滑动与滚动教案1

滑动与滚动

●教材分析及设计意图:

本课将继续研究影响摩擦力大小的因素。摩擦力大小与滚动还是滑动这两种运动方式有很大关系,用滚动代替滑动是减少摩擦力常用的方法之一,制止轮子滚动是轮驱动车辆刹车的通用方法。学习本课是为研究如何改变摩擦力的大小打下基础。本课有两个活动。

第一,测量滑动和滚动摩擦力的大小。选择测量小车轮子滑动时和滚动时的两种摩擦力是一种很好的选择。这是因为,让小车轮子滚动前进和滑动前进操作起来很容易。真正的汽车就是正常行驶时轮子滚动,急刹车时轮子在地上滑动。学生对小车“行驶”“刹车”两种情况下摩擦力大小的差别一般估计不到,实验会给学生留下很深印象。

第二,认识和制作滚珠轴承。滚珠轴承的应用非常广泛,是专门把运动由滑动变成滚动的机械装置。根据儿童的特点,要学生认识滚珠轴承的作用,通过动手做一个“滚珠轴承”是一个好的办法。认识滚珠轴承将为下一课寻找自行车上的“好设计”打下基础。

●教学目标:

1.科学概念:

物体有滑动与滚动两种运动方式。对于相同的物体,滚动的摩擦力小,滑动的摩擦力大。

2.过程与方法:

能设计并做小车轮子滚动与滑动的摩擦力比较的对比实验,通过实验,能解释物体运动和停止下来的原因。会用简单物品模拟做滚珠轴承。

3.情感、态度、价值观:

勤于思考,乐意用科学知识分析日常事物。了解人类改进搬运的方法,感受科学技术与社会生产的关系。

教学重点:

设计并做小车轮子滚动与滑动的摩擦力比较的对比实验,从而得出滑动与滚动运动方式与摩擦力大小的关系。

●教学难点:

通过做小车轮子滚动与滑动的摩擦力比较的实验,能解释物体慢慢停止下来的原因。

●教学准备:

教师准备:课件、滚珠轴承、小组材料一份。

小组准备:字典,六支铅笔,小车、钩码4个、盒子、细绳、弹簧秤、玻璃球、大小瓶盖、胶带、剪刀等。

●教学过程:

一、创设情境,引出两种运动方式

[PPT2]

1.创设运动的情境:

师:(出示PPT2)同学们,小时候溜过滑梯吗?骑过自行车吗?都有什么感受?

(学生踊跃举手)

师:好的,你来。

学生1:溜滑梯身体与滑梯接触,能产生摩擦力;自行车在地面上靠轮子滚动,也能产生摩擦力。

学生2:溜滑梯是人在滑梯上滑动的,而自行车轮子在地面上滚动的。

学生3:我的感觉是滑动用的力大,滚动用的力小。

……

师:大家说得很好,大家已经说出了运动的两种方式:滑动和滚动。(板书:滑动和滚动)

[PPT3]

2.感受滑动摩擦力和滚动摩擦力(故事导入):

师:(出示PPT3)古代埃及金字塔是埃及国王和王后的陵墓。陵墓是用巨大的石块俢砌成的方锥形建筑,外形金字,故名金字塔,塔身由230万块巨石组成,他们大小不一,大的160 吨,小的1.5吨,10万人花了20年的时间建成了。那时候人们没有汽车,也没有起重机,怎么把这么大的石头一块一块的从很远的地方搬来的呢?

师:滑动摩擦还是滚动摩擦?为什么这样做?

生:滚动摩擦,减少摩擦力。[出示PPT4]

师:我们也来试一试吧。

师:先在桌面上推动一本字典,然后在字典下面放好准备好的六支铅笔,再推动字典,有什么感受?

生1:在桌面上推动字典是滑动,垫了铅笔后变为滚动;

生2:放了铅笔后容易推;

生3:滑动摩擦力比滚动摩擦力大;

……

师小结:我们的感受是相同的物体滑动摩擦力大,滚动摩擦力小。

二、实验探究,测量物体滑动和滚动的摩擦力

1.猜想:相同的物体滑动摩擦力大,滚动摩擦力小。(板书)

师:这只是我们的猜想,我们需要用实验来验证。

2.设计实验:

(出示实物小车)[出示PPT5]

师:这辆小车运动起来的时候能表示这两种运动方式吗?

