教學(xué)時(shí)，教師可以結(jié)合“機(jī)械是什么”一課中“抱起老師”、“提起自己”、“撬開巧克力桶”等活動(dòng)隨機(jī)安排，也可以將本環(huán)節(jié)與第二部分的“能把書抬起來(lái)嗎？”活動(dòng)整合在一起，讓學(xué)生大膽猜想，充分思考，想出更多的辦法。

　�。�2）活動(dòng)體驗(yàn)，感知杠桿的作用。“能把書抬起來(lái)嗎？”這個(gè)活動(dòng)，使學(xué)生初步體驗(yàn)杠桿的作用。它是對(duì)上一環(huán)節(jié)的延伸鞏固，也是下一環(huán)節(jié)的鋪墊。自由移動(dòng)支點(diǎn)后，則會(huì)出現(xiàn)杠桿的支點(diǎn)在重點(diǎn)與力點(diǎn)的正中間，此時(shí)不省力也不費(fèi)力；如支點(diǎn)至重點(diǎn)的距離大于支點(diǎn)至力點(diǎn)的距離，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)費(fèi)力狀況。

　　教學(xué)時(shí)，教師一定要讓每個(gè)學(xué)生試一試 ，親自體驗(yàn)。至于實(shí)驗(yàn)的工具教師可以利用其他的替代。但一定要注意，支點(diǎn)的移動(dòng)隨學(xué)生自行實(shí)驗(yàn)而進(jìn)行，教師可以提示“移動(dòng)支點(diǎn)”，卻不可告訴將支點(diǎn)移到某個(gè)位置。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，還要求學(xué)生記住自己的各種感受，實(shí)驗(yàn)后談出對(duì)杠桿是否省力的看法。

　　（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明杠桿的作用。“杠桿省力嗎？”這一活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證自己的看法，在第二部分體驗(yàn)感知杠桿是否省力的基礎(chǔ)上，利用杠桿、鉤碼這些實(shí)驗(yàn)儀器，準(zhǔn)確記錄杠桿省力與否的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析找到杠桿省力、不省力也不費(fèi)力、費(fèi)力三種規(guī)律。表中的記錄再次為學(xué)生提供了例證。

　　教學(xué)這一內(nèi)容時(shí)，因?qū)W生已有了杠桿平衡的知識(shí)作基礎(chǔ)，因此文中用“給你提個(gè)醒”的方法提示學(xué)生：“杠桿平衡時(shí)，左邊鉤碼的重量可看作是提起重物所用的力”這一點(diǎn)是學(xué)生不易理解的，教師可以點(diǎn)撥。另需要注意的是，杠桿尺本身這個(gè)裝置的支點(diǎn)是不可以改變的，但為了研究支點(diǎn)距力點(diǎn)與重點(diǎn)的變化，可以移動(dòng)重物的位置（如右邊第三格處移動(dòng)到左邊第四格處）。“小科學(xué)家記錄本”中的記錄表，不僅要求準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而且加大了一定的難度，即要讓學(xué)生在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上自行找出杠桿的規(guī)律。教學(xué)時(shí)，教師要充分放手讓學(xué)生自己驗(yàn)證。

　�。�4）閱讀“阿基米德的大話”。在杠桿原理研究的基礎(chǔ)上，理解科學(xué)家名言的道理，既可加深對(duì)杠桿作用的了解，同時(shí)對(duì)本文引入名言的猜想做了驗(yàn)證。教學(xué)時(shí)，教師可以將阿基米德大話的故事補(bǔ)充完整，把“一只手推動(dòng)三桅貨船”的故事穿插在其中，也可以讓學(xué)生來(lái)講述完成。

　�。�5）觀察思考，拓展交流。為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步了解杠桿在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)知識(shí)與生活的橫向聯(lián)系與遷移。文中例舉了鉗子和起釘錘撬釘子兩個(gè)省力杠桿；釣魚竿釣魚、裁縫剪刀兩個(gè)費(fèi)力杠桿和剪刀這個(gè)不省力也不費(fèi)力的杠桿。查找身體中的杠桿、搜集機(jī)器人工作的原理是一項(xiàng)拓展活動(dòng)，意在引導(dǎo)學(xué)生了解生活中處處有機(jī)械，人體工作、機(jī)器工作中都大量運(yùn)用杠桿的原理。

