苏教版(2017)科学五年下册第四单元《简单机械》教案、单元概要、知识点归纳

第4单元《简单机械》单元概要分析

一、单元整体解读与学情分析

在工业化社会中，大到国家重大工程，小到家庭生活用品，机械无处不在。机械产品是科技不断进步的成果，也是人类智慧的结晶。理解简单机械的工作原理，学会使用简单机械，甚至创造性使用身边的材料制造简单机械，都是现代公民应该具有的素养。学习简单机械单元的内容，就是为学生们未来的生活奠定基础，让他们成为未来生活的改善者和创造者。

对于学生而言，他们对机械的认识基本上集中于那些大型的机器，如挖土机、吊车等，而生活中的门把手、撬棍等，他们并不认为是机械；他们知道这些工具在生活中被广泛运用，但为什么在不同的场合要用不同的工具，其中都有什么科学原理，并没有基本的认识；在二年级时他们运用工具，拧过螺丝、做过小板凳，但对属于简单机械的这些工具省力的原理认识不足，尤其对生活现象背后的原因缺少认知

和思考能力。本单元的内容是对低年级学习内容的深化，并引导学生观察和思考生活中简单机械的应用及蕴含的科学原理。

此外，本单元的教学主题的设立与安排，不仅是教材内容螺旋式上升的一个重要组成部分，还是学生知识建构与能力培养的有机载体。学生参与这一主题内容的学习，特别是本单元的系列研究活动，如探究杠杆的秘密、研究轮轴在什么情况下更省力、研究用定滑轮和动滑轮提升物体时是否省力、研究拉小车的力与斜面坡度大小的关系，将为中学的物理学习奠定基础，同时提升学生的探究能力和思维水平。 二、单元目标解读与概念分析

（1）本单元通过一系列实验操作、体验、设计等活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。

科学知识：

了解科学技术推动着人类社会的发展和文明进程。 科学探究：

能基于所学的知识，制订比较完整的探究计划，初步具备实验设计的能力和控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。

能基于所学的知识，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，判断结论与假设是否一致。

科学态度：

表现出对事物的结构、功能、变化及相互关系进行科学探究的兴趣。

科学、技术、社会与环境：

了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。

（2）本单元学习内容基于《课程标准》课程内容中“技术与工程领域”的高年段要求。

16.2 工程和技术产品改变了人们的生产和生活。

知道重大的发明和技术会给人类社会发展带来的深远影响和变化。

17.3 工具是一种物化的技术。 知道完成某些任务需要特定的工具。

知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械。

使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题。 三、单元构成与逻辑分析

本单元围绕简单机械展开，选取了生活中比较常见且应用广泛的四种简单机械——杠杆、轮轴、滑轮、斜面为次级主题，设置了《撬重物的窍门》《拧螺丝的学问》《升旗的方法》《斜坡的启示》四课。

从杠杆、轮轴、滑轮、斜面的特征来看，轮轴、滑轮属于杠杆类机械，其本质为杠杆的变形，可将这四种简单机械划分为两组，即杠杆、轮轴、滑轮为一组，斜面为一组。因此，本单元的四课也可分为并列的两个部分，其中，《撬重物的窍门》《拧螺丝的学问》《升旗的方法》为第一部分，《斜坡的启示》为第二部分。在第一部分中，《拧螺丝的学问》和《升旗的方法》分别与第一课《撬重物的窍门》成递进关系。

从教材内容的编排来看，由于《课程标准》没有要求落实杠杆类机械之间的关联，且将杠杆、滑轮、轮轴、斜面作为并列的简单机械，故遵照《课程标准》要求，从小学科学的教学出发，也可将本单元的四课视作并列关系。 四、单元教学目标

（1）认识常见的简单机械——杠杆、滑轮、轮轴、斜面的结构特征。

（2）通过探究实验，了解不同的简单机械在什么情况下省力。 （3）能够辨别生活中的简单机械，会使用一些简单机械。 （4）在组装、制作简单机械的过程中，感受技术发展对社会和生活的影响。 五、单元活动导图

六、课时安排

序号 1 2 3 4 课题 撬动物的窍门 拧螺丝的学问 升旗的方法 斜坡的启示 总课时

课时 1 1 1 1 4 第四单元教案 13．撬重物的窍门

【教学目标】

科学知识：

1．通过比较和阅读，认识杠杆的结构，发现用杠杆撬起重物可以省力。 2．辨析生活中的杠杆，了解杠杆有省力的、费力的和为什么要用到费力的杠杆。

科学探究：

1．通过利用平衡尺研究如何才能平衡，了解利用杠杆撬起重物省力的原因。 2．会做小杆秤并知道道小杆秤称重物的原理。 科学态度：

1．喜欢进行科学探究活动，并从中体验和感受乐趣；留心周围事物，关注有关机械的使用和研究。

科学、技术、社会与环境：

1．在组装、制作杠杆的过程中，感受工具发展对社会和生活的影响。 【教学重点】

用平衡尺研究杠杆的秘密。 【教学难点】

将平衡尺平衡的秘密与用杠杆撬起重物建立对应关系。 【教学准备】

教师材料：课件和视频

学生材料：杠杆尺和钩码12套、杆秤制作材料12套 【教学时间】

1课时 【教学过程设计】

一、导入新课

1. 谈话：今天老师给大家带来了一个礼物，它在这奶粉罐里，谁愿意上来打开它？

2. 请学生尝试开盒盖并说说自己的感受和体验。

3. 提问：谁能想个好办法很轻松地将盖子打开吗？ 4. 学生讨论并尝试用工具（螺丝刀）将盖子撬开。 5. 请学生撬开并再次说说自己的的感受和体验。

［设计意图：利用打开奶粉罐的活动，引入杠杆，让学生亲身体验杠杆的作用，激发学生对学习杠杆的兴趣。]

