的发现我们的发现4182123轴不变,轮越大,轴不变,轮越大,带动轴转动,可带动轴转动,可以越省力。以越省力。探究探究更大轮子科学概念科学概念在轮轴的轮上用在轮轴的轮上用力能够省力,轮越大力能够省力,轮越大越省力;在轴上用力越省力;在轴上用力费力。费力。猜猜胜者是谁?请几对同学上台来进行游戏。猜猜胜者是谁?请几对同学上台来进行游戏。一个同学握住螺丝刀柄,一个同学握住螺丝刀轴,一
14、个同学握住螺丝刀柄,一个同学握住螺丝刀轴,2 2人按不同方向转。人按不同方向转。游戏游戏四、联系生活说一说,在我们的生活中还有哪些地方应用说一说,在我们的生活中还有哪些地方应用轮轴?说说它们给我们的工作和生活带来了轮轴?说说它们给我们的工作和生活带来了那些方便?那些方便?这些轮轴的作用是什么?他们是省力的还这些轮轴的作用是什么?他们是省力的还是费力的?是费力的?轮轮轴轴活动扳手活动扳手轮轮轴轴门把手门把手水车水车螺丝刀螺丝刀轱辘轱辘竹蜻蜓竹蜻蜓吊扇吊扇绞盘绞盘扳手扳手曲柄曲柄请你判断请你判断:这些简单机械是轮轴吗?这些简单机械是轮轴吗?各种各样的摇柄各种各样的摇柄请你判断它们属于哪种简单机请你
15、判断它们属于哪种简单机械?械?1、像水龙头那样,(、像水龙头那样,()和()和()固定在一起转动的机械,叫(固定在一起转动的机械,叫()。)。2、在轮上用力带动轴运动,(、在轮上用力带动轴运动,()力;)力;在轴上用力带动轮运动,(在轴上用力带动轮运动,()力。)力。3、轮轴是由两个大小不同的轮组成,并能绕着、轮轴是由两个大小不同的轮组成,并能绕着 共同的(共同的()转动的装置,当大轮带动小轮时,)转动的装置,当大轮带动小轮时,是(是()的,大轮越大越省力;当小轮带动大轮时,)的,大轮越大越省力;当小轮带动大轮时,是(是()的。)的。轮子轮子轴轴轮轴轮轴省省费费轴轴省力省力 费力费力1、下列机
16、械中属于轮轴的是(、下列机械中属于轮轴的是()。)。A、天平、天平 B、剪刀、剪刀 C、扳手、扳手2、下列机械中属于杠杆的是(、下列机械中属于杠杆的是()。)。A、剪刀、剪刀 B、螺丝刀、螺丝刀 C、方向盘、方向盘3、下列机械中属于杠杆的是(、下列机械中属于杠杆的是()。)。A、自行车的车把、自行车的车把 B、拧螺丝的螺丝刀、拧螺丝的螺丝刀 C、缝纫机踏板、缝纫机踏板CAC4、下列(、下列()情况能平衡。)情况能平衡。5、如图下面的扳手转动同样的螺丝帽先用(、如图下面的扳手转动同样的螺丝帽先用()更省力。)更省力。ABCBA1、轮轴的轮越大越省力、轮轴的轮越大越省力 ()2、轮轴用力在轮上才能
17、省力、轮轴用力在轮上才能省力 ()3、在使用螺丝刀时,拿在柄上要比拿在刀尖上更省力(、在使用螺丝刀时,拿在柄上要比拿在刀尖上更省力()关于轮轴,我还想研究关于轮轴,我还想研究哪些问题?哪些问题?动滑轮动滑轮定滑轮定滑轮1.51.5边缘有槽、能绕中心轴转动的轮子叫滑轮滑轮升旗的时候,升旗的时候,我们肯定想过,我们肯定想过,为什么向下拉为什么向下拉绳,旗帜就升绳,旗帜就升上去了?仔细上去了?仔细观察一下,我观察一下,我们就会发现,们就会发现,原来旗杆顶部原来旗杆顶部有一个滑轮!有一个滑轮!滑轮滑轮像旗杆顶部的滑轮那样像旗杆顶部的滑轮那样固定在一个位置转动而固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫定滑轮不