　　教學(xué)時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生觀察上述幾種杠桿的不同特點(diǎn)，利用杠桿做一些實(shí)際的事情，然后引申到生活中的其它杠桿。關(guān)于查找人體中的杠桿，可先安排學(xué)生組內(nèi)活動(dòng)，讓他們?cè)谡f(shuō)話或做動(dòng)作的過(guò)程中查找杠桿，最后交流。

　　【應(yīng)變參考】

　�。�1） 教學(xué)時(shí)應(yīng)注意，學(xué)生對(duì)撬起石頭（或重物）方法的思考會(huì)很多，可能想到支點(diǎn)在重物和力

　　點(diǎn)的一側(cè)，即支點(diǎn)在杠桿的一端，此時(shí)用力方向不是向下，而是向上的。另外，探探對(duì)杠桿一定省力的看法只是一種表面現(xiàn)象，大部分學(xué)生也可能這樣認(rèn)為，但教師不必在此過(guò)多追究，必須讓學(xué)生此刻產(chǎn)生相反的看法，待到第二部分內(nèi)容進(jìn)行后，學(xué)生自會(huì)體驗(yàn)到使用杠桿不一定省力的。

　�。�2）“杠桿省力嗎？”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，要求全員參與，特別注意的是：規(guī)律的得出是建立在學(xué)生研

　　究的基礎(chǔ)上，而不是教師強(qiáng)加給予的，學(xué)生研究出多少就可總結(jié)出多少；如果全體學(xué)生研究的比較單一，教師可以適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)。

　�。�3）教學(xué)時(shí)注意，生活中的杠桿有一大部分已變了形狀，不是學(xué)生頭腦中的“三點(diǎn)一線”的那一種，如剪子就是由兩個(gè)簡(jiǎn)單杠桿組成，兩個(gè)支點(diǎn)重合在軸上，同樣起釘錘也變了形狀。另外鑷子、釣魚竿等都屬費(fèi)力杠桿，支點(diǎn)在力點(diǎn)與重點(diǎn)的一側(cè)，運(yùn)動(dòng)距離短，但費(fèi)力。這種杠桿雖然費(fèi)了力氣，但操作方便，在生活中也是必要的。

　　（3） 查找身體中的杠桿、搜集機(jī)器人工作的原理是一項(xiàng)拓展活動(dòng)。如果課上教學(xué)時(shí)間不足，可

　　放在課下進(jìn)行。至于機(jī)器人工作的原理，有趣的學(xué)生可以進(jìn)行搜集，不必做統(tǒng)一的要求。另外，我們的軀體就像機(jī)械一樣的工作著，胳膊和腿的骨骼就是杠桿，關(guān)節(jié)就是支點(diǎn)。同樣，人的頜、腳和肘是杠桿的范例。

　　人的手臂是一種杠桿。當(dāng)它抬起的時(shí)候，負(fù)重在手上，作用力在肱二頭肌上。此塊肌肉附在后臂上，離肘不遠(yuǎn)，肘部的作用相當(dāng)于一個(gè)支點(diǎn)。

　　當(dāng)肱二頭肌收縮時(shí)（變短、變粗），將前臂帶起，負(fù)重也就跟著被帶起。我們可以通過(guò)用力抱舉起很重的東西，因?yàn)榍氨墼蕉套饔昧υ酱�。試一試在手上放一些重書，接著把書放在肘部彎曲處，你�?huì)發(fā)現(xiàn)輕松多了。

　�。�4） 教學(xué)時(shí)，教師可根據(jù)本地區(qū)本校的教學(xué)條件進(jìn)行。如對(duì)杠桿不感興趣，可直接將鉗子、剪

　　子作為研究重點(diǎn)，組織一系列的比賽活動(dòng)（折段粗鐵絲、拔除木版上很結(jié)實(shí)的釘子等）通過(guò)三點(diǎn)的研究，達(dá)到訓(xùn)練的目的。