二、探究新知 （一）认识杠杆

1.（出示图片）提问：如果现在要移动一块你徒手无法搬不动的大石头,该怎么办？

2. 学生结合自己的生活经验说一说。

3. 提问：同学们刚才想了很多方法，都很棒！结合前面打开奶粉罐的经验，我们可以用一根棍来撬，那么只用一根木棍就够了吗？

4. 学生回答。

5. 过渡：一根棍子，当在它下面垫一块石头或其他能支撑棍子的东西，用它撬重物时，就不再是一根普通的棍子，而成为一种简单的机械装置，像这种装置我们称之为杠杆。这些棍棒怎么会产生这么大的力量呢，这节课我们就一起来研究撬重物的窍门。

6. 谈话：要构成一个杠杆，必须有一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。 7. 教师画杠杆的示意图，引导学生结合示意图分析，认识杠杆的支点、用力点和阻力点。

8. 提问：杠杆到底是怎样省力的呢？让我们借助平衡尺来探究杠杆省力的秘密吧！

9. 教师（出示平衡尺）追问：平衡尺的支点、用力点和阻力点在哪里呢？ 10. 学生回答。 11. 教师说明实验操作：

（1）调节平衡尺，使其在水平位置平衡。

（2）在支点左侧10 厘米处挂两个相同的钩码。（钩码需串起来挂） （3）分别在支点右侧5 厘米、10 厘米、20 厘米处挂钩码，观察需要多少个钩码才能使平衡尺平衡。

（4）将左侧的钩码移到15 厘米处，在右侧怎么挂钩码才能使平衡尺平衡。 实验注意事项：

（1）每次平衡之前，都要先让平衡尺保持平衡。

（2）支点右侧每次只能挂一个位置，不能把钩码同时挂在右侧多个地方。 （3）小组分工合作，及时记录实验结果。 12. 学生实验，并将结果记录在活动手册13页。 13. 学生汇报实验数据。

14. 提问：你们发现了杠杆省力的秘密吗？

15. 生答。（距离支点越远，保持平衡需要的钩码越少，越省力。） 16. 讨论：

（1）杠杆是否都省力？杠杆在什么情况下省力？以前面的平衡尺实验为例，当支点左侧10厘米处挂两个钩码，右侧在什么情况下挂的钩码数少于两个？

学生回答。（支点到钩码的距离大于10厘米时）

杠杆在用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时，用力小于阻力，属于省力。我们把这种杠杆称之为省力杠杆。

（2）杠杆在什么情况下费力？平衡尺右侧在什么情况下挂的钩码数少于两个？

学生回答。（支点到钩码的距离小于10厘米时）

杠杆在用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时，用力大于阻力，属于费力。我们把这种杠杆称之为费力杠杆。

（3）杠杆在什么情况下不省力也不费力？平衡尺右侧在什么情况下挂的钩码数等于两个？

学生回答。（支点到钩码的距离等于10厘米时）

杠杆在用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时，用力等于阻力，

属于不省力也不费力。我们把这种杠杆称之为不省力也不费力杠杆。

［设计意图：借助平衡尺平衡实验，引导学生学生自主探究杠杆省力的秘密，发现平衡尺距离支点越远，保持平衡需要的钩码越少，为知道杠杆省力的秘密构建脚手架，紧接着分析到支点的距离和钩码数量之间的关系，让学生了解杠杆省力的原因并认识杠杆的类型。]

（二）了解杠杆在生活中的运用

1. 提问：在生产生活中有许多地方用到了杠杆，你能说出哪些？ 2. 学生回答。

3. 图示各种运用了杠杆原理的物品，找出其中的支点，并分析属于省力、费力还是不省力也不费力。

4. 讨论：有些杠杆不省力，为什么我们还要用它呢？

5. 费力杠杆虽然费力，例如铁锹、扫帚、镊子、钓鱼杆等，但是使用它们可以使操作变得更加方便。

6. 提问：杠杆原理在我们生活中也有广泛的运用，瞧，这是生活中常见的跷跷板，小朋友如何才能翘起坐在另一端的成人呢？

7. 学生回答。（成人尽可能往支点靠近，小朋友越能轻松翘起大人。） ［设计意图：用生活中的物品引导学生用科学课堂上学到的知识来分析生活中的运用。]

（三）制作小秤

1. 教师出示小秤，提问：这是什么？它是杠杆吗？

2. 学生回答。（它是杠杆，支点位于提纽与秤杆的接触点，用力点位于秤盘或秤钩的吊线与秤杆的接触点，阻力点位于秤砣吊线与秤杆的接触点。）

3. 提问：小秤如何使用呢？

4. 学生回答并演示如何操作。（在秤盘里放入要秤的物体，另一头挂上秤砣保持平衡）

5. 教师追问：小秤属于哪种杠杆？ 6. 学生分析并回答。（省力杠杆）

7. 谈话：其实早在700多年前，我国就开始使用杠秤了，我们今天也借助身边的材料制作一个小秤，我们看看具体怎么制作。（播放视频）

8. 提问：在做小秤的过程中有什么需要注意的地方？ 9. 学生动手制作。

10. 学生利用制作好的小秤，尝试秤身边的物品。 11. 提问：谁再来完整的说说看这其中蕴含的科学原理？ 12. 学生回答。

［设计意图：通过制作传统的测量工具杆秤，学会运用杠杆原理，在制作的过程中，手脑并用，提升学生的综合能力。]

