1、第 3 课 滑轮、轮轴与齿轮 教学内容： 知道利用机械可以提高工作效率，了解齿轮、滑轮等一些简单机械的使用。 教学目标： （一）科学知识目标 1. 知道利用机械可以提高工作效率，了解一些简单机械滑轮、轮轴 等； 2. 了解滑轮、轮轴和齿轮在生活、生产中的应用。 （二）能力培养目标 1. 培养学生观察、比较和分析问题的能力； 2. 培养学生提出问题和实验操作的能力； 3. 学习使用工具和解释使用工具的意义。 （三）情感态度价值观 1. 认识到科学是不断发展的； 2. 意识到科学技术会给人类与社会带来好处； 3. 尊重证据，愿意与他人合作学习和探究问题，分享他人的智慧。 设计意图： 第 3 课滑轮
2、、轮轴与齿轮是简单机械这一单元的第三课。本课是 在认识杠杆的基础上，继续研究其他的简单机械滑轮、轮轴与齿轮的知识， 了解滑轮、轮轴和齿轮在生活和生产中的应用。 本课通过让学生亲历体验简单而容易操作的活动，对滑轮、轮轴、齿轮、 斜面等简单机械的特点有所了解，意识到科学技术会给人类与社会带来好处。 在本课中，教材安排了 7 个活动。本课设计了一个有趣的任务驱动页：主 题人物在工地上，思考着有关吊车的问题，从而激发起学生求知的欲望。紧接 着，活动 1 “几种奇特的轮子” ，让学生从外观上对滑轮、轮轴和齿轮进行初步 的感知；活动 2“研究滑轮的作用 ”，让学生利用滑轮和绳子等简单材料学习滑 轮的连接方
3、式，认识滑轮，了解滑轮的作用；活动 3“制作小吊车” ，则在了解 滑轮的基础上，通过让学生组装滑轮组，制作小吊车，从而进一步认识滑轮组 在生活中的应用；活动 4“拔河比赛 ”是通过一个有趣的游戏让学生加深对滑 轮作用的了解。以上 4 个活动都是关于 “滑轮”的探究活动。活动 5 和活动 6 则是研究轮轴的活动。其中活动 5 “寻找生活中的轮轴”通过寻找轮轴的活动， 了解轮轴在生活中的应用；活动 6“研究轮轴的作用” 在通过分析轮轴中的轮 与轴，进一步加深对轮轴特点和作用的了解。活动 7 是研究另一种简单机械 齿轮，让学生通过活动，了解齿轮的作用和特点。 教学流程： 提出问题猜测假设实验观察分析
4、交流搜集信息拓展应用 重点难点： 通过对研究主题的观察、比较和分析，知道利用机械可以提高工作效率， 了解一些滑轮、轮轴和齿轮的特点。 教学准备： 相关的图片和视频；滑轮、轮轴和齿轮、铁架台、钳子、扳手、螺丝刀、钉子、 螺丝、钩码、测力计、绳子、汽车方向盘的模型、木板、垒球棒、四驱车模型。 课时安排： 3 课时 教学过程： 第一课时 教学内容： 研究滑轮的作用 教学过程： 一、情景导入： 1.媒体：出示课本图。 2.导入：在工地上，大吊车正在轻松地把大捆的钢材吊起来。 3.问题：吊车的力气真大！是什么让吊车能轻松地吊起沉重的钢材呢？ 4.媒体：出示吊车的图片。 5.质疑：观察吊车图片，吊车上的轮
5、子到底起什么作用？ 二、活动一：几种奇特的轮子 1.导入：为了研究轮子中蕴藏的科学道理，我们就要找出身边常见的一些 轮子。 2.媒体：出示课本图一、课本图二、课本图三。 3.讨论：这些轮子的外形有什么特点？你知道它们为什么要做成这个样子？ 4.交流：请学生介绍自己的想法和意见，教师对答案进行梳理和完善，引 导学生认识几种不同的轮子。 5.媒体：播放“滑轮” 视频、 “轮轴” 视频和“齿轮” 视频。 6.小结：认识三种不同的轮子。 滑轮：轮子的边缘带有槽。 轮轴：大轮和小轮叠在一起，由大轮（通常是把手）带动小轮（转轴）转 动。 齿轮：轮子边缘带齿。 拓展：这三种轮子在生活中比较常见。我们还能找出