18、移动的滑轮叫定滑轮让我们模拟升旗的装置,来研究旗让我们模拟升旗的装置,来研究旗杆顶部的滑轮杆顶部的滑轮想一想想一想试一试试一试当我们利用定滑当我们利用定滑轮提升重物时,轮提升重物时,需要向什么方向需要向什么方向用力?用力?这说明定滑轮有这说明定滑轮有什么作用?什么作用?向下用力向下用力能改变用力方向能改变用力方向在利用定滑轮提升重物时,定滑轮是不在利用定滑轮提升重物时,定滑轮是不是有省力的作用呢?我们怎样来研究?是有省力的作用呢?我们怎样来研究?记录下研究数据和我们的发现记录下研究数据和我们的发现定滑轮左右两边定滑轮左右两边的钩码个数一样的钩码个数一样多时,两边才平多时,两边才平衡。说明定滑轮
19、衡。说明定滑轮不省力。不省力。1122312211平衡平衡平衡平衡不平衡不平衡不平衡不平衡不平衡不平衡像塔吊像塔吊的吊钩上可的吊钩上可以随着重物以随着重物一起移动的一起移动的滑轮叫做动滑轮叫做动滑轮。滑轮。组装一个动滑轮实验装置,用它提组装一个动滑轮实验装置,用它提升重物。测量用了多大的力,记录并分升重物。测量用了多大的力,记录并分析数据,看看动滑轮有什么作用。析数据,看看动滑轮有什么作用。50251005015020075100用动滑轮用动滑轮能省一半能省一半的力的力N力的单位力的单位比较定滑轮和动滑轮的作用有什么比较定滑轮和动滑轮的作用有什么不同?不同?定滑轮不省力,定滑轮不省力,但能改变
20、用力的方向。但能改变用力的方向。动滑轮省力,动滑轮省力,但不能改变用力的方向。但不能改变用力的方向。阻力点阻力点重物重物支点支点用力点用力点重物重物支点支点用力点用力点阻力点阻力点支点支点用力点用力点阻力点阻力点支点支点永林力点永林力点阻力点阻力点 定滑轮定滑轮 动滑轮动滑轮想一想,我们在什么情况下使用定想一想,我们在什么情况下使用定滑轮,在什么情况下使用动滑轮?滑轮,在什么情况下使用动滑轮?要把钢材、木料、要把钢材、木料、水泥等运到楼上通水泥等运到楼上通常会怎样做呢?常会怎样做呢?想一想想一想问题:问题:利用一只滑轮来提升物体,你有几利用一只滑轮来提升物体,你有几 种方法?你所使用时有什么特
21、点?种方法?你所使用时有什么特点?定滑轮:定滑轮:不能省力,但可改变了力的方向。不能省力,但可改变了力的方向。动滑轮:动滑轮:能省力,但不能改变力的方向。能省力,但不能改变力的方向。能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来,使它们即省力又方便呢?起来,使它们即省力又方便呢?把动滑轮和定滑轮组合在一起使用,把动滑轮和定滑轮组合在一起使用,就构成了滑轮组。就构成了滑轮组。组装方法组装方法绳子的自由端最后必通过每一个的滑轮。绳子的自由端最后必通过每一个的滑轮。想一想:想一想:滑轮组中的滑轮数量越多越好吗?滑轮组中的滑轮数量越多越好吗?用我们的研究结果解释,为什
22、么塔式起重机能用我们的研究结果解释,为什么塔式起重机能够吊起那么重的物体?够吊起那么重的物体?生生活活中中的的滑滑轮轮生生活活中中的的滑滑轮轮像搭在汽车车厢上的木板那样的简单机械,叫做斜面。在匀速拉动的过程中读数,手别放松,视线要与刻度一致。使用之前先检查测力计竖直时指针是否对准“零刻度”。拉动时要匀速。在桌面拉动测力计时测力计尽量与桌面平行。实验计划实验计划实验名称:实验名称:实验器材实验器材:实验步骤:实验步骤:研究斜面作用斜面、重物、测力计、木块等1.搭建一个斜面(自行设计坡度)。2.先测出直接提升物体的力,再测出沿斜面提升物体的力。3.改变物体的重量,按步骤2的方法做几次并且记录在书上