三、拓展

1．提问：大科学家阿基米德曾经说过，如果在宇宙中找到一个支点，就能把整个地球撬起来。他说得有道理吗？

2. 学生回答。

3. 讲述：阿基米德与杠杆有着很深的渊源，投石器就是他发明的，我们一起来了解一下。（播放视频）

4. 提问：投石器蕴含哪些科学原理呢？ 5. 学生回答。

［设计意图：通过这节课所学的科学原理，解释阿基米德的名言，并了解阿基米德与杠杆的故事。]

14．拧螺丝的学问

教学目标

在比较中认识轮轴装置的结构特点。

通过实验，发现施加在轮上和轴上的力的不同作用效果。 了解轮轴在生活中的应用并能分析出其原理。 知道轮轴的应用对生产发展的价值。 重点与难点

重点：研究轮轴在什么情况下更省力。 难点：分析在轴上用力的轮轴的好处。 教学准备

教师材料：使用轮轴的图片或视频。

学生分组材料：螺丝刀手柄、螺丝刀、内六角螺丝、内六角扳手、木板(含配套内六角螺丝孔一个)、轮轴实验装置、竹蜻蜓。 教学过程 一、导入新课

上一课通过学习，我们认识了简单的机械——杠杆，知道杠杆是一种用来撬动重物的装置，它包括一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。

出示课本38页杠杆的组成示意图，引导学生回顾上节课的学习内容。

今天这节课，我们来学习第14课。 板书课题：14.拧螺丝的学问 二、学习新课 活动1：认识轮轴

出示汽车方向盘，引导学生观察汽车方向盘，想一想司机开车的时候是怎样操作方向盘的？ 预设：

司机开车的时候只要转动方向盘的轮子，方向盘轮子的转动就会带动方向盘中间轴的转动。

出示课本41有关轮轴的概念文字：

像螺丝刀、汽车方向盘这样,轮和轴固定在一起,轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。

学生认真朗读这段文字，初步了解轮轴的概念和轮轴的特点。

教师讲解：轮轴的概念涉及三个要素:1轴小;2轮与轴固定在一起,两者同时转动;3有外力作用在轮或轴上,使其转动,从而克服对应轴或轮的旋转阻力转动。 出示课本41上面两幅图片，学生观察这两幅图片，了解螺丝刀和方向盘上的轮和轴分别是什么？ 预设：

螺丝刀把手是轮，插在螺丝刀的中间部分是轴。 方向盘外面的大圆是轮，中间的是轴。

除了螺丝刀和方向盘之外，生活中还有哪些具有轮轴装置的物品呢？

出示课本41页中间的三幅插图，学生认真观察削笔器、门把手、水龙头这三种生活中常见的物品，想一想这些物品中哪一部分是轮？哪一部分是轴？ 预设：

图片1，削笔器。摇柄是轮,铅笔对面的螺母是轴。 图片2，球型把手是轮,锁芯是轴。

图片3，水龙头。兰花龙头是轮,阀门芯是轴。

除了书上列举的这些含有轮轴装置的物品之外，同学们还知道生活中还有哪些含有轮轴装置的物品呢？在这些物品中，哪一部分是轮？哪一部分是轴？ 全班交流讨论，预设：

辘轳、绞盘、石磨、汽车的驾驶盘、扳手、手摇卷扬机、自来水龙头的扭柄、学校教室门的旋转把手、自行车车把等。 活动2：探讨轮轴的作用

出示课本41页下面两幅图，教师引导：在日常生活中，我们有时候像图1一样去拧螺丝，有时候我们像图2一样去拧螺丝，请大家比较这两种拧螺丝的方法，用力情况有什么不一样呢？

学生观察这两种图片，思考用这两种螺丝刀拧螺丝时的用力情况。 全班交流，预设：

图片1,用无柄螺丝刀,是在轴上用力,费力。 图片2,用有柄螺丝刀,是在轮上用力,省力。

教师引导：由此看来，轮轴有的时候是省力的，有的时候是不省力的。那么轮轴在什么情况下更省力呢？下面我们来探讨一下。 活动3：研究轮轴在什么情况下更省力

出示课本42页上面的两幅图片，学生观察这两幅图片，并读一读旁边的文字，初步了解本次实验所需的材料、方法步骤及注意点。 全班交流

实验材料：轮轴装置、钩码。

实验方法：

1.在轴上挂一定数量的钩码。

2.观察在轮上挂多少个钩码,才能使轮轴平衡。

3.保持轴上钩码个数不变,换更大的轮,重复实验步骤2。

学生分小组活动，小组成员互相协作，完成实验，并且思考实验结论。 全班交流

当轮轴平衡时，在轴和轮上所挂钩码的个数相同吗？ 轮轴平衡时,在轮上悬挂的钩码少,在轴上悬挂的钩码多。 换一个更大的轮后，所挂钩码的个数有变化吗？

轮越大,悬挂的钩码越少,轮轴也越省力。省力表现为在大轮上以数量较少的钩码来平衡小轮上数量较多的钩码。

想一想是在轮上用力省力，还是在轴上用力省力？ 钩码数量的多少,表示用力的大小。在轮上用力更省力。 轮轴在什么情况下更省力呢？我们可以得出什么实验结论？

轮轴的基本组成是轮和轴,大轮为轮,小轮为轴。一般动力作用在轮上时省力；动力作用在轴上时费力。

活动4：探究内六角扳手的省力方法

出示内六角扳手，引导学生观察内六角扳手，了解内六角扳手的作用。 内六角扳手通过扭矩施加对螺丝的作用力，大大降低了使用者的用力强度，是工业制造业中不可或缺的得力工具。