6、生活中什么地方用到 了这些轮子？它们有什么作用？ 三、活动二：研究滑轮的作用 1.媒体：出示定滑轮和动滑轮的图片。 2.导入：这是两个滑轮的图片。大家能找出这两个滑轮有什么不同吗？ 3.交流：交流各自的想法，教师引导学生认识动滑轮和定滑轮。 小结： 定滑轮：固定在支架上的滑轮。 动滑轮：随着重物上下移动的滑轮。 4.问题：这两种连接方法不同的滑轮在使用中作用是否相同？我们能设计 一个实验来检验自己的想法吗？ 5.设计：小组活动。利用常见的材料设计实验。 6.交流：请各小组介绍本小组的实验方案，教师引导学生对方案进行梳理 和完善，强调制作中的注意要点，并选定最佳的实验方案。 7.指导：介绍测力计
7、，引导学生利用测力计进行数据测量。 8.活动：小组活动。学生根据小组选定和优化的实验方案，分小组利用滑 轮、钩码和测力计进行实验，记录和分析实验数据，分别研究动滑轮和定滑轮 吊起相同重物时，用力的方向和大小有什么不同。 9.交流：请各小组介绍本小组的实验数据以及观察的发现，教师帮助学生 进行梳理和完善，引导学生从数据的分析中了解动滑轮和定滑轮的特点。 10.媒体：播放“滑轮” 视频。 11.小结：定滑轮：可以改变用力方向，但不省力。 动滑轮：不能改变用力的方向，可以省力。 12.拓展：在生活中什么地方用到了动滑轮和定滑轮？ 第二课时 教学内容： 活动三：制作小吊车 教学过程： 一、制作小吊车
8、1.教具：出示铁架台、钩码、两个小滑轮、绳子。 2.导入：这里有一些实验用的材料，大家能不能把这些材料组装成一个可 以搬运重物的滑轮装置呢？ 3.活动：分小组动手制作一个符合要求的滑轮装置。 4.汇报：请各小组展示本小组的设计，引导其他小组的同学进行评价，完 善小组的滑轮装置。 5.问题：这个滑轮装置在搬运重物中，有什么特点？是不是省力滑轮？ 6.讨论：小组进行讨论，思考原因。 7.活动：小组活动。各小组学生利用测力计测量本小组设计和制作的滑轮 装置，并将实验数据记录在实验表格中，并进行分析。 8.交流：请各小组介绍自己的实验数据和发现，教师引导其他同学进行质 疑、梳理和完善，引导学生从数据的
9、分析中发现滑轮装置的特点。 9.小结：动滑轮和定滑轮各有其优点和缺点。如果合理组合利用，就能设 计一个既省力又能改变用力方向的滑轮装置滑轮组。 最简单的滑轮组是由一个动滑轮和一个定滑轮组成。使它们互相搭配，就 能充分发挥滑轮的各自优点，组成一个既省力又能改变用力方向的滑轮装置。 二、活动四：拔河比赛 1.导入：琪琪和波 波进行拔河比赛，会出现什么结果呢？ 2.交流：学生进行讨论，发表自己的意见。 3.问题：如果琪琪和波 波利用定滑轮进行拔河比赛，会出现什么结果呢？ 4.媒体：出示课本图。 5.交流：学生进行讨论，发表自己的意见，老师引导学生从定滑轮的作用 特点去分析。 6.问题：如果琪琪利用动
10、滑轮与波 波进行拔河比赛，会出现什么结果呢？ 7.交流：学生进行讨论，发表自己的意见，老师引导学生从动滑轮的作用 特点去分析。 8.小结：使用定滑轮可以改变用力的方向，但不省力，所以波 波比琪琪力 气大，波 波赢了；使用动滑轮可以省力，但不以改变用力的方向，所以虽然波 波比琪琪力气大，但是琪琪只需要较小的力气就可以拉动波 波了。 第三课时 教学内容： 研究轮轴、齿轮的作用 教学过程： 一、活动五：寻找生活中的轮轴 1.导入：在前面的学习中，我们知道了可以利用动滑轮和定滑轮的不同特 点来设计工具，使我们的生活和生产活动更为方便。其实，还有一些其他类型 的“轮子” ，也是我们工作中常用的简单机械。
11、 2.媒体：播放“轮轴” 视频。 媒体：出示课本图。 3.问题：在这些工具中，哪里藏着轮轴？请尝试把它们找出来。 4.讨论：小组讨论。轮轴的外形有什么特点？为什么要把轮轴设计成这种 结构？ 5.交流：请各小组代表介绍本小组的想法和意见，引导学生进行分析，认 识轮轴。 6.小结：大轮和小轮叠在一起，由大轮（通常是把手）带动小轮（轮轴） 转动的轮子就叫轮轴。 7.拓展：生活中常运用轮轴。我们还能在哪里找到轮轴？这些轮轴起到什 么作用？ 二、活动六：研究轮轴的作用 1.导入：不借助任何工具，仅用双手能把螺丝拧进木板里吗？ 2.媒体：出示课本图。 3.交流：交流各自的想法，引导学生理解使用工具能更省力
