5.3 滑梯与摩擦力（教学课件）科学大象版四年级下册

5.3 滑梯与摩擦力 四年级下册第五单元 大象版 1 目录 1 情境与问题 2 探究与发现 3 回顾与练习 4 总结与评价 核心素养 科学观念 认识什么是摩擦力，知道摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度等因素有关。 科学思维 学会运用“控制变量”的科学方法来研究问题，尝试像小科学家一样逻辑严密地思考。 探究实践 能动手设计并独立完成实验，认真观察实验现象，记录数据，并能基于证据得出结论。 态度责任 感受科学与日常生活的紧密联系，培养乐于探究、勤于思考、实事求是的科学精神。 1.情境与问题 学习任务 游乐园的滑梯比赛 ☀️ 快乐出发 春天来了，天气真好！小猴皮皮和小熊乐乐约好一起去游乐园玩。他们在里面跑啊跳啊，玩了好多项目，其中最喜欢的就是那个五颜六色、高高的彩虹滑梯啦！ 🏁 赛前准备 皮皮特意穿上了滑溜溜的黄色雨衣，说这样能跑得更快；乐乐穿着妈妈新织的暖和毛绒外套，自信满满。他们俩站在滑梯顶端，大声喊着“预备——开始”，一场精彩的“滑梯速度大赛”正式拉开帷幕！ 1.7.2013 看，小猴皮皮和小熊乐乐来到了游乐园！他们要进行一场滑梯比赛。皮皮穿着滑溜溜的雨衣，乐乐穿着毛绒外套。小朋友们猜猜看，谁会赢得这场比赛呢？ ‹#› 奇怪的比赛结果 “预备，开始！”随着一声令下，皮皮“嗖”的一下就像小火箭一样冲了下去，风在耳边呼呼作响，不一会儿就到达了终点。 可是，乐乐却感觉自己好像被什么东西拉住了一样，滑得特别慢，屁股还感觉有点热热的，费了好大的劲才终于滑到下面。 “哎呀，为什么皮皮你滑得那么快，我却这么慢呀？”乐乐叉着腰，皱着眉头奇怪地问道。 1.7.2013 比赛结果出来啦！穿着雨衣的皮皮像小火箭一样冲了下去，而穿着毛绒外套的乐乐却滑得特别慢。这真是一个奇怪的结果！乐乐感到非常困惑，小朋友们，你们知道这是为什么吗？ ‹#› 摩擦力猜想 🤔 小朋友们，当我们从滑梯上快速滑下时，为什么最后会慢慢停下来呢？ 我们大胆猜想：当衣服和滑梯表面互相“蹭来蹭去”时，会产生一种阻碍物体相对运动的力。 科学家给它起了个名字叫—— 摩 擦 力 (Friction) 👋 让我们动手验证这个猜想吧！ 蹭蹭蹭！ 当两个物体表面接触并发生相对运动时... FRICTION FORCE 1.7.2013 小朋友们肯定都有自己的想法了。我们猜想，当衣服和滑梯表面互相摩擦时，会产生一种阻碍滑动的力，科学家们叫它“摩擦力”。 是不是摩擦力让乐乐变慢了呢？光猜想可不行，科学需要实验来验证！ 接下来，让我们进入第二站，动手揭开这个秘密！ ‹#› 2.探索与发现 学习任务 我们的实验设计 🤔 探究问题：摩擦力的大小到底和什么因素有关系呢？ 弹簧测力计 实验的“量尺”，用于精准测量拉动木块时的拉力大小。 接触面材料 提供两种不同的表面：光滑的木板和粗糙的毛巾。 配重砝码 放置在木块上，用来改变木块对接触面的压力大小。 💡 小组任务挑战：请各小组利用“材料超市”中的道具，共同讨论并设计一套完整的实验方案，来验证你们关于摩擦力大小的猜想。 1.7.2013 我们的问题是：摩擦力的大小到底和什么有关系呢？看，这是我们的“材料超市”，有弹簧测力计、木块、不同粗糙程度的平面，还有砝码。请各小组讨论一下，我们可以怎么利用这些材料来设计实验呢？ ‹#› 我这个滑梯不光滑，摩擦力大！ 实验1：研究摩擦力与接触面的关系 📝 实验步骤：控制变量法 ① 在光滑木板上，匀速拉动木块，记录测力计读数。 ② 在木板上铺粗糙毛巾，重复上述操作，记录读数。 👀 实验现象：读数差异明显 在粗糙的毛巾表面拉动时，弹簧测力计的示数显著变大。 💡 核心结论 接触面越粗糙 → 滑动摩擦力就越大！ 