内六角扳手也是一种轮轴工具，出示课本42页右下方的一幅图片，观察这幅图片，想一想内六角扳手哪一部分是轮？哪一部分是轴？ 预设：

内六角扳手有长柄和短柄，长柄和短柄都可以作为轮，也都可以作为轴。把长柄作为轮,短柄就是轴，反过来，把短柄作为轮,长柄就是轴。

我们平时在使用内六角扳手的时候，怎样做才能更省力呢？为什么？ 预设：

把长柄作为轮,把短柄作为轴,转动长柄拧螺丝,更省力。因为手柄好比轮轴上的轮,扳手与螺丝的接触面好比轴,由于轴不变,轮越大就越省力。

活动4：轮上用力的轮轴和轴上用力的轮轴

出示课本43页上面的4幅插图，学生观察这4幅插图，想一想在使用图中的各种用具时，哪些是在轮上用力？哪些是在轴上用力？ 预设：

图片1，竹蜻蜓,在轴上用力,可利用其在手心连续滚动多圈,使叶片快速转动。 图片2，擀面杖,在轴上用力,使轮转动的距离远。 图片3，用石磨磨豆子,是在轮上用力。 图片4，套筒扳手,在轮上用力。

日常生活中的轮轴工具，有的是在轮上用力，有的是在轴上用力，想一想在轴上用力的轮轴有什么好处呢？

在轴上用力的轮轴虽然不省力，但是可以省距离。 在日常生活中还有哪些在轴上用力的轮轴装置？ 螺旋桨、电风扇、自行车飞轮带动后轮等。 活动5：轮轴的用途

教师引导：轮轴有在轮上用力和在轴上用力两种，在轮上用力可以省力，但是费距离，在轴上用力，虽然不省力，但是省距离。这两种轮轴各有特点，也各有其优点和缺点。早在很多年前，人们就已经把轮轴原理运用于生产生活中了。 出示课本43页下面的三幅图片，学生观察这三幅图片，思考这三幅图片中的轮轴装置哪一部分是轮？哪一部分是轴？他们是在轮上用力还是在轴上用力？ 全班交流，预设：

图片1,筒车，是一种以水流作动力的取水工具。筒车外面的圆周就是轮，中间的是轴，运用筒车送水时可以省力，但不省距离。

图片2,辘轳，是一种提取井水的装置。摇动的把手是轮，绕绳子的部分是轴。用辘轳打水可以省力，但不省距离。

图片3，飏扇，是古代的一种风力扬谷器,可用来扬除糠秕。外面的风轮是轮，人们操作的地方是轴。这是一种在轴上用力的轮轴装置，不省力但是可以省距离。 教师小结：古代的人们发明了这些轮轴装置，给农业生产带来了极大的便利，这些发明也极大的提高了生产劳动的效率，一直到现在有些工具仍然在使用。 三、课堂总结

今天这节课，我们认识了轮轴，知道像螺丝刀、汽车方向盘一样，轮和轴固定在

一起，轮转动时，轴也跟着转动的装置叫做轮轴。轮轴有两种，一种是在轮上用力，可以省力，但不可以省距离，另一种是在轴上用力，不省力，但可以省距离。在日常生活中，我们可以根据需要选择哪一种轮轴装置。课后，有兴趣的同学可以观察周围的物品，看看生活中还有哪些轮轴装置的物品。

15.升旗的方法

【教学目标】

1．知道滑轮的结构特征和作用，知道滑轮有动滑轮和定滑轮之分。 2．能够在具体情境中识别动滑轮和定滑轮。

3．会做滑轮的实验，并通过实验探究滑轮工作特点：定滑轮不能省力，可以改变力的方向；动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向。

4．通过科学探究活动，体验和感受到科学可以服务于生活。 【教学重点】

知道定滑轮和动滑轮的区别及各自作用。 【教学难点】

组装滑轮装置进行探究实验，得出结论。 【教学准备】

教师材料：课件。

学生材料：滑轮、大沙袋、小沙袋、线、弹簧秤、铁架台（确定固定的高度，设计放置物资平台） 【教学时间】

1课时 【教学过程设计】

一、任务驱动 聚焦困难点

1. 视频：同学们上课前，先让我们一起看一则(早间)新闻。 2. 谈话：你这则新闻中获取哪些信息？（提物资，爬三楼）

3. 体验：现在在各组的桌面上就有一袋需要运输的物资，如果以底部为敬老院地面，将顶端比作敬老院三楼，你有办法运用弹簧测力计测试提升爱心物资所需要的拉力吗？都有办法，那待会儿就请试一试，并将数据记录在设计图这个位置，都清楚了吗？2分钟时间，开始行动吧！

4. 追问：都测完了，刚刚发现大家提起来似乎都很轻松，但是你知道吗？真实运送的物资却是这个的百倍、千倍。谁来体验一下？你的感受是？如果让你们提着它爬三楼的话，瞧 大家都面露难色了。