　　【參考詢問(wèn)點(diǎn)】在研究杠桿一定省力嗎？這個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，如果學(xué)生研究的比較單一（只研究出省力情況，或費(fèi)力情況），教師可引導(dǎo)學(xué)生“你很聰明，已經(jīng)研究出了杠桿省力的情況，能否再找到杠桿使用的其它情況呢？”。或者這樣引導(dǎo)“請(qǐng)你改變現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)方法再試一試，有什么新的發(fā)現(xiàn)嗎？”

　　4 我的滑輪教學(xué)設(shè)計(jì)

　　【要點(diǎn)】利用滑輪等簡(jiǎn)單器材進(jìn)行滑輪使用原理的研究，體驗(yàn)機(jī)械給生活帶來(lái)的方便。

　　【目標(biāo)】

　　（1）利用滑輪、鉤碼、測(cè)力計(jì)等簡(jiǎn)單器材進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)，研究使用滑輪的原理，做好并分析實(shí)驗(yàn)記錄。研究定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組是否省力。

　�。�2）培養(yǎng)學(xué)生重證據(jù)，愿意嘗試的精神；使學(xué)生關(guān)注社會(huì)生活。

　　【怎樣進(jìn)行】

　�。�1）在猜想與驗(yàn)證活動(dòng)中自制滑輪。游戲比賽“自制滑輪提放重物，看誰(shuí)方法多”，意在激發(fā)學(xué)生興趣，利用身邊的材料自制滑輪，進(jìn)行比賽。此環(huán)節(jié)較為重要。文中出示的材料有鐵架臺(tái)、曲別針或廢舊的線軸，重物可用鉤碼也可用玩具或文具替代。在學(xué)生提升放下的過(guò)程中，找到不同的方法，可能是定滑輪，亦或動(dòng)滑輪。本環(huán)節(jié)看似游戲，實(shí)則讓學(xué)生在組裝過(guò)程中自行認(rèn)識(shí)滑輪，初步體驗(yàn)，與下一環(huán)節(jié)有機(jī)銜接。

　　教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)充分放手讓學(xué)生自己組裝，自己解決實(shí)際問(wèn)題，初悟滑輪的作用，切忌一步步帶著學(xué)生實(shí)驗(yàn)�；顒�(dòng)時(shí)提醒學(xué)生注意安全，記住自己操作的方法，以便交流和驗(yàn)證活動(dòng)時(shí)的再次利用。

　　（2）觀察認(rèn)識(shí)各種滑輪，猜想使用滑輪的意義。認(rèn)識(shí)各種滑輪是建立在交流活動(dòng)基礎(chǔ)上的，其目的是將知識(shí)與生活實(shí)際緊密結(jié)合。文中出示了升旗的滑輪、提重物的兩種滑輪，明確了滑輪的含義，引發(fā)了學(xué)生對(duì)滑輪使用的種種猜想。

　　教學(xué)時(shí)，可將這部分內(nèi)容與第一部分整合在一起，在學(xué)生動(dòng)手組合后進(jìn)行匯報(bào)，匯報(bào)方法的同時(shí)認(rèn)識(shí)滑輪，列舉生活中的現(xiàn)象，如起重機(jī)等處的滑輪。

　�。�3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使用滑輪省力嗎？。“使用滑輪能否真的省力”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)定、動(dòng)滑輪提升物體在方向與用力等方面的各自特點(diǎn)。進(jìn)一步訓(xùn)練他們利用滑輪、鉤碼、測(cè)力計(jì)等簡(jiǎn)單器材做簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，并做出記錄的能力。

　　教學(xué)時(shí)，這個(gè)環(huán)節(jié)是重點(diǎn)，學(xué)生已經(jīng)有了杠桿省力規(guī)律研究的經(jīng)驗(yàn)，又學(xué)會(huì)了使用測(cè)力計(jì)，因此教師應(yīng)充分相信學(xué)生，自行設(shè)計(jì)、解決問(wèn)題，達(dá)到技能訓(xùn)練的目的。教學(xué)時(shí)注意：學(xué)生可能只總結(jié)出一點(diǎn)點(diǎn)規(guī)律,也可能找不到規(guī)律,需教師適時(shí)引導(dǎo),鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)每種情況多實(shí)驗(yàn)幾次,多記錄幾次，便于分析和歸納。