23、。4.比较直接提升物体的力和沿斜面提升物体的力你有什么发现?温馨提示:1.只改变物体的重量,不改变斜面的高度。通过实验数据对比,你有什么发现?实验计划实验计划实验名称:实验名称:实验器材实验器材:实验步骤:实验步骤:研究不同坡度斜面作用的实验斜面、重物、测力计、木块等1.选择一个重物,测出直接提升重物的力。2.记录沿4个不同坡度斜面提升物体的力(要求斜面坡度从低到高或者从高到低的顺序)。3.不改变物体的重量,按步骤2重复做4次。温馨提示:1.只能改变斜面坡度,不能改变物体的重量。2.注重小组合作、边实验边记录。斜面都能省力,斜面都能省力,坡度越小越省力,坡度越大越费力。1.8 1.8 自行车上
24、的简单机械自行车上的简单机械你看到什么?你看到什么?英文:英文:bike日本:自耘车日本:自耘车中国大陆、台湾、新加坡:自行车或脚踏车中国大陆、台湾、新加坡:自行车或脚踏车港澳:单港澳:单车车自行车的种类繁多、形态各异自行车的种类繁多、形态各异自行车的自行车的种类繁多种类繁多形态各异形态各异自行车的自行车的种类繁多种类繁多形态各异形态各异自行车的结构图自行车的结构图你能说出这些图分别是你能说出这些图分别是自行车的什么部位吗?自行车的什么部位吗?链条和齿轮链条和齿轮车把车把刹车刹车脚蹬(脚踏板)脚蹬(脚踏板)寻找自行车上的简单机械寻找自行车上的简单机械自行车部位简单机械类型所起到的作用活动一:活
25、动一:自行车上的简单机械自行车上的简单机械自行车部位自行车部位简单机械类型简单机械类型所起到的作用所起到的作用龙头(车把)龙头(车把)轮轴轮轴省力,轻松控制方向省力,轻松控制方向踏脚板与齿轮踏脚板与齿轮轮轴轮轴省力省力刹车刹车杠杆杠杆省力,省力,大车轮与小车轴大车轮与小车轴轮轴轮轴加快速度加快速度后轴齿轮和后轮后轴齿轮和后轮轮轴轮轴费力,省距离费力,省距离车后架的弹簧夹车后架的弹簧夹杠杆杠杆省力,夹紧物体省力,夹紧物体螺丝与螺帽螺丝与螺帽斜面斜面省力,固定各部件省力,固定各部件车铃车铃轮轴或杠杆轮轴或杠杆省力省力活动二:活动二:分析自行车的工作原理分析自行车的工作原理导向系统导向系统驱动系统驱
26、动系统制动系统制动系统导向系统导向系统:由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。:由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。骑者可通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。骑者可通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。关关于于自自行行车车的的导导向向功功能能,你你有有什什么么问问题题或或者者发发现现?驱动系统驱动系统:由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、:由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。后轴、后轮等部件组成。1.自行车是通过什么把我们脚蹬的力传递到车轮上?自行车是通过什么把我们脚蹬的力传递到车轮上?(齿轮和链条)(齿轮和链条)2.齿轮转动的快齿轮转动的快慢与齿轮的大小慢与