5. 启思：为此，社区计划借用简单机械，来进一步减轻志愿者们的工作量，并发布如上项目，请阅读，项目的要求是....，你们敢不敢接受项目挑战呢？

6. 过渡：看来大家都信心满满，那就让我们在边挑战、边思考中，设计机械，比一比谁加星最多，获得证书。

［设计意图：以设计敬老院运送物资装置为课程整体框架，以引发学生的在真实情景下的全身心参与学习。在课程伊始，有意而为之让学生先测试缩小比例1000倍爱心物资，以此引发学生的真实感知，激发学生参与设计积极性。]

二、对比观察 选择最佳滑轮

1. 质疑：首先迎接任务一的挑战，待会儿每组将从材料超市领取2个滑轮，请对比观察，选择其中一个最适合的滑轮，并在设计图纸上相应位置做好登记。都清楚要求了吗？1分钟挑选时间开始。

2. 观察

3. 启思：都选好了吗？快将你们选择的滑轮高高举起吧，哇，大家选择的结构都出奇的一致，你能说说另一个滑轮被淘汰的理由吗？

4. 互动：看来一个合格的滑轮需要....

［设计意图：对于小学生而言，对比观察可以让学生关注到重点部件。合适的滑轮对于项目的完成具有至关重要的作用。有意而为之设计两种不同的滑轮让学生进行选择，可帮助学生建立起对于滑轮结构的认识。]

三、初步组装 测试装置效果

1. 谈话:现在就让我们拿着滑轮继续接受第二关的挑战吧，想一想，如果让你尝试运用滑轮、绳子，将物资运送三楼即桌子旁的挂钩处，你能做到吗？待会儿尝试后，请将最终能运送的装置图绘制下来，并完成完成下方的装置介绍哟。4分钟时间，开始！

2. 巡视：动滑轮、定滑轮

3．谈话:大家通过自己的动手操作，都完成了任务，哪些小组愿意上台展示一番？

4．展示：先请第X组展示，成功了吗？快和大家介绍介绍，是的，像这样固定在一处，不随重物移动的滑轮，称之为定滑轮。再请第X组展示，这次结果怎么样？随着重物上下移动的滑轮称之为动滑轮。

（在黑板上直接展示装置，一直固定在黑板上）

［设计意图：区别与以往直接介绍两种滑轮的方式，让学生基于生活经验，尝试运用指定材料提升重物，在绘制设计图，以形成从尝试→建模的过程，深化学生对于两种滑轮的认识，更实现本次项目的第一层次需要，即是利用滑轮将物资运送到三楼。]

四、两两对比 发现装置区别

1．启思：既然两种装置都可以将重物运到三楼，那么选择哪一种方案会更加符合我们实际需求呢？（学生猜测）发现了吗？大家都不约而同的聚焦到了是否省力上。

2．思考：我们手中已经有直接提升物资需要的力，要想对比发现是否省力，我们还需要测试那个数据呢？比如定滑轮？

3．讨论：你能按定滑轮的思路来设计动滑轮方案呢？1分钟时间小组互相说一说。明确方案后就请试一试，并完成设计单相应位置内容。7分钟开始。

4．汇报：那个小组说说，实验后你又有什么发现？（省力、不省力） 5．学生汇报结论

6．谈话：结合你们本组运送的物质，你们认为应该选择哪一种滑轮呢？说说你们的理由？

定滑轮：改变力的方向，人无需上楼，但是不省力。 动滑轮：不改变力的方向，人需要上楼，但是省力。

7．谈话：我们借助滑轮成功社区解决问题，其实在生活冉冉升起的国旗，提升中国速度的吊塔等都离不开滑轮的助力。

8．小结：感谢你们的认真思考，课后老师会将你们的智慧成果发送给社区，由他们进行针对性选择。

9．颁奖：在咱们班这么多优秀设计团队中，有一组脱颖而出，你们知道是那一组吗？没错就是第X组，请上台接受证书。

10．结束：下课后，继续观察，你一定又会有更多新的发现。

［设计意图：学生基于实际需求，对于两种装置进行对比测试，以发现各个装置的特点。由于给各组的爱心物资存在轻/重两种类型，各组可以依据自己的实际需求选择，言之有理即可，更加体现装置的适切性要求。课程尾声更渗透滑轮的用途，以进一步打开学生的视野。] 【板书设计】

15．国旗怎样升上去

定滑轮：固定 作用：改变用力方向，不省力 动滑轮：移动 不改变用力方向，省力

15．斜坡的启示

教学目标

知道斜面是简单机械，斜面可以省力。

借助对比实验发现斜面的省力程度与斜面坡度大小之间的关系。 能够发现生活中的斜面，能够借助斜面解决生活中的问题。

知道哪些属于简单机械及简单机械的作用在于减轻劳动强度，提高工作效率。 重点与难点

重点：发现斜面的省力程度与斜面坡度大小之间的关系。 难点：理解斜面的 教学准备

教师材料：使用斜面的视频。

学生分组材料：小车、弹簧测力计、斜面木板、书本、三角形的纸、螺丝、剪刀、铅笔。 教学过程 一、导入新课

通过上几节课的学习，我们初步了解了杠杆、轮轴以及滑轮这三种简单的机械，了解了这三种机械的使用方法以及在日常生产生活中所起的作用。 今天这节课，我们探讨另一种简单的机械——斜面。 板书课题：16.斜坡的启示 二、教学新课 活动1：认识斜面

