3.4 弹簧测力计（教学设计）-2024-2025学年科学四年级上册教科版

4弹簧测力计 教材分析 《弹簧测力计》是第三单元第4课。本节课的主要内容是对力的大小和如何测量力进行研究。“探索”部分安排了两个活动：一是认识弹簧测力计。学生通过观察、认读和实际感受来认识弹簧测力计的结构、计量单位、刻度标识及如何读数，这是使用弹簧测力计的前提。二是用弹簧测力计测量力的大小。一方面是让学生亲身感受不同力的大小，另一方面是让学生掌握“先估测、后测量”的实际测量流程，这也是本课的重点内容。“研讨”部分主要是引导学生进行更为深刻的思考，进一步认识弹力概念的内涵和实例。“拓展”部分则是要求学生利用身边的材料制作弹簧测力计，进而对本节课学习的知识进行应用和创新。 学情分析 学生已经知道力有大小，但是对于力的大小该如何测量，他们还不是很清楚。本节课中引入的弹簧测力计，正好可以弥补学生知识的不足，并调动学生学习的兴趣。弹簧测力计是测量力的重要工具，它的构造、原理、使用方法都比较简单，用弹簧测力计测量力的大小符合学生对力的认识规律，可以为后续力的学习奠定基础。 教学目标 科学观念 通过观察和使用弹簧测力计，知道弹簧测力计的主要结构和功能，了解力的单位“牛顿”。通过使用弹簧测力计测量不同质量的物体，认识到弹簧测力计是利用弹簧“受力大，伸长量大”的特征制作的。能应用弹簧测力计测量更多物体的重力大小。 科学思维 用对比分析的方法，能总结出弹簧伸长长度与受力大小的关系，分析出弹簧测力计的工作原理。 探究实践 通过观察和使用弹簧测力计，认识弹簧测力计的结构，理解弹簧测力计的工作原理。 态度责任 在认识和使用弹簧测力计的过程中，形成借助弹簧测力计测量更多的物体的意愿，培养进一步研究力的兴趣。 重点难点 重点 学会用弹簧测力计来测量力的大小，并能够用简单的材料制作测力计。 难点 能利用橡皮筋、硬纸板等材料制作测力计。 教学准备 教师准备 弹簧测力计、剪刀、0.5N的钩码、班级记录表、多媒体课件等。 学生准备 学生活动手册。 教学设计 一、导入新课 1．谈话：我们在研究运动和力及它们的关系时，不仅需要知道是什么力，还需要知道力的大小。那么，怎样才能知道力的大小呢？这就需要借助专门的工具。 2．出示弹簧测力计，引导学生看一看。 3．教师引导：弹簧测力计就是一种测量力的大小的工具，今天我们就来认识一下弹簧测力计。 二、活动过程 （一）活动1：认识弹簧测力计 1．出示弹簧测力计的结构图，引导学生仔细观察。 2．观察后思考：弹簧测力计是由哪些部分组成的？各部分有什么作用？ 提示：弹簧测力计由提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩五个部分组成。 提环-便于用手拿住测力计； 弹簧-反应力的大小； 指针-指出力的大小； 刻度板-表示出力的具体数值； 挂钩-挂住被测量的物体。 3．引导学生用手慢慢地拉挂钩，注意观察弹簧是如何变化的，指针是怎么移动的。同时提醒学生注意，用力要轻，速度要慢。 4．观察弹簧测力计的刻度，弄清每一大格是多大的力，一小格是多大的力。想一想这个弹簧测力计最多能测多大的力。 （1）出示教材第49页中的“资料”，引导学生了解力的单位。 （2）力的单位是牛顿，简称牛，用符号N表示，是以英国著名物理学家牛顿的名字命名的。 （3）教材第48页上的测力计，每一大格是0.5N，一小格是0.1N，这个弹簧测力计最多能测5N的力。 5．教师强调：弹簧测力计不同，它们的刻度就会有差异，每一大格和每一小格表示的力的大小也就不一样，最多能测的力的大小也不同。所以，我们在测量力的大小之前，先要看清楚弹簧测力计的刻度。 