27、齿轮的大小有什么关系?有什么关系?(大带小(大带小快)快)(小带大(小带大慢)慢)关于驱动,还关于驱动,还有什么想研究有什么想研究的问题?的问题?制动系统制动系统:由车闸部件组成。骑者可以随时操纵车:由车闸部件组成。骑者可以随时操纵车闸,使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。闸,使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。你能说说刹车时相关制动部件的工作过程吗?你能说说刹车时相关制动部件的工作过程吗?关于制动,你关于制动,你有什么想法或有什么想法或建议?建议?自行车是人类发明的最成功的一种人力机械。自行车是人类发明的最成功的一种人力机械。自行车是由许多简单机械组成的复杂机械。自行车是由许多简单机
28、械组成的复杂机械。自行车是简单、方便、环保的交通工具。自行车是简单、方便、环保的交通工具。常见的自行车,包含着许多的科学原理,等待你继续去研究!常见的自行车,包含着许多的科学原理,等待你继续去研究!1、本单元所学的简单机械有哪些?、本单元所学的简单机械有哪些?2、简单机械有哪些作用?、简单机械有哪些作用?简单机械包括杠杆、轮轴、滑轮、斜面等。简单机械包括杠杆、轮轴、滑轮、斜面等。简单机械可以省力或方便,还可以改变力的方向,简单机械可以省力或方便,还可以改变力的方向,改变运动速度等作用。改变运动速度等作用。我的感受:简单机械不简单!我的感受:简单机械不简单!2 2 形状与结构形状与结构共同特征:
29、共同特征:都有都有横放横放的的材料材料横梁横梁和和竖放竖放的材的材料料柱子柱子横梁比柱子更容易被压弯断裂.提出问题:提出问题:.做出假设:做出假设:.实验验证:实验验证:纸梁纸梁越宽越宽它的它的抗弯曲能力抗弯曲能力越强越强纸梁的宽度与抗弯曲能力有关吗?纸梁的宽度与抗弯曲能力有关吗?(1)实验材料:实验材料:纸梁(卡纸纸梁(卡纸2 2、4 4、8 8厘米各一张);厘米各一张);相同大小垫圈若干个、直尺一根,相同大小垫圈若干个、直尺一根,科学书四本科学书四本纸梁的宽度与抗弯曲能力的研究纸梁的宽度与抗弯曲能力的研究抵抗弯曲抵抗弯曲4.4.放垫圈的位置一样:放垫圈的位置一样:放中间放中间5.5.单个垫
30、圈的轻重一样单个垫圈的轻重一样(3 3)实验改变的条件:)实验改变的条件:1.1.纸的材质纸的材质-厚度厚度、长短一样、长短一样6.6.弯曲弯曲标准一样:标准一样:以纸梁碰到到桌面为止。以纸梁碰到到桌面为止。3.3.纸梁架空的距离一样纸梁架空的距离一样2.2.架起纸梁高度一样架起纸梁高度一样(2)(2)实验不改变的条件:实验不改变的条件:纸的宽度纸的宽度怎样改变纸的宽度?怎样改变纸的宽度?纸梁的宽度纸梁的宽度(以最窄的为标准)(以最窄的为标准)抗弯曲能力抗弯曲能力的大小的大小预测预测实测实测纸梁的宽度与抗弯曲能力的测试记录纸梁的宽度与抗弯曲能力的测试记录1 1倍宽倍宽2 2倍宽倍宽4 4倍宽倍
31、宽温馨提示:温馨提示:1.1.先预测再实验;先预测再实验;2.2.边实验边记录数据;边实验边记录数据;3.3.整理、分析实验数据;整理、分析实验数据;4.4.写出自己的发现。写出自己的发现。4.我们发现,纸梁的宽度我们发现,纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系是:与抗弯曲能力的关系是:纸梁的宽度增加,抗弯纸梁的宽度增加,抗弯曲能力也会增加。(曲能力也会增加。(即:即:纸梁的宽度纸梁的宽度越越宽它的抗宽它的抗弯曲能力越强弯曲能力越强).提出问题:提出问题:.做出假设:做出假设:.实验验证:实验验证:纸梁的厚度与抗弯曲能力有吗?纸梁的厚度与抗弯曲能力有吗?纸梁纸梁越厚越厚抗弯曲能力抗弯曲能力越强越强(1