出示课本46页上面两幅图片，学生观察图片，说一说这两幅图片上的内容。 预设：

图片1，一个人搬着自行车在上台阶。

图片2，四五个人合作用力,把一个沉重的大箱子搬上卡车。

搬自行车上台阶，把沉重的箱子搬上卡车，这两件事都非常费力气。如果让你想办法，你有更好的办法帮助他们吗？ 预设：

在台阶边上放一块木板搭成一个斜面，把自行车沿着斜面推上去，可以省很多力气。

在卡车的后面搭一块厚木板，把重物沿着木板推上卡车，这样不仅可以安全的把重物搬上卡车，还可以省力。

教师引导：其实早在很多年前，聪明的古代人就开始有斜坡搬运重物。 出示课本46页下面的这幅图片，学生观察这幅图片，了解这幅图片中的人们在建造金字塔时，是怎样利用斜面把重物拖上去的？

古代的人在建造建筑物时为什么利用斜面搬运重物呢？你能从这幅图中得到启

示吗？ 预设：

因为利用斜面搬运重物可以省力，古人正是利用了斜面的这一特点实现省力的目的。

古代的人在金字塔的旁边用泥土堆建了Z形斜坡,可以运送大型石块到金字塔的任何位置。工程结束,拆掉斜坡即露出金字塔。

出示课本47页最上面的一幅图片，学生观察这幅图片，了解卡车司机把一块木板搭在卡车上，这样就形成了一个斜面，然后很轻松的将几个圆柱形的铁桶沿着斜面装上了卡车。

出示课本47页有关斜面的概念知识点：

像搭在车厢与地面之间的长硬板这样,与地面有一定的夹角(坡度)的面,叫作斜面。它能帮助人们抬升重物,减轻劳动强度。 教师讲解：

斜面的概念包含三个要点:1板材为硬质;2板材与地面成一定的夹角;3板材一端高,一端低。

活动2：研究拉小车的力与斜面坡度大小的关系

斜面具有省力的作用，可以减轻劳动强度，那么斜面斜坡的大小与所需要的拉力究竟是一个怎样的关系呢？下面我们通过实验来探讨。

出示课本47页的实验图片，学生观察这幅图片并读一读下面的实验记录表，初步了解本次实验研究的问题、所需的材料、实验方法步骤以及得出的实验结论。 全班交流

实验问题：斜面坡度大小会影响拉小车的力吗？

实验材料：书本若干、长木板条、钩码若干、弹簧测力计等等。 实验方法： 1.搭好实验装置。

2.先测出直接提升小车需要的力,再测出沿斜面拉小车的力。 3.改变斜面坡度,测出沿不同坡度拉小车的力。 出示实验记录表。 斜面坡度 1 2 3 4 5 6 (书的本数) 拉小车的 力/牛 学生分小组活动，各小组成员协作，做好实验，记好实验记录，讨论实验的结论。 教师巡视，了解学生实验情况，并适当的加以指导。 全班交流，各小组展示本小组的实验记录。 斜面坡度 (书的本数) 拉小车的 力/牛 1 2 3 4 5 6 1.05 1.3 1.5 1.85 2.1 2.4 通过这个实验，我们可以得出什么结论呢？

斜面斜坡的大小一定会影响拉小车的力。斜面坡度越小，拉小车需要的力越小，斜面坡度越大，拉小车需要的力越大。

教师小结：通过这个实验，我们知道了斜面坡度的大小会直接影响拉小车的力。总的来说斜面的坡度越小越省力，坡度越大越费力。 活动3：斜面的应用

教师引导：斜面在我们日常生活中运用比较广泛，下面我们来了解一下。 斜面的运用一

教师提出要求：将一张三角形的纸绕在一枝铅笔上，观察三角形的纸绕在铅笔上的样子，并且把绕上三角形纸的铅笔与螺丝相比较，看看二者有什么相同之处。 预设：

将一张三角形的纸紧紧的缠绕在一支铅笔上，形成的螺旋与螺丝的螺纹很相似。 螺丝上的螺旋与斜面有什么关系吗？

其实螺旋也是斜面的一种应用。不过螺旋是缠绕在圆柱形物体上的一种斜面。 教师小结：如果我们把缠绕在铅笔上的三角形的纸再展开来，就会发现，这纸张是一张三角形的，换句话说，如果我们把螺丝的螺纹一层一层的展开来，他也会跟这张三角形的纸一样是一个斜面，因此螺旋其实也是斜面的一种应用。 在螺丝上有了螺旋之后会有什么作用呢？

因为螺丝上的螺纹也是一种斜面，根据斜面省力的作用，我们可以得出含有螺纹

的螺丝往木板上拧动的时候可以更容易一些，更省力一些。 斜面的运用二

出示课本48页两条上山的道路的图片，学生观察图片，想一想我们要从山脚到达山顶，有几种方法？

两种方法，一种是沿着直线从山脚到达山顶，另一种是沿着盘曲的山路从山脚到达山顶。

如果让你从这两条上山的道路中选择一条，你会选择哪一条上山呢？请运用我们今天学到的知识解释原因。

如果让我选择，我会选择沿着盘曲的山路从山脚到达山顶，因为选择直线型的道路会很费力,距离近。选择盘山公路会很省力,但是距离远。想省力,上山一般选择盘山公路,因为盘山公路是变形的斜面。 斜面在生活中的运用三

