3.9 弹力（教学设计）-四年级科学上册同步精品课堂（苏教版）

9.弹力（教学教案） 四年级科学上册同步精品课堂（苏教版） 核心素养 科学观念：※知道物体具有弹性，发生形变时会产生弹力。 科学思维：※能够通过实验探究弹力与物体形变之间的关系。 ※能够使用弹簧测力计测量力的大小。 探究实践：※能够根据物体的弹性做一个弹力玩具，更好地感受弹性与弹力。 态度责任：※认识物体的弹性与弹力，学会使用弹簧测力计测量力的大小。重点 ※研究弹力与弹簧拉伸长度之间的关系。难点 教学内容 日常生活中很多物体具有弹性，当物体发生弹性形变时会产生弹力。小学生对弹性与弹力并不陌生，在孩子们身边就有许多弹性材料和玩具。本课就是从认识弹性开始，教学内容包括四个活动：活动一，认识什么是弹性、弹力。通过用力改变物体的形状，撤去外力后物体恢复原状，认识到物体具有弹性，在此基础上玩握力器与拉力器，体验弹力的存在。活动二，研究拉力与弹簧拉伸长度之间的关系。通过实际测量，发现弹簧拉伸长度随着拉力的增加有规律地变化，这也正是弹簧测力计的制作原理。活动三紧承活动二，学习使用弹簧测力计并测量提起物品所需要的力（即物体受到的重力），达到技术与工程领域学习基本测量工作的要求。活动四是一个总结应用，选择合适的材料做弹力玩具，既要对物体的弹性有所了解，也要恰当利用物体的弹力。 教学准备 学生分组材料： 认识弹性和弹力：橡皮筋、钢尺、海绵、压簧、握力器、拉力器。 研究拉力与弹簧拉伸长度之间的关系：拉簧、钩码。 弹簧测力计的使用：弹簧测力计、文具、鞋、水杯等。 做弹力玩具：橡皮筋、气球、弹性丝袜、铁丝、弹跳球、指甲剪、橡皮、竹片等。 教学过程 活动一：观察弹性现象 1.用力改变这些物体的形状，再撤去所用的力。 你有什么发现？ 用力拉橡皮筋，橡皮筋会变长变细，松开后橡皮筋又会缩短变粗，恢复原来的样子； 用力弯折钢尺，它会变弯，松开后钢尺变直，恢复原来的样子； 用力挤压海绵，它会变扁，松开后海绵变厚，恢复原来的样子； 用力按压弹簧，它会缩短，松开后弹簧变回原来的长度，恢复原来的样子。 2.玩握力器、拉力器。 用力握住握力器时，握力器会因受外力而改变形状，去掉所用的力后，握力器的形状会恢复原来的样子；用力拉伸拉力器时，拉力器会因受外力而伸长，去掉所用的力后，拉力器会恢复原来的样子。 3.认识弹力和弹性。 用力后物体的形状会发生变化，撤去所用的力后物体的形状又会恢复。因此，我们把当物体受到外力作用时，形状或体积发生改变。撤去外力后，物体又恢复到原来的形状或体积，这种性质叫作弹性。以上这些物品都具有弹性。我们把能使物体恢复原来的形状或体积的力叫作弹力。这些物体也是因为弹力而恢复到原来的形状或体积的。 设计意图： 通过按、压、拉物体，使物体的形状或体积发生改变，或形状与体积同时发生改变，撤去力后物体恢复原状，认识到物体具有弹性。选择握力器、拉力器是因为要使它们的形状改变，用的力比较大，自然更能体验到弹力的存在。手对握力器的压力向内，手对拉力器的拉力向外，而弹力的方向则与之相反，隐含弹力方向与作用力方向相反的概念。 活动二 研究拉力与弹簧拉伸长度之间的关系。 实验目的：探究拉力与弹簧拉伸长度之间的关系。 实验猜想：钩码的数量越多，弹簧伸长的长度就越长。 实验材料：同样的弹簧7根、钩码若干个、直尺、挂钩、铁架台2个、实验数据记录表。 实验步骤： （1）将挂钩的两端分别固定在2个铁架台上，并保持水平状态。 （2）在挂钩上分别挂上同一规格的7根弹簧，测量出弹簧的原有长度。 （3）在第二根弹簧上挂1个钩码，测量弹簧此时的长度，然后用总长度减去原有长度，得出弹簧长度的变化值。 （4）在第三根弹簧上挂2个钩码，测量弹簧此时的长度，然后用总长度减去原有长度，得出弹簧长度的变化值。 （5）在第四根弹簧上挂3个钩码，测量弹簧此时的长度，然后用总长度减去原有长度，得出弹簧长度的变化值。 （6）在第六根弹簧上挂5个钩码，测量弹簧此时的长度，然后用总长度减去原有长度，得出弹簧长度的变化值。 （7）猜测在第五根弹簧上挂4个钩码和在第七根弹簧上挂6个钩码时弹簧的长度，并按照相同的方法进行实验。 实验记录： 探究弹簧拉伸长度与拉力大小的关系的实验记录 拉力大小（钩码数） 弹簧拉伸长度（原长5厘米） 预测 实测 1个钩码 0.5厘米 0.5厘米 2个钩码 1厘米 1厘米 3个钩码 1.5厘米 1.5厘米 4个钩码 2厘米 2厘米 5个钩码 2.5厘米 2.5厘米 6个钩码 3厘米 3.4厘米 钩码个数与相应的拉伸长度的关系。 实验现象：开始时，所挂钩码每增加一个，弹簧都会伸长一些，且每次伸长的长度都相等，但是当我们挂6个钩码时，伸长的长度却与之前不同了。 实验分析：通过实验数据可以发现，随着弹簧受力均匀增大，弹簧的拉伸长度也均匀增加。因此我们猜测挂4个钩码时弹簧拉伸的长度是挂1个钩码时的4倍，挂6个钩码时弹簧拉伸的长度是挂1个钩码时的6倍。经过实验我们却发现，挂4个钩码时与我们预测的结果相同挂6个钩码时与我们预测的结果不同。这是因为挂6个钩码时，弹簧超出弹性限度而无法恢复原来的形状，丧失了部分弹性，弹簧的拉伸长度也不再遵循之前的规律了。 实验结论：在弹性限度范围内拉力越大，弹簧拉伸得越长。每增加一个钩码，弹簧就会拉伸相同的长度。 设计意图： 设置典型的探究实验，通过作出假设、做实验收集数据、分析数据从而得出结论，让学生自己去摸索弹簧测力计的制作原理，培养学生解决实际问题的能力。 活动三 思考以下问题 1.推测一下，挂4个钩码时，弹簧拉伸的长度会是多少？挂6个钩码呢？ 通过上面的实验，推测挂4个钩码时，弹簧拉伸的长度是2厘米，挂6个钩码时，弹簧拉伸的长度是3厘米。但是如果超过了弹簧的弹性限度，将不是预测的理想数据，也将不会遵循之前的规律了。 2.如果无限制地挂钩码，弹簧会怎样？ 弹簧本身具有一定的弹性限度，一旦超过了它的极限，弹簧将无法恢复原来的形状，这样会破坏弹簧的弹性。 学习使用弹簧测力计 1.认识弹簧测力计。 提环——当拉手用，方便提拿重物。 弹簧——弹簧测力计的主要部件，利用它的弹性（可以拉伸的长短）测量力的大小。 指针——随着弹簧伸缩而变换位置，结合刻度板，可以指示力的大小。 刻度——标明力的刻度，方便读出力的大小。 挂钩——挂待测量的物体。 2.弹簧测力计的原理。 分析 用力慢慢拉弹簧，可以看到弹簧随着拉力的变大而逐渐伸长；拉力慢慢减小时，可以看到弹簧逐渐缩短。由此可见，弹簧受力越大，伸长越长；受力越小，伸长越短。人们根据弹簧拉伸长度随拉力大小变化的规律，制成了弹簧测力计。 结论 弹簧测力计就是利用弹簧“受力越大，伸长越长；受力越小，伸长越短”的原理来测量力的大小的。 3.认识刻度板。 （1）认识力的单位。 人们在生活中习惯用“克力”“千克力”来表示重力和其他力的大小。科学技术上则统一规定用“牛顿”作为力的单位，简称“牛”，用“N”表示。 1牛≈100克力 （2）认识最大测量值。 