32、1)实验材料)实验材料:相同宽度和厚度的纸梁若干;胶水相同宽度和厚度的纸梁若干;胶水一瓶;相同大小垫圈若干个、直尺一瓶;相同大小垫圈若干个、直尺一根,科学书四本。一根,科学书四本。4.4.放垫圈的位置一样放垫圈的位置一样-中间中间5.5.单个垫圈的轻重一样单个垫圈的轻重一样(3 3)实验改变的条件:)实验改变的条件:1.1.纸的材质纸的材质-宽度宽度、长短一样、长短一样6.6.弯曲弯曲标准一样:标准一样:以纸梁碰到到桌面为止。以纸梁碰到到桌面为止。3.3.纸梁架空的距离一样纸梁架空的距离一样2.2.架起纸梁高度一样架起纸梁高度一样(2)(2)实验不改变的条件:实验不改变的条件:纸的纸的厚厚度度
33、怎样改变纸的怎样改变纸的厚度厚度?纸梁的厚度纸梁的厚度(以粘在一起的张数(以粘在一起的张数计算)计算)抗弯曲能抗弯曲能力的大小力的大小预测预测实测实测纸梁的厚度与抗弯曲能力的测试记录纸梁的厚度与抗弯曲能力的测试记录1倍厚倍厚2倍厚倍厚4倍厚倍厚温馨提示:温馨提示:1.1.先预测再实验;先预测再实验;2.2.边实验边记录数据;边实验边记录数据;3.3.整理、分析实验数据;整理、分析实验数据;4.4.写出自己的发现。写出自己的发现。4.我们发现,纸梁的厚度与我们发现,纸梁的厚度与抗弯曲能力的关系是抗弯曲能力的关系是:纸梁的厚度增加,纸梁的厚度增加,抗弯曲能力会大大抗弯曲能力会大大增加。增加。请比较
34、两次实验数据,你有什么请比较两次实验数据,你有什么新发现?新发现?新发现:新发现:增加增加(纸纸)横梁的厚度比横梁的厚度比增加增加(纸纸)横梁的宽度能更有横梁的宽度能更有效地提高横梁的抗弯曲能力。效地提高横梁的抗弯曲能力。横梁平着放好,还是立着放好?横梁平着放好,还是立着放好?2.2 形状与抗弯曲能力O口口LWU工工1、为什么有的钢材或铝材做成、为什么有的钢材或铝材做成 “T”“U”“L”“工工”字或字或“口口”字等形状?字等形状?2、这些形状与抗弯曲能力有关吗?、这些形状与抗弯曲能力有关吗?思考:思考:形状与抗弯曲能力的研究形状与抗弯曲能力的研究为了增强薄形材料抗弯曲的能力,我们可以将材为了
35、增强薄形材料抗弯曲的能力,我们可以将材料做成哪些形状,请画出来。料做成哪些形状,请画出来。WW实验题:实验题:1.纸梁放在两个桥墩的中间。纸梁放在两个桥墩的中间。2.只改变纸梁的形状只改变纸梁的形状形状与抗弯曲能力的研究形状与抗弯曲能力的研究“L”形材料的哪一部形材料的哪一部分像平放的梁,立分像平放的梁,立着放了?着放了?把薄形材料弯把薄形材料弯折折“V”“L”“U”“T”或或“工工”字等形状,字等形状,虽然减少了材料虽然减少了材料的宽度,但却增的宽度,但却增加了材料的厚度,加了材料的厚度,增加厚度是能大增加厚度是能大大增强材料的抗大增强材料的抗弯曲能力的。弯曲能力的。增加了厚度增加了厚度减少