6．试着用不同大小的力拉一拉弹簧测力计的挂钩，感受一下弹簧测力计的特点。 提示：拉力越大，弹簧伸得越长，示数也越大。跟橡皮筋的特点很像。 （二）活动2：用弹簧测力计测量力的大小 1．使用弹簧测力计测量力的大小时，我们要注意以下几点。 （1）拿起弹簧测力计，先检查它的指针是不是指在零刻度线的位置。 （2）读数的时候，视线要与指针相平。 （3）测量的力不能超过弹簧测力计刻度标出的最大数值。 提示：在测量力的大小之前，我们先用手拉一拉弹簧测力计，分别使指针指到1N、3N和5N，感受一下大小不同的力。据此就可以估计需要测量的力是否会超过弹簧测力计刻度标出的最大数值了。 2．引导学生掌握正确读数的方法。 3．下面我们先来测一测提起我们的科学书需要多大的力。 （1）出示科学书，引导学生看一看，并用手掂一掂。 （2）预测一下提起科学书需要多大的力。 （3）使用弹簧测力计测量提起科学书所要用的力，验证预测的数字是否准确。 4．下面请同学们选择我们身边的物品进行测量。在测量之前，要先预估一下力的大小，填写在实验记录表上，再用弹簧测力计测量出力的大小，然后完成实验记录。 （1）出示学生活动手册中的“用弹簧测力计测量物体拉力的大小记录表”。 （2）学生分小组活动，选择不同的物体，测量拉力的大小。 （3）全班交流，各小组展示本小组的实验记录，了解各小组测量的物体及其拉力的大小。 5．教师小结：通过刚才的活动，我们初步学会了使用弹簧测力计测量力的大小，懂得了在使用弹簧测力计测量力的大小时，一定要注意使用方法，这样测出的力的大小才是比较准确的。 设计意图：利用弹簧测力计测量力的大小，掌握测量方法，并认识到力的大小是可以测量的。 （三）研讨 1．弹簧测力计的弹力是怎样产生的？怎样使用弹簧测力计测量力的大小？ 2．在生活中，弹力的运用非常广泛。请同学们联系生活实际想一想，生活中还有哪些地方存在弹力？这些弹力是如何产生的？ （1）学生分小组交流、讨论生活中的弹力，并且完成记录表。 （2）全班交流，并汇报。 提示：利用撑杆和海绵垫进行撑竿跳、健身球、跳水运动中使用的弹力跳板、蹦床、射箭、拍皮球、打羽毛球、打篮球等。 3．教师出示一些利用了弹力的活动和物品，让学生观察并说一说是什么产生了弹力。 设计意图：夯实学生的科学概念，并联系生活实际，促进学生消化和掌握知识。 （四）拓展延伸 测力计是一种测量力的大小的工具，我们可以利用一些简单的材料制作一个测力计，下面我们就来试一试吧。 1．制作材料：橡皮筋、硬纸板、曲别针等。 2．制作方法： 第1步：在纸板中间用剪刀剪去一小块长方形的纸板，把曲别针别到纸板中间。 第2步：在固定好的曲别针上套上两个相同的橡皮筋，用另一个别针做成一个小挂钩，用来挂被测物体。再用一个形状为菱形的小硬纸片，别在别针与橡皮筋的连接处，当作指针。 第3步：用笔标出橡皮筋静止时最下端的刻度作为“0”的位置，再用已知重力为0.5N的钩码挂在做好的简易测力计下面，分别挂1个、2个、3个、4个、5个、6个，以此确定好“0.5N”“1N”“1.5N”“2N”“2.5N”“3N”的刻度（有能力的可以再分为5个格），简易的测力计就做好了。 3．学生分小组用简单的材料制作简易测力计。 4．各小组展示制作好的简易测力计，并用简易测力计来测一测力的大小，看看各组的准确度如何。 设计意图：锻炼学生的动手能力，培养学生的创新思维。 三、课堂小结 通过本节课的学习，我们认识了弹簧测力计，知道弹簧测力计是一种测量力的大小的工具，是利用弹力的原理制作而成的，并学会了使用弹簧测力计，并明白了弹簧测力计在生产、生活中有着广泛的应用。 