3 轮子的妙用教学设计及教案分析

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。

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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”

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（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

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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

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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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