生1:小车运动的时候车轮滚动就表示滚动运动。把轮子拿下来拉动小车就是滑动了。

师:这里我们研究的是物体滑动与滚动的摩擦力大小,所以,不能改变什么条件?怎么保持不变呢?

生2:不能改变的条件是小车所承载的重量要一样。

生3:小车运动时接触面的光滑程度也要一样。

生4:接触面也一样。

(如果学生没有提到接触面要一样,教师则引导:小车承载的重量要一样、接触面的光滑程度要一样,那么,接触面的面积应该如何?)

(或引导:小车承载的重量要一样、接触面的光滑程度要一样,能像刚才那位同学说的那样,表示滑动的时候,把轮子拆下来吗?)

生5:不能,这样物体接触面面积就不一样了,不能看出滑动与滚动方式的摩擦力大小情况。

师:实验要改变什么条件?

生:改变的是小车滚动与滑动两种运动方式。

师:那有什么好办法小车既有轮子,又不让其转动呢?

生:把轮子用胶带贴住,就可以了。

师:好的,当车轮滚动的时候,我们的小车在正常行驶着,而当车轮被固定住了,小车在刹车。

3.估计摩擦力的大小:

师:这样,我们再给小车装上这个盒子当作车身,加上一些钩码,给小车一些重量,帮助我们测量摩擦力的大小。先用手去估计一下,小车在滚动运动中受到摩擦力是多大?再用弹簧秤测量它的滚动摩擦力。

师:请同学们从桌子里拿出小车,用你们的方法来估计。把你们的估计结果记录在这张记录单上。

[PPT6] (出示记录单)

车轮滚动摩擦力和滑动摩擦力的比较

学生汇报估计结果。

4.实验验证:

师:好,小组合作来测量它们的摩擦力分别为多少,作好记录。

(学生实验)

5.汇报交流:

师:你们的实验结果和估计的一样吗?哪组来汇报你们的测量结果。

教师请小组进行汇报。

生1:我们组轮子滚动前进的摩擦力是xN,轮子滚动前进的摩擦力是yN,滑动摩擦力是滚动摩擦力的z倍。我们的发现是滚动摩擦力非常小。

师:你们的发现非常了不起。人们正是发现了这些,才解决了生活中的一些疑问。师:比如,为什么静止的小车要受到一定大小的拉力才能运动起来?

(引导学生回答:因为静止的小车也受到了摩擦力,小车运动起来需要拉力克服这样的摩擦力,这样小车就运动起来了。)

师:又比如,为什么运动的小车失去动力,刹车后,自己会慢慢停下来?

(引导学生回答:因为小车刹车时,车轮滚动运动就变为滑动,滑动时受到的摩擦力变大,超过了小车向前的力,所以小车就停下来了。)

[PPT7]

(出示课件:图片显示汽车、自行车刹车)

师:像汽车、自行车刹车都是采取阻止车轮转动的方法,为什么车轮停止转动,车子就能很快停下来?

(引导学生回答:车轮停止转动时,车轮滚动运动变为滑动,摩擦力变大,车子就能很快停下来。)

三、联系生活,制作滚珠轴承

[PPT8]

师:滚动摩擦力在生活中的应用非常广泛。看,这辆自行车的车轮与轴之间安装了滚珠轴承。我们先观察滚珠轴承的构造,猜想它有什么用处?

(课件出示图片[PPT7])

(学生观察)

师:在滚珠轴承上,你观察到什么?

生1:里面有许多小铁珠。

生2:转动的时候速度很快。

师:小铁珠在这里有什么用处?

生:这样使轴承运动起来的时候是滚动,所受的摩擦力变小,速度会快。

师:我们来制作一个“滚珠轴承”,体验一下它的作用。

[PPT9]

教师出示材料,学生制作滚珠轴承。

师:还有什么办法能使我们的“滚珠轴承”转动得更灵活吗?

四、拓展延伸,总结全课

[PPT10]

师:同学们的努力让我们的课堂十分有趣,那么生活中我们在哪些机械中也用到了滚动摩擦?哪些地方用到了滑动摩擦呢?

[PPT11]

师:你能根据刹车印痕判断当时车轮的运动状态(是滚动还是滑动)和车速快慢变化吗?

师:通过学习,我们知道滑动与滚动的摩擦力有很大不同。那么,在生活中,人们都会减少摩擦力吗?为什么?我们下节课再来研究。

板书:

滑动和滚动

猜想:相同的物体滑动摩擦力大,滚动摩擦力小。