36、了宽度减少了宽度瓦楞纸板一共有几层?每层的厚薄、软硬、瓦楞纸板一共有几层?每层的厚薄、软硬、形状形状如何?抗弯曲能力怎样?如何?抗弯曲能力怎样?改变形状改变形状,可以增强材料的抗弯曲能力,可以增强材料的抗弯曲能力。增加厚度是能大大增强材料的抗弯曲能力的。增加厚度是能大大增强材料的抗弯曲能力的。同一薄型材料:同一薄型材料:把同一薄型、不同形状的材料叠在一起,大把同一薄型、不同形状的材料叠在一起,大大增加了其承重能力大增加了其承重能力像这样弯像这样弯曲的纸的形曲的纸的形状叫拱形。状叫拱形。2.32.3古代城门为什么都做成古代城门为什么都做成“拱形拱形”?柔软无力的纸,做成拱形柔软无力的纸,做成拱形
37、怎么就变怎么就变“坚硬坚硬”了?了?把拱足固定,把拱足固定,测试纸拱能承测试纸拱能承载多大的重量。载多大的重量。怎样才能使纸拱承载更大的重量?怎样才能使纸拱承载更大的重量?提示:看看拱形在重压下是怎么变形的提示:看看拱形在重压下是怎么变形的?怎样使它不变形呢?怎样使它不变形呢?观察思考:观察思考:1 1、把拱足固定,纸拱能承载多大的重量。、把拱足固定,纸拱能承载多大的重量。2 2、纸拱随着承重力的增加,形状有什么变化?、纸拱随着承重力的增加,形状有什么变化?拱形承重的秘密拱形承重的秘密拱形承载重量时,拱形承载重量时,能把压力向下向外能把压力向下向外传递给相邻的部分,传递给相邻的部分,拱形各部分
38、相互挤拱形各部分相互挤压,结合得更加紧压,结合得更加紧密。密。拱形受压会产生拱形受压会产生一个向外推的力,一个向外推的力,抵住这个力,拱就抵住这个力,拱就能承载很大的重量。能承载很大的重量。把半圆形的西瓜皮切成把半圆形的西瓜皮切成5块,注意切口的方向,块,注意切口的方向,然后小心搭建一个然后小心搭建一个西瓜皮拱。西瓜皮拱。我们能解释西瓜皮拱为什么不垮吗?我们能解释西瓜皮拱为什么不垮吗?我们能解释西瓜皮拱为什么不垮吗?我们能解释西瓜皮拱为什么不垮吗?因为西瓜皮拱把受到的力向下因为西瓜皮拱把受到的力向下向外传递给相邻的部分,拱形各部向外传递给相邻的部分,拱形各部分相互挤压,结合得更紧密。所以分相互
39、挤压,结合得更紧密。所以西瓜皮拱不会垮。西瓜皮拱不会垮。要点提示要点提示1、西瓜皮要切成、西瓜皮要切成5块,即奇数块。块,即奇数块。(去除中间的一块,两边的对称,便(去除中间的一块,两边的对称,便于搭建)于搭建)2、切口方向应指向圆心。、切口方向应指向圆心。3、每一块西瓜切块应呈现出、每一块西瓜切块应呈现出“梯形梯形”,即:外大里小。,即:外大里小。4、要有重物抵住拱足,以便西瓜皮拱、要有重物抵住拱足,以便西瓜皮拱能承载更大的重量。能承载更大的重量。练一练练一练下面有三个搭好的拱,下面有三个搭好的拱,其承重能力最强的一个是(其承重能力最强的一个是()ABCC想一想,这些建筑为什么要建成想一想,
40、这些建筑为什么要建成“拱形拱形”吗?吗?2.4 2.4 2.4 2.4 找拱形找拱形找拱形找拱形想一想:如果将一个拱形水平旋转180度,会形成一个怎样的形状呢?圆顶形你知道在生活中哪些地方有圆顶形吗?猜一猜为什么这些物体要设计成圆顶形吗?你能用下面的材料验证你的猜测吗?实验材料:对半剖开的乒乓球、一些书本实验要求:1、小组讨论实验方案2、小组根据你们组的实验方案进行探究实验我们的发现:圆顶形比拱形的承重能力更强。想一想:如果把圆顶形再垂直旋转360度,会得到一个怎样的形状呢?球球 形形上海东方明珠塔上海东方明珠塔球形球形小游戏用两只手使劲按压、捏、挤一个乒乓球,看看有什么现象,你有什么感觉?想