不同的弹簧测力计的最大测量值是不同的，我们在用弹簧测力计测量力的大小的时候，不能超过这个弹簧测力计的最大测量值，以免损坏弹簧测力计。 （3）认识分度值。 弹簧测力计刻度板上一小格表示的力的数值就是该弹簧测力计的分度值。不同的弹簧测力计有不同的分度值，在使用弹簧测力计测量力的大小时，首先应该明确刻度板上每一大格表示多大的力，每一小格表示多大的力。 如下图，读数时，注意弹簧测力计刻度板上一小格表示0.2 N的力。 4.弹簧测力计的使用方法。 （1）使用前先检查指针是否在“0”刻度处，如果没有在“0”刻度处，要进行调节，使指针在“0”刻度处。 （2）读数时视线要与指针平齐。 （3）被测的力不能超过弹簧测力计的最大刻度值。 测一测提起这些物体用了多大的力 实验目的：学会使用弹簧测力计测量提起一些物体所需要的力的大小。 实验材料：弹簧测力计、剪刀、双面胶、杯子、笔、笔袋、鞋子、记录单等。 实验步骤：（1）小组分工：测量时，分工（估计、操作、读数、记录等）合作，轮流更换。 （2）先估计提起一个物体所需的力的大小，再实际测量，及时做好记录，算出两者相差多少，比一比哪个小组估计得最准确。 实验记录： 物体名称 估计力的大小 实测力的大小 估计和实测相差多少 剪刀 0.5N 0.2N 0.3N 双面胶 0.2N 0.25N 0.05N 笔 0.5N 0.3N 0.2N 鞋子 5N 3.15N 1.85N 笔袋 1N 1.5N 0.5N 杯子 2N 1.75N 0.25N …… …… …… …… 实验结论：弹簧测力计可以较为准确地测量出提起些物体所需要的力。 设计意图： 弹簧测力计的原理是在弹性限度内，弹簧的拉伸长度与所受的拉力成正比。放在研究拉力与弹簧拉伸长度之间的关系之后，正是理论的实际应用。小学阶段用到的定量测量工具不多，弹簧测力计的使用是学生必须掌握的一项基本科学技能。 活动四 选择合适的物体做一个弹力玩具 自制弹力发射器。 制作材料：不锈钢匙、橡皮筋、橡皮泥硬纸板、竹签。 制作步骤：（1）如右图，用硬纸板制成底座和支架，并画上自己喜欢的图案。 （2）在支架上放置一根细长竹签，在竹签的中间位置将不锈钢匙的一端（匙柄细端）固定，可以先用橡皮筋缠住不锈钢匙柄的细端，然后将竹签从橡皮筋中间穿过，让不锈钢匙可以自由转动，以便发射物体。 （3）在底座上套一根橡皮筋，并将不锈钢匙柄的粗端缠紧。 （4）用橡皮泥制作大小适中的“炮弹”放在不锈钢匙口，按压匙口，然后发射“炮弹”。 制作原理：这个弹力发射器利用橡皮筋的弹力发射“炮弹”。在按压匙口时，缠在匙柄粗端的橡皮筋被拉伸，产生弹力，松开手时，橡皮筋将匙柄向下拉匙口上面的“炮弹”在弹力的作用下发射出去。 设计意图： 选择做一个弹力玩具，而不是玩一个现成的弹力玩具，这实际上是STEM的思想，让学生将科学、技术、工程、数学结合在一起，自己动手，设计制作，有更多的科学思维的参与。 活动手册 课堂总结 学习了本课我们知道了什么是弹性与弹力。通过用力改变物体的形状，撤去外力后物体恢复原状，认识到物体具有弹性，在此基础上玩握力器与拉力器，体验弹力的存在。通过观察发现，弹簧测力计主要由提环、弹簧、刻度板、指针、挂钩五部分组成。知道弹簧测力计是利用“在弹性限度内，拉力越大，弹簧拉伸得越长”的原理工作的。知道使用弹簧测力计的注意事项，并能用弹簧测力计测量常见物体的重力。 板书设计 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$