12、、更有效率。 4.思考：选用什么工具能更省力、更轻易地把螺丝拧进木板里？ 5.引导：使用螺丝刀能更省力、更轻易地把螺丝拧进木板里，这是因为螺 丝刀的柄和杆起到了轮轴的作用。螺丝刀的柄相当于“轮” ，螺丝刀的杆相当于 “轴” 。 6.活动：分别把钳子、扳手、螺丝刀和钉子伸进带环的螺丝中，比较哪种 工具使用起来更容易、更省力。 7.交流：请各小组介绍自己的感受，引导学生从轮（钳子、扳手、螺丝刀 和钉子旋转时的圆周）和轴（螺丝的杆）的大小去比较和分析。 8.小结：轮轴中的轮子越大就越省力。 9.媒体：播放“轮轴” 视频。 10.拓展：准备一个垒球棒，请两个力气明显不同的同学，力气大的握住垒 球棒细的
13、一端，力气小的握住垒球棒粗的一端，大家向相反的方向拧，看谁能 把棒子拧过来。 11.思考：为什么握住垒球棒粗的一端比较容易拧过来？引导学生从轮轴中 的轮子越大就越省力的角度去比较分析。 三、活动七：研究齿轮的作用 1.媒体：出示齿轮图片。 2.导入：除了滑轮、轮轴以外，还有一种常见的轮子齿轮。 3.媒体：播放“齿轮” 视频。 4.问题：齿轮的边缘都有许多大小不同的齿。齿轮有什么作用呢？ 5.任务：研究齿轮的作用： 动力是否可以由一个齿轮传递到另一个齿轮？ 齿轮的转动方向有什么不同？ 不同大小（齿数）的齿轮，转动速度有什么不同？ 6.活动：学生分组研究齿轮的作用，记录实验结果，并对数据进行分析，
14、 探究齿轮的作用和特点。 7.交流：请各小组介绍本小组的发现。引导学生分析齿轮的作用和特点。 8.小结：在相互咬合的大小两个齿轮中，动力可以由大齿轮传递到小齿轮， 也可以由小齿轮传递到大齿轮；两个齿轮的转动方向相反；小齿轮转动速度快， 大齿轮转动速度慢。 四、拓展：齿轮传动装置 1.导入：除了普通齿轮以外，还有各种形状的齿轮。 2.媒体：出示课本图。 3.问题：这些齿轮是怎样传递动力呢？ 4.引导：引导学生分析各种齿轮传递动力的特点。 5.小结：动力可以从一个齿轮传递到另一个齿轮，并改变运动状态。 资料链接： 我的研究记录： （1）不借助任何工具，仅用双手基本上很难把螺丝钉拧进木板里。 （2）
15、选用图 中的所有工具都能把螺丝圈拧进木板里，但有易有难。 利用螺丝刀的轮轴作用，就可以轻松地把螺丝钉拧进木板里了。对于螺丝刀来 说，螺丝刀的柄就是轮，螺丝刀的杆就是轴。对于一般的轮轴，其中大的那个 圆叫“轮”，小的圆叫做“轴”。轮和轴连接在一起，并围绕着轴心转动。 像水龙头这样，轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做轮轴 。 解释：轴上很难拧动而安上轮以后轻松拧动的原因。 1.方向盘应用了轮轴，为了方便地控制方向； 2. 自行车应用了轮轴，为了加快速度 ； 3.自来水开关应用了轮轴，为了方便开关 。 （外面较大的圆叫轮,相连的小圆圈叫轴.比如:自行车的齿轮与链条相连的是轮 , 与踏脚板相连的是轴）
16、 齿轮的定义：齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件。 齿轮的作用：所有齿轮的作用都是通过啮合进行传动。 直齿轮： （1）圆柱直齿轮：齿向平行于轴心之直线圆筒齿轮。 可以用于手表的分针和秒针控制，和修正带。是生活中最常见的齿轮。 （2）圆锥齿轮：直齿伞形齿轮：齿筋与节圆锥之直线一致之伞形齿轮。 由于外表很像伞形，可以用于折叠伞等可以收起或张开的物品，是生活中很常 用的齿轮。 （3）面齿轮：与正齿轮或螺旋齿轮咬合的圆盘形的面齿轮。 可以通过高速的转动和很小的摩擦力给物品带来很大力量，用于电动刮胡刀。 是生活中唯一可以产生力量的齿轮。 （4）螺旋齿轮：螺旋齿轮是由两个斜齿轮相啮合组成的。可用于所需力量不是 很大，而且需要一定摩擦力的齿轮，如摩擦定式装置等。是生活中军事的必备 齿轮。