41、一想球形和拱形、圆顶形有什么关系?球形为什么这么坚固?你能用拱形受压的原理解释一下吗?球形的任何一个地方受力,力都球形的任何一个地方受力,力都可以向四周均匀地分散开来,可以向四周均匀地分散开来,而而且不产生外推力,每一个方向上且不产生外推力,每一个方向上都可以看成是拱形都可以看成是拱形所以球形比任所以球形比任何形状都更坚固何形状都更坚固。生活中的拱形生活中的拱形中国国家大剧院中国国家大剧院悉尼歌剧院悉尼歌剧院做一做:矿泉水瓶的哪些地方有拱形?这样设计有什么作用?小组实验,并填写书上35页的表格。塑料饮料瓶的观察记录塑料饮料瓶的观察记录上部上部中部中部底部底部形状形状最厚的地方最厚的地方底部底部
42、最薄的地方最薄的地方中部中部最硬的地方最硬的地方塑料饮料瓶的观察记录塑料饮料瓶的观察记录上部上部中部中部底部底部形状形状圆顶形圆顶形拱形拱形拱形拱形最厚的地方最厚的地方底部底部最薄的地方最薄的地方中部中部最硬的地方最硬的地方底部、上部底部、上部最软的地方最软的地方中部中部 找一找:我们的身上能找到拱形吗?人的头骨是拱形人的头骨是拱形生物体中的拱形生物体中的拱形生物体中的拱形生物体中的拱形足拱足拱更好承受人体的重量更好承受人体的重量 乌龟的龟壳乌龟的龟壳是拱形是拱形生物体中的拱形生物体中的拱形贝壳贝壳是拱形是拱形生物体中的拱形生物体中的拱形通讯塔通讯塔过山车过山车像铁塔这样骨像铁塔这样骨架式的构
43、造叫架式的构造叫做做框架结构框架结构。做简单框架做简单框架扎一个三角形框架和长方形框架。扎一个三角形框架和长方形框架。观察它们受到力的作用时有什么不观察它们受到力的作用时有什么不同?同?稳稳定定不稳定不稳定如何让不稳定的四边形框架稳定呢加斜杆?增加的斜杆起什么作用?增加的斜杆起什么作用?支撑观察组成大型框架的“小格子”是什么形状的?做出自己的解释。任务:做一个立方体框架任务:做一个立方体框架试着在你的立方体框架上边放书试着在你的立方体框架上边放书本,看看牢固么?本,看看牢固么?怎样才能使我们的框架更加牢固?怎样才能使我们的框架更加牢固?动手做一做吧!动手做一做吧!立方体的每个面都是四边形。我们
44、可以立方体的每个面都是四边形。我们可以给它加上斜杆使它更牢固。给它加上斜杆使它更牢固。加上斜杆以后的变化:加上斜杆以后的变化:四边形里增加了许多三角形!四边形里增加了许多三角形!利用三角形的稳定性可以加利用三角形的稳定性可以加固框架,并且框架中的三角固框架,并且框架中的三角形越多,结构越坚固。形越多,结构越坚固。三角形稳定性的力学原理:当三角形的两边斜杆受压力向内挤,下面当三角形的两边斜杆受压力向内挤,下面的水平杆就起到推力的作用;的水平杆就起到推力的作用;当三角形的当三角形的顶端受压力时,两边斜杆受力向两侧扩张,顶端受压力时,两边斜杆受力向两侧扩张,下面的水平杆就起到拉力的作用。下面的水平杆
45、就起到拉力的作用。三角形三角形正是通过三边互相之间的推和拉的作用,正是通过三边互相之间的推和拉的作用,保持它的稳定性。保持它的稳定性。2 2.6 6 建建高高塔塔介绍世界介绍世界上著名的塔上著名的塔比比萨萨斜斜塔塔倾斜的大理石塔倾斜的大理石塔埃埃及及金金字字塔塔方锥体三角形石料建筑方锥体三角形石料建筑中中国国应应县县木木塔塔八角形木结构塔八角形木结构塔葫芦形砖石结构的塔群葫芦形砖石结构的塔群葫芦形砖石结构的塔群葫芦形砖石结构的塔群它们都展现了高大的它们都展现了高大的框架铁塔框架铁塔的特的特点:点:这些框架铁塔都建造的很高,这些框架铁塔都建造的很高,不但框架结实不变形,还能保持在不但框架结实不变