板书设计 4 弹簧测力计 构造：提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩 注意事项：调零、平视、量程 原理：弹簧受力大，伸长量大 教学研讨 本节课的教学设计充分与教材内容相结合，无论是弹簧测力计的使用还是制作，都体现了以学生为主体的教学理念。通过教师引导、学生动手的教学模式，促进了学生对弹力的理解和掌握，同时也让学生认识到了力的单位，并掌握了弹簧测力计的使用技巧。教学中还让学生合理地利用简单的材料制作测力计，使他们初步认识到了准确度的意义，培养了他们的动手能力和创造思维能力。最后，让学生认识到弹力在生活中的多种应用，提升了学生学习科学的兴趣。 案例二 教学准备 教师准备 拉力器、弹簧测力计、橡皮筋、曲别针、钩码、多种常见的小物体（最好方便悬挂）硬纸板、直尺、班级记录表、多媒体课件等。 学生准备 学生活动手册。 案例二 教学设计 一、导入新课 1．出示拉力器，并简单介绍拉力器，然后请两位学生上来比一比谁的力气大。 2．先让学生说一说怎么判断出谁的力气大，引导学生关注力气大的同学能将拉力器的弹簧拉得更长。 3．弹簧测力计是一种常见的测量力的大小的工具。这节课，我们就来学习如何使用弹簧测力计。 二、讲授新课 （一）活动1：认识弹簧测力计 1．出示图片，让学生了解弹簧测力计的构造。 2．发放弹簧测力计，学生分小组观察并交流信息。 提示：弹簧测力计刻度板上面的“N”表示力的单位是牛顿，它是以英国著名物理学家牛顿的名字命名的。 3．学生小组汇报、交流弹簧测力计的信息。 汇报要求： （1）能清楚指出提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩部分的名称。 （2）能大致说出弹簧测力计各部分结构的作用。 （3）知道自己手中的弹簧测力计的每一大格表示1N，每一小格表示0.1N，弹簧测力计刻度板上最大的数字“5”表示这个弹簧测力计最多能测5N的力。 1．体验：用手慢慢拉动弹簧测力计的挂钩，分别使指针指向1N、2N、5N等，感受不同大小的力。 3．我们可以用弹簧测力计来测量一些物体的重力大小。那么，你们想测量哪些东西的重力呢？ 4．有些物体可以用弹簧测力计测量重力，比如笔、橡皮、书本等，但是有些物体的重力超过了弹簧测力计的最大测量范围（量程），比如书包、椅子等，这时就不能用弹簧测力计来测量它们的重力了。所以，测量前要先估计一下所测物体的重力大小。 5．使用弹簧测力计的注意事项： （1）拿起弹簧测力计，先检查指针是不是指在零刻度线的位置。 （2）读数时，视线与指针相平。 （3）测量的力不能超过弹簧测力计刻度标出的最大值。 （4）记录力的大小时，要加上单位。 6．学生分小组使用弹簧测力计测量钩码、笔、橡皮、塑料杯、剪刀、文具盒等物体的重力大小，并记录在表格中。 使用弹簧测力计测量物体重力记录表 物品 钩码 笔 橡皮 塑料杯 剪刀 文具盒 重力／N 7．学生汇报、交流使用弹簧测力计过程中遇到的问题和测量的结果。 （三）研讨 1．弹簧测力计的弹力是怎样产生的？为什么弹簧测力计能测量力的大小？ 提示：弹簧被拉伸时，形状发生了改变，从而产生了弹力。在一定范围内，弹簧受到的拉力越大，它的伸长量就越长，弹簧测力计就是利用这点来测量力的大小的。 2．生活中哪些地方还有弹力？这些弹力是怎么产生的？ 学生举例说明，并明确是什么物体产生的弹力。 （四）拓展延伸 出示橡皮筋、硬纸板、曲别针、钩码、笔、直尺等材料，要求学生用这些材料制作简易测力计。 1．介绍制作方法： （1）用曲别针把橡皮筋的一端固定在硬纸板上，另一端用另一曲别针做一个挂钩，用笔标出橡皮筋静止时最下端的刻度作为“0”的位置。 （2）再用已知重力为0.5N的钩码挂在做好的简易测力计下面，分别挂1个、2个、3个、4个、5个、6个，以此确定“0.5N”“1N”“1.5N”“2N”“2.5N”“3N”的刻度（有能力的可以再分为5格），简易的测力计就做好了。 注意：划分刻度时，应该在橡皮筋可承受的范围内。 2．要求学生回家后再自己制作一个简易测力计。 三、课堂小结 通过本节课的学习，我们认识了弹簧测力计的结构、计量单位、刻度标识及如何读数，同时学会了用弹簧测力计测量力的大小，并认识了弹力在生活中的广泛应用。 板书设计 4 弹簧测力计 弹簧测力计的构造 使用弹簧测力计的注意事项 教学研讨 本节课的教学设计充分注重了学生的动手能力和创新能力的培养，通过“认识弹簧测力计的结构”“用弹簧测力计测量力的大小”“制作简易测力计”等一系列活动，让学生经历了科学探究的整个过程，从而培养了学生的探究能力和创新能力。特别是最后要求学生制作简易测力计的环节，让学生把学到的知识进行了应用和创造，符合学生的发展需求。 备课资料 教学活动设计 为了进一步让学生明白弹力是什么，以及弹力是如何产生的，可以设计“生活中的物体是如何产生弹力的”的问题，让学生讨论和交流。 撑杆和海绵：杆子弯曲及海绵垫受压变形后产生了弹力。 健身球：橡胶及球内空气受压后产生了弹力。 跳板：长板受压弯曲后产生了弹力。 蹦床：网面及四周的弹簧受力变形后产生了弹力。 科学知识聚焦 弹簧测力计 拉弹簧的力越大，弹簧的伸长量就越大。实验表明，大多数弹簧有这样的特性：拉力大小由1N增大到2N，即力的大小变成了原来的2倍，弹簧的伸长量也相应地变成了原来的2倍；若力增大到原来的3倍，弹簧的伸长量也相应地变成了原来的3倍······只要所加的拉力大小不超过弹簧的承受程度，拉力的大小增大到原来的几倍，弹簧的伸长量就相应地变成原来的几倍，即弹簧伸长的长度与它受到的拉力成正比。需要注意的是，成比例关系的是弹簧的伸长量而不是弹簧的长度。弹簧有这样的特性，而且可以重复使用，故可以用弹簧制作测力计来测量力的大小。 实验室常用的弹簧测力计主要由提环、弹簧、指针、刻度板和挂钩组成。使用弹簧测力计时，有以下注意事项： 1．观察弹簧测力计的量程，即弹簧测力计刻度板上的最大数值，还要估测一下所要测量的力的大小，确保被测的力不要超过弹簧测力计的量程，以免损坏弹簧测力计。 2．观察弹簧测力计的分度值，即相邻两个刻度间所表示的数值，了解分度值的大小，有利于正确读数。 3．使用前要检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置。如果没有指在零刻度线的位置，就需要调零，调零的一般方法是通过移动指针来调零。 4．使用前，应轻轻来回拉动挂钩几次，看测力计里面的弹簧是否跟外壳相碰、摩擦，是否有不灵活的现象。 5．读数时，视线要与弹簧测力计的指针相平。注意物体不要挂太长时间，否则测力计可能会损坏。 ［活动主题］“调查弹力在生活中的应用”实践活动 ［活动目标］进一步了解和掌握弹力的作用，并了解弹力在生活中的应用特点。 ［活动方法］上网查询或询问家长等。 ［活动结论］弹力在生活中的应用有： 1．控制机械的运动，如发动机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等。 2．吸收振动和冲击能量，如汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等。 3．储存及输出能量作为动力，如钟表中的弹簧、枪械中的弹簧等。 4．用作测力元件，如测力器中的弹簧等。 学科网（北京）股份有限公司 $$