1、拱形的力量教学设计教学目标科学概念拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。过程与方法根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。情感、态度、价值观认识到边实验边思考，对不断深入研究的重要性。教学重点弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。教学难点拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。教学准备做拱形的卡纸，螺帽若干，铁垫圈若干，记录单。教学过程一、激趣引入1 师：（师出示卡纸，搭成平的纸桥）同学们，你们看，这是一张卡纸，老师把它搭成了一座平桥，你们猜它能承受几个垫圈呢？谁来试试。2 请回答的学生上讲台放放（注意垫圈放中间，要轻轻地放
2、）3这座纸平桥承受了几个垫圈？生：一个垫圈的重量都承受不起4师：对。这座纸平桥，它一个垫圈的重量都承受不起，那同样的一张纸（教师拿出另外一张纸演示）你有办法提高它的抗弯曲能力，让它承受 1 个、2 个甚至更多的垫圈吗？生：折成波浪形状5师：嗯，他运用到了我们上节课学到的知识。这个我们已经用实验证明过了。折成波浪形状提高了它的抗弯曲能力，还有其他方法吗？生：做成拱形师：做成拱形也是改变了这张纸的？生：形状6今天我们就来研究这个问题。 （板书：拱形的力量）二、研究拱形与抗弯曲能力1 师：做成拱形真的可以改变纸的抗弯曲能力吗？（在问题上打上问号）请同学们猜测一下生：做成拱形可以提高纸的抗弯曲能力2、
3、师：这只是你们的猜测，用什么来验证？3、师：想不想试一试，亲自做个拱形来验证我们的猜想？生：4、师：（老师演示）那就像老师一样把纸卷一卷做成一个拱形，然后把纸的两边立在刚才放平桥的桌上，接着在上面放铁垫圈，测试一下它能承受几个垫圈？（注意垫圈放中间，要轻轻地放）生：（）个师：与刚才的平桥对比一下，这说明了什么？师小结：做成拱形真的可以提高纸的抗弯曲能力5、师：同学们，要研究这拱桥到底有多大的抗弯曲能力，我们得先来认识一下拱形的结构：（老师画简图） ，你们看，这拱形的顶部，叫拱顶。这拱形的两端，叫拱脚，也叫拱足。丙拱足之间的距离叫跨度（老师画简图）6、师：同学们，刚才我们在拱形上放垫圈时，你有什
4、么发现吗？想不想看个清楚？那我们继续在这拱桥上放垫圈，请同学们仔细观察7、师：在拱桥上放垫圈时你们发现了什么问题？生：在拱桥上放垫圈时，拱足会向外分开一点点，进一步放垫圈，会发现拱足分开得更大了，最后塌了8、师：为什么拱顶一承受压力，拱足就向外分开呢？请你们在小组内讨论一下（1）同学们，静止的拱足向两边分开，说明肯定在上面对它施加了一个力，我们把这个力称为外推力（板书 ：外推力） ，那么这个外推力来自于哪里呢？生：垫圈向下的压力（2）垫圈的压力是向下的，拱足怎么会向两边分开（伸展）呢？谁能解释一下这种现象？生：垫圈的重量压在了拱上，拱的全部重力传到了两个拱足，这个力向下，向两边传去，使拱足在垫
5、板上向外分开，最后拱就伸展开了（3）同学们，那你有办法使拱足不分开，拱形的形状保持不变呢 ?生：用东西抵住拱足。用书、铅笔盒、手等三、运用知识、建构概念-使拱形承受更大的压力1、师：用东西抵住拱足就能让拱桥承受更大的压力，想不想体验一下。我们用什么来抵住拱足呢？就用我们身边的科学书来抵住拱足，使拱足不向两边分开。2、师：你们先预测一下，这样的拱能承受多少垫圈的压力？3、你们打算怎么做？四人小组讨论一下你们的方案，这是个对比实验，与刚才的实验相比，在这个实验是要改变的是什么，不改变的是什么？4、学生汇报。 （板书：改变的是抵住拱足，不改变拱桥的距离，垫圈放中间）5、同学们，要使纸拱承受更多垫圈的
6、压力，需要解决什么问题？怎样解决？你有办法吗？生：继续在旁边加科学书6、师：增加科学书就是增加抵住拱足的力量，好，我们来挑战一下，看哪一组的拱能承受更大的压力！7、出示温馨提示：先设计好方案再动手操作，设计一个做一个，并填写好记录单；按拱足间距标准记号放拱形。 第一次实验过的拱还能在第二次实验中用吗？想想为什么？ 实验结果填在表格里。8、交流：说说你们观察到的现象。9、师：通过不断改进实验，大家做出来的实验结果跟原来的相比，拱的承受力都大了很多。全班同学都挑战成功，祝贺你们！10、师：仔细观察，你们的方案有一个共同的特点，是什么？（都在拱形的两边放物体，把拱足抵住。 ）现在你能解释一下为什么抵
7、住拱足，就能提高拱的承受力？生：试着解释。师：（演示说明:拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压时会产生一个向外的推力，如果能抵住这个力，拱就能承载很大的重量。 ）11、师：从同学们刚才的实验中我们看到抵住拱足的物体的多了、重了，拱的承重能力就增强了！那现在老师有个问题了，要是我们继续在旁边加书本，拱是不是会一直都这样，承受的物体越来越多呢？（引出极限、 “限载”的含义） 12、师：大家都非常认真，终于将拱形的受力情况分析的清清楚楚。四、搭拱桥1、师：利用拱形的特点，人们用小块的砖、石材也可以建造很大的拱。现在我们来进行次比赛，利用老师
8、给大家提供的冬瓜来搭一个座拱桥，看哪一组搭得好。 2、学生分组活动。两组学生分别在讲台两边桌上搭冬瓜拱。其他同学观看，助威。(提示：注意冬瓜的形状，要用物体把拱足处抵住。)3、全体观看冬瓜拱桥，教师往拱上添加生物，同时小结。 小结：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大重量。 五、拓展延伸1、师：同学们，今天我们都做了一回拱桥设计师，玩得很有兴致，探究得很有力度，我们通过实验探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。对了解生产、生活中的拱形，起到一定的作用。想了解我们生活中的拱形的用途吗？（想）2、师：请看（课件内容：饮马大桥、涪江三桥、九州体育馆、市博物馆、国家大剧院 ）！ 3、师：这些拱形建筑有的将承重部分下移更符合实际需求。其实我们生活中，还有很多的拱形形状的物体。比如在我们的身体内就存在着拱形的物体。大家可以在下课之后去发现我们身边存在的拱形。看能不能用学到的科学知识解释它们。