　�。�4）拓展活動(dòng)，滑輪的組合。 拓展活動(dòng),安排了定、動(dòng)滑輪的優(yōu)點(diǎn)重新組合。繞繩游戲與系鞋帶活動(dòng)分別是定、動(dòng)滑輪的應(yīng)用（鞋上的穿帶孔就像是動(dòng)滑輪，當(dāng)用力拉鞋帶時(shí)，穿帶孔就從鞋的兩邊向鞋的中間移動(dòng)）。在學(xué)生動(dòng)手操作中體會(huì)滑輪的廣泛應(yīng)用，它給人們的生活帶來(lái)極大的方便。

　　教學(xué)此環(huán)節(jié)時(shí)，滑輪組的組合、繞繩游戲可以分組進(jìn)行，而系鞋帶活動(dòng)則可單人進(jìn)行（我們系的鞋帶一般是動(dòng)滑輪的利用, 繞繩游戲是滑輪組的應(yīng)用）。

　　【應(yīng)變參考】

　�。�1）在“自制滑輪提放重物，看誰(shuí)方法多”的環(huán)節(jié)中，有的學(xué)生可能組裝成定滑輪（將曲別針或線軸固定在某一位置），也可能組成動(dòng)滑輪（讓曲別針或線軸隨重物移動(dòng)）。聰明的孩子也可能組裝成滑輪組。教學(xué)時(shí)注意，這幾種組裝都可能出現(xiàn)。如果這樣，（1）教師應(yīng)及時(shí)將對(duì)定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的認(rèn)識(shí)在學(xué)生的交流匯報(bào)中自然點(diǎn)出，并與下個(gè)環(huán)節(jié)合并，然后討論“你認(rèn)為使用定滑輪、動(dòng)滑輪會(huì)怎樣呢？”猜想后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段；（2）也可以讓學(xué)生邊匯報(bào)邊穿插“在生活中你見(jiàn)到過(guò)這種滑輪的使用嗎？使用它有什么好處？”待認(rèn)識(shí)與猜想完畢后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。

　�。�2）關(guān)于滑輪、定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的概念不要求學(xué)生掌握，了解即可。

　　（3）注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育；研究活動(dòng)開始前要讓學(xué)生明確研究問(wèn)題，有計(jì)劃進(jìn)行。

　�。�5） 教學(xué)時(shí)，教師可根據(jù)本地區(qū)本校的教學(xué)條件進(jìn)行。如對(duì)滑輪不感興趣，可自編輪軸、齒輪或斜面的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。只要能達(dá)到技能訓(xùn)練目的，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)利用機(jī)械可以提高工作效率即可。

　　簡(jiǎn)單機(jī)械

　　由人類最早使用的一些古老的簡(jiǎn)單工具經(jīng)演變而成的機(jī)械，一般將簡(jiǎn)單機(jī)械按其特性劃分為兩類：一類是由杠桿原理發(fā)展而成的杠桿類簡(jiǎn)單機(jī)械，包括杠桿、滑輪、輪軸等。一類是由斜面原理發(fā)展而成的斜面類簡(jiǎn)單機(jī)械，包括斜面、螺旋和劈等。利用簡(jiǎn)單機(jī)械可以改變力的大小，達(dá)到省力、省時(shí)的目的。此外，還能夠改變用力的方向或作用點(diǎn)的位置，以滿足某些要求。但從作功的角度看，作為工具使用的簡(jiǎn)單機(jī)械所作的功，都等于人力所作的功，就是說(shuō)，任何機(jī)械，只能將功能轉(zhuǎn)移，而不能省功。簡(jiǎn)單機(jī)械在現(xiàn)代的各種機(jī)械或儀器中仍被廣泛采用，如打字機(jī)的按鍵、鋼琴的琴鍵、汽車的剎車踏板等都是由杠桿演變而來(lái)的。在物資運(yùn)輸，提升設(shè)備中，滑輪、斜面和螺旋的應(yīng)用更為普遍。