46、形,还能保持在各种情况下都稳定不倒。各种情况下都稳定不倒。它们要承受到哪些力的作用?它们要承受到哪些力的作用?从形状结构上来看,哪些从形状结构上来看,哪些特点使它们不容易倒?特点使它们不容易倒?猜猜看猜猜看:是哪些结构特点使铁塔高是哪些结构特点使铁塔高耸入云又不容易倾倒呢?把你们耸入云又不容易倾倒呢?把你们的猜想写下来。的猜想写下来。怎样使它们怎样使它们不容易倒?不容易倒?塑料瓶怎样放最容易到?塑料瓶怎样放最容易到?塑料瓶怎样放不容易倒?塑料瓶怎样放不容易倒?怎样做,塑料瓶最不容易倒?怎样做,塑料瓶最不容易倒?用一个简单的实验来研究三个问题用一个简单的实验来研究三个问题空空瓶瓶子子瓶口向下瓶口
47、向下最容易倒最容易倒瓶口向上不容易倒。瓶口向上不容易倒。瓶里装满东西瓶里装满东西最不容易倒。最不容易倒。?要使物体不容易倒,要使物体不容易倒,我们可以用些什么方法?我们可以用些什么方法?上面做得上面做得小一些小一些下面做的下面做的大一些大一些上面做得上面做得轻一些轻一些下面做的下面做的重一些重一些建造不容易倒的建造不容易倒的“高塔高塔”用图片上的这些材料造一个高塔用图片上的这些材料造一个高塔中号中号大号大号小号小号橡筋橡筋吸管吸管看看这些材料有什么特点?看看这些材料有什么特点?要想使我们建造的高塔不容易倒,要想使我们建造的高塔不容易倒,可以采用哪些方法?可以采用哪些方法?画一张画一张“高塔高塔
48、”的设计草图的设计草图看看这些材料有什么特点?看看这些材料有什么特点?要想使我们建造的高塔不容易倒,要想使我们建造的高塔不容易倒,可以采用哪些方法?可以采用哪些方法?画一张画一张“高塔高塔”的设计草图的设计草图有大中小三种瓶子,橡筋可以捆扎吸管有大中小三种瓶子,橡筋可以捆扎吸管看看这些材料有什么特点?看看这些材料有什么特点?要想使我们建造的高塔不容易倒,要想使我们建造的高塔不容易倒,可以采用哪些方法?可以采用哪些方法?画一张画一张“高塔高塔”的设计草图的设计草图有大中小三种瓶子,橡筋可以捆扎吸管有大中小三种瓶子,橡筋可以捆扎吸管大瓶在下、小瓶在上大瓶在下、小瓶在上,用吸管、橡,用吸管、橡筋给塑
49、料瓶做一个大些的塔基,筋给塑料瓶做一个大些的塔基,在在大瓶中装一些沙子。大瓶中装一些沙子。制作不容易倒的“高塔”利用以下材料做一个又高利用以下材料做一个又高又稳的又稳的“高塔高塔”我们的设计草图我们的设计草图草图草图在草图上标出塔的各在草图上标出塔的各部分名称及功能部分名称及功能我们采取了哪些办法使我们采取了哪些办法使“高塔高塔”不容易倒?不容易倒?怎样检验塔的稳定性?怎样检验塔的稳定性?1.做一个大一些的基座。做一个大一些的基座。2.大瓶子放在最下面使塔下面大。大瓶子放在最下面使塔下面大。3.小瓶子放在最上面使它上面小。小瓶子放在最上面使它上面小。4.在大瓶子里装些黄沙使下面增加在大瓶子里装
50、些黄沙使下面增加重量。重量。5.在塔的侧面扇风,检验塔的抗风在塔的侧面扇风,检验塔的抗风能力能力。框架结构铁塔的特点框架结构铁塔的特点说一说说一说哪些哪些特点使框架铁特点使框架铁塔不容易倒?塔不容易倒?框架结构铁塔的特点框架结构铁塔的特点说一说说一说哪些哪些特点使框架铁特点使框架铁塔不容易倒?塔不容易倒?塔的底部大,而且还有塔的底部大,而且还有个坚固的基座;塔的上个坚固的基座;塔的上面小、下面大;上面轻、面小、下面大;上面轻、下面重;重量主要集中下面重;重量主要集中在底座。塔是镂空结构,在底座。塔是镂空结构,风可以穿过塔身,风可以穿过塔身,空气阻力小,抗风强。空气阻力小,抗风强。铁塔框架上有许