除了我们书上提到的这些斜面的运用之外，我们还知道生活中哪些有关斜面运用的例子？ 预设：

滑梯，飞机跑道，跑步的起步器，盘山公路，卡车斜面装货，楼梯，登机桥，钉子钉尖，房顶，河床等。 活动4：简单的机械总结

出示课本48页中间的一段文字知识点：

杠杆、轮轴、滑轮、斜面等装置构造简单,既能减轻人们的劳动强度,又能提高工作效率,被称为简单机械。

学生读一读这段文字，初步了解4种简单的机械的名称。 预设：杠杆、轮轴、滑轮、斜面是4种简单的机械。 这4种简单机械有什么作用？

这4种简单的机械既能减轻人们的劳动强度，又能提高工作效率。

教师小结：这4种简单的机械，运用简单，既能减轻人们的劳动强度，又能提高工作效率，因此在日常生活中，这4种简单机械被人们长期而广泛的运用。我们以后再遇到一些活动时，也可以运用这4种简单的机械。 活动5：自行车上的简单机械

出示一辆自行车，教师引导：自行车在我们日常生活中是司空见惯的，自行车是一种轻便又环保的交通工具。大家想一想，在自行车上用到了哪些简单机械？分别又起怎样的作用？ 简单机械 序号 杠杆 2 轮轴 1.3 4.6 滑轮 斜面 5 坐垫下面螺旋式套管是斜面。斜面还有：螺母、螺栓。 三、课堂总结

今天这节课，我们了解了斜面这种简单的机械，知道斜面能够帮助人们抬升重物，减轻劳动强度，并且斜面坡度越大，抬升重物所需的力量越大，斜面坡度越小，抬升重物所需的力量越小。课后，请同学们观察周围的生活，了解更多的斜面在生活中运用的事例。

第四单元知识点归纳汇总

13.撬重物的窍门

像这种用来撬动重物的装置叫作杠杆，它包括一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。

杠杆的组成结构：

这里的撬棍为杠杆的“杆”，短圆木与“杆”的接触点为杠杆的支点。 这种方法很省力，只要一个同学就能撬动讲台。 实验：用平衡尺研究杠杆

问题：平衡尺在什么情况下能够保持平衡？ 实验设计：

1.调节平衡尺，使其在水平位置平衡。 2.在支点左侧10厘米处挂两个相同的钩码。

3.分别在支点右侧5厘米、10厘米、20厘米处挂钩码，观察需要多少个钩码才能使平衡尺平衡。

4.将左侧的钩码移到15厘米处，在右侧怎么挂钩码才能使平衡尺平衡？ 实验记录：

钩码 位置/厘米 数量/个 支点左侧 10 2 5 4 支点右侧 10 2 20 1 实验结论：距离支点越远，保 持平衡需要的钩码越少，即越省力。 省力杠杆和费力杠杆

省力杠杆：花剪、开罐头的螺丝刀、杆秤。 费力杠杆：扫帚、镊子、理发剪刀

费力杠杆不省力，为什么还要用它？

生活中的不省力杠杆，即费力杠杆，并非真正“费力”，用它是为了省距离。 下图中，成人坐在哪里，跷跷板另一端的小朋友才能翘起他？

成人应尽能往支点近，小朋才能轻松起大人。

小杆秤的支点、用力点、阻力点分别在哪里？小杆秤称重物的原理是什么？ 小杆秤的支点为提纽与秤杆的接触点，用力点为秤盘或秤钩的吊线与秤杆的接触点，阻力点为秤砣吊线与秤杆的接触点。

人可调节阻力点的位置使杆秤平衡，根据此刻阻力点的位置读出物重。在称重时，杆秤实为一个省力杠杆。

公元前3世纪，古希腊学者阿基米德在前人使用吊杆和撬棍的经验的基础上，提出了杠杆原理。

阿基米德根据杠杆原理，完成了一系列发明创造。如投石器，可以将各种飞弹和巨石投得很远，在城市防御战中发挥了巨大作用。

为了说明杠杆原理的威力，阿基米德曾经说过：“假如给我一个支点，我就能推动地球。”

14.拧螺丝的学问

像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。

找一找，这些物品中哪一部分是轮，哪一部分是轴。

摇柄是轮，铅笔对面的螺母是轴。 球型把手是轮，锁芯是轴。 兰花龙头是轮，阀门芯是轴。 比较用两种螺丝刀拧螺丝时的用力情况。

用无柄螺丝刀，是在轴上用力，费力。 实验：研究轮轴在什么情况下更省力。 实验方法：

1.在轴上挂一定数量的钩码。

2.观察在轮上挂多少个钩码，才能使轮轴平衡。

3.保持轴上钩码个数不变，换更大的轮，重复实验步骤2。 实验问题：

当轮轴平衡时，在轴和轮上所挂钩码的个数相同吗？ 轮轴平衡时，在轮上悬挂的钩码少，在轴上悬挂的钩码多。 换更大的轮后，所挂钩码的个数有变化吗？

轮越大，悬挂的钩码越少，轮轴也越省力。省力表现为在大轮上以数量较少的钩码来平衡小轮上数量较多的钩码。

想一想：是在轮上用力省力，还是在轴上用力省力？ 钩码数量的多少，表示用力的大小。在轮上用力更省力。 实验结论：

用有柄螺丝刀，是在轮上用力，省力。 轮轴是在轮上用力更省力，而且轮越大，轮轴也越省力。 内六角扳手也是一种轮轴工具。

在拧内六角螺丝时，怎样做更省力？为什么？

把长柄作为轮，把短柄作为轴，转动长柄拧螺丝，更省力。因为手柄好比轮轴上的轮，扳手与螺丝的接触面好比轴，由于轴不变，轮越大就越省力。 生活中，哪些物品是在轮上用力？哪些是在轴上用力？