　　2．杠桿

　　在外力作用下能繞桿上一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)械。在杠桿上，使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做阻力。動(dòng)力的作用點(diǎn)叫做力點(diǎn)，阻力的作用點(diǎn)叫做重點(diǎn)，杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)叫做支點(diǎn)。從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫做力臂，從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫做重臂。當(dāng)力臂大于重臂時(shí)，省力，但費(fèi)距離；當(dāng)力臂小于重臂時(shí)，費(fèi)力，但省距離；當(dāng)力臂等于重臂時(shí)，不省力也不費(fèi)力。

　　3．杠桿的變化

　　剪子、鉗子、起釘錘等工具在外形上與撬棍相比有了一定的變化。但它們都是根據(jù)杠桿的原理設(shè)計(jì)的。起釘錘的支點(diǎn)、力點(diǎn)、重點(diǎn)不在一條直線上，鑷子的支點(diǎn)不在中間，剪子、鉗子的支點(diǎn)在軸上。鑷子是費(fèi)力的，其余的都是省力的。有些杠桿類的工具設(shè)計(jì)成費(fèi)力的是為了省距離，使工作方便，如鑷子，在力點(diǎn)（手指捏的那個(gè)地方）按下一個(gè)很小的距離，重點(diǎn)（鑷子尖）就能移動(dòng)較大的距離，很快把物體夾住，很靈活，很方便。同樣，釣魚竿的道理也是如此。

　　4．定滑輪

　　滑輪是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，是杠桿的變形，有定滑輪和動(dòng)滑輪兩種。轉(zhuǎn)軸位置固定不動(dòng)的滑輪，叫定滑輪。定滑輪實(shí)際上是一個(gè)等臂杠桿，支點(diǎn)O在滑輪中心，半徑OA、OB分別為動(dòng)力臂和阻力臂，根據(jù)杠桿原理，動(dòng)力F與重力G的大小相等，F(xiàn)=G。因此，使用定滑輪不能省力，但能改變用力方向，使工作方便。

　　5．動(dòng)滑輪

　　轉(zhuǎn)軸的位置隨起吊重物一起移動(dòng)的叫動(dòng)滑輪。動(dòng)滑輪可看成是不等臂的杠桿，繩索與滑輪邊沿的接觸點(diǎn)O為支點(diǎn)，OA為動(dòng)力臂,OB為阻力臂，根據(jù)杠桿原理，F(xiàn)·OA=G·OB,或F=1/2G ，即動(dòng)力F等于重力G的一半，由此可見(jiàn)，使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，但不能改變作用力的方向。

　　6．滑輪組

　　動(dòng)滑輪和定滑輪在一起可以組合成各種形狀的滑輪組。滑輪組不但省力，又能改變作用力方向。例如起重機(jī)的起重臂到釣鉤間通常用滑輪組。

　　7．定滑輪和動(dòng)滑輪的組合

　　8．子貢推廣桔槔的故事

　　孔夫子有個(gè)學(xué)生叫子貢，他對(duì)有用的技術(shù)比較關(guān)心。有一次，他經(jīng)過(guò)晉國(guó)，見(jiàn)到一個(gè)老頭在澆菜。老頭采用的是老辦法：從地面開一條隧道通到井下，一次次由隧道下井，用瓦罐打滿水抱上去澆水，既費(fèi)勁，效率又低。子貢忍不住向老頭推廣起桔槔來(lái)。

　　桔槔是一種用來(lái)從井里打水的杠桿裝置：在井邊立一根直柱，上面懸一根杠桿；杠桿前端掛水桶，后端綁上石頭或樹段。不打水的時(shí)候，后邊的力矩大于前邊的力矩，使它的前端翹起挺高。打水的時(shí)候，將掛水桶的繩索往下拽。水桶一打滿水，又變成前邊的力矩大于后邊的力矩，這時(shí)往上提水，人花的力氣就小于一桶水的重量，相當(dāng)省力。

　　子貢向老人推薦桔槔的好處，一天能澆100畦菜，用力小，效率高。這個(gè)故事說(shuō)明，早在兩千多年前的春秋時(shí)代，我國(guó)已經(jīng)有了桔槔了。

 

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