竹蜻蜓，在轴上用力，可利用其在手心连续滚动多圈，使叶片快速转动。 擀面杖，在轴上用力，使轮转动的距离远。 石磨，在轮上用力。 套筒扳手，在轮上用力。

在明代科学家宋应星所著的《天工开物》中，记载了我国古代使用轮轴的许多发明创造，如筒车、辘轳(lù lu)、飏(yáng)扇、翻车等工具，这些发明创造极大地提高了生产劳动的效率。直到现在，有些工具仍然在使用。 学生活动手册

记录研究轮轴在什么情况下更省力的实验。

在轴的右侧细绳上挂4个钩码，要使轮轴保持平衡，轮的左侧细绳上应挂几个钩码？把实验结果记录在表格里。

钩码位置 钩码数量/个 轴 4 轮 A轮(小) B轮(大) 钩码数量根据实验器材的规格略有不同，总的来说，B轮比A轮数量少。 我的结论：

1.换了更大的轮后，所挂钩码数量(C)。 A.没有变化 B.增加了 C.减少了

2.在轮上用力省力，还是在轴上用力省力？ 在轮上用力省力。

分析下面轮轴类工具，在轮上用力的画“√”，在轴上用力的画“○”。

√

15.升旗的方法

为什么向下拉绳子就能轻松地把国旗升上去？

因为旗杆顶端有一种简单机械装置——滑轮，利用它可以把物体轻松地拉向高处。 仔细观察滑轮，说说它的结构以及各部分所起的作用。 结构：连有挂钩、轮边带有槽沟的可转动轮。 各部分的作用：

滑轮槽沟——供线绳环绕；

挂钩——挂重物，将重物的重力作用在滑轮上； 滑轮轴——让轮子能够自由转动。

如果滑轮工作时只是转动，位置固定不变，这样的滑轮叫作定滑轮。如果滑轮随着被拉的物体一起移动位置，这样的滑轮叫作动滑轮。 比较定滑轮和动滑轮

√ √ ○ 定滑轮 定滑轮能够改变用力方向，使用方便，但不省力。 动滑轮 动滑轮不能改变用力方向，但能省力。 用定滑轮和动滑轮分别提升同一个物体，用力的方向一样吗？用力的大小一样吗？

用定滑轮时，将弹簧测力计向下拉动，用力的大小与重物的重力基本相同。 用动滑轮时，将弹簧测力计向上拉动，用力的大小明显小于重物的重力。 学生活动手册

在下图中用红色箭头表示人用力的方向，用蓝色箭头表示重物运动的方向。

研究用定滑轮和动滑轮提升物体，把测力计读数填写在表格里。

钩码质量/克 50 100 150 测力计读数/牛 直接垂直提升 0.49 0.98 1.47 用定滑轮提升 0.49 0.98 1.47 用动滑轮提升 0.24 0.49 0.74 （拉力与竖直提起钩码拉力相等。拉力约是竖直提起钩码拉力的一半。） 我的结论：

拉动同一个物体，动滑轮比定滑轮省力。

16.斜坡的启示

搬自行车上台阶，把重物搬上卡车，都比较费力。你有好的解决办法吗？ 可以借助坡道搬运自行车上台阶。 可以借助斜坡踏板搬运重物上卡车。

古人利用斜坡建造金字塔，在金字塔的旁边用泥土堆建了Z形斜坡，可以运送大型石块到金字塔的任何位置。工程结束，拆掉斜坡即露出金字塔。

像搭在车厢与地面之间的长硬板这样，与地面有一定的夹角(坡度)的面，叫作斜面。它能帮助人们抬升重物，减轻劳动强度。 实验：研究拉小车的力与斜面坡度大小的关系。 问题：斜面坡度大小会影响拉小车的力吗？ 实验设计： 1.搭好实验装置。

2.先测出直接提升小车需要的力，再测出沿斜面拉小车的力。 3.改变斜面坡度，测出沿不同坡度拉小车的力。 实验记录： 斜面坡度 (书的本数) 拉小车的 力/牛 1 2 3 4 5 6 1.05 1.3 1.5 1.85 2.1 2.4 实验结论：随着斜面坡度的增大，所需拉力越来越大。

将一张三角形的纸绕在一支铅笔上，很像螺丝的螺纹。螺丝上的螺旋与斜面有什么关系？

把螺旋展开就是三角形的斜边，螺旋使得钉钉子更容易。 螺旋其实也是斜面的一种应用。

如果有这样两条上山的路，你会选哪一条？用你学到的知识解释原因。

选择直线型的道路会很费力，距离近。选择盘山公路会很省力，但是距离远。想省力，上山一般选择盘山公路，因为盘山公路是变形的斜面。

杠杆、轮轴、滑轮、斜面等装置构造简单，既能减轻人们的劳动强度，又能提高工作效率，被称为简单机械。

自行车是一种既轻便又环保的交通工具。找一找：自行车上用到了哪些简单机械？

车把是轮轴，车闸是杠杆，脚踏板是轮轴，坐垫高低调节旋转时是轮轴……