毛巾（粗糙） > 木板（光滑） 1.7.2013 我们先来做第一个实验，研究摩擦力和接触面的关系。我们用同样的木块，分别在光滑的木板和粗糙的毛巾上拉动。大家观察到了什么？对！在粗糙的毛巾上，测力计的读数更大。这说明，接触面越粗糙，摩擦力就越大！ ‹#› 我比你滑得慢！因为我更重！ 实验 02：探究摩擦力与压力大小的关系 📝 实验步骤 ① 用弹簧测力计水平拉动木块，在光滑木板上匀速前进，记录示数。 ② 在木块上增加一个砝码，重复上述步骤，再次记录测力计示数。 👀 实验现象 木块上增加砝码后，弹簧测力计的读数明显变大了！ 💡 核心结论 接触面粗糙程度相同时，物体压力越大，摩擦力就越大！ 🧪 实验场景可视化 压力增大 (Weight+) 示数增大 (Friction+) 压力 ↑ ➔ 摩擦力 ↑ 1.7.2013 接下来是第二个实验，研究摩擦力和压力的关系。我们在同一个光滑的木板上，先拉动一个轻木块，然后在木块上增加一个砝码，让它变重。 我们发现，木块变重后，测力计的读数也变大了。这说明，物体越重，也就是对接触面的压力越大，摩擦力就越大！ ‹#› 分析数据，发现规律！ 仔细观察 · 数据挖掘 小朋友们，通过刚才的两个实验，我们收集到了不同的数据。现在，请大家擦亮眼睛，仔细分析一下这些记录下来的数字，看看能从中找到什么重要的秘密或规律呢？ 头脑风暴 · 成果分享 现在进行小组讨论时间！把你的发现告诉身边的小伙伴，一起完善结论。讨论结束后，请每个小组派一名代表，来给全班同学分享你们的成果哦！ 1.7.2013 实验做完了，数据也收集好了。现在，就轮到我们这些小科学家们大显身手了！请大家仔细分析刚才记录的数据，和小组同学讨论一下，看看能发现什么规律。待会儿请小组代表来分享你们的结论！ ‹#› 发现一：压力越大，摩擦力越大！ 💡 核心原理大揭秘 当接触面粗糙程度一样时，物体越重（压力越大），我们拉动物体时需要用的力就越大，这直接说明产生的摩擦力就越大。 🎢 有趣的生活现象 想象一个大胖子和小朋友一起滑滑梯：大胖子体重更大，受到的摩擦力也更大，所以在滑梯上往往会滑得更慢一些哦。 1.7.2013 第一个发现是：压力越大，摩擦力越大！就像这张图里，很重的铁块和很轻的气球在同样的斜坡上，铁块受到的摩擦力更大，所以滑得更慢。这就解释了为什么物体越重，我们推起来越费力。 ‹#› 发现二：接触面越粗糙，摩擦力越大！ 🔍 核心原理大揭秘 当物体重量相同时，在粗糙的表面上拉动物体比在光滑的表面上更费力。这是因为接触面越粗糙，物体间产生的摩擦力就越大。 🧐 乐乐的滑行谜题 这就解释了为什么乐乐滑得慢：因为他穿的毛绒衣服表面比皮皮的雨衣粗糙得多，与接触面产生的摩擦力更大，阻碍了滑行。 直观对比：粗糙的枯黄草地 vs 光滑的结冰湖面 1.7.2013 第二个发现是：接触面越粗糙，摩擦力越大！就像在光滑的冰面上滑行，比在粗糙的草地上滑行要轻松得多。现在我们终于明白乐乐为什么滑得慢了，因为他的毛绒外套比皮皮的雨衣粗糙得多，产生的摩擦力更大！ ‹#› 我是小小设计师：制作“极速小车” 🎯 核心任务 利用课堂所学知识，动手设计并制作一辆结构合理、跑得最快的创意小车。 🛠️ 准备材料 硬卡纸、塑料吸管、车轮组、双面胶、剪刀、电池盒（可选）等基础手工材料。 🤔 设计思考 1. 如何优化车轮与车轴的连接，减小摩擦力？ 2. 如何设计车身形状，使其更光滑以减小空气阻力？ 🏁 竞速挑战：看看谁的小车是“极速之王”！ ✨ 参考案例：木制空气动力小车 1.7.2013 学完了知识，我们来动手实践一下！现在，你们都是小小设计师，任务是利用今天学到的知识，制作一辆跑得最快的小车。想一想，怎样才能减小摩擦力，让小车跑得更快呢？让我们来一场竞速赛吧！ ‹#› 我们用了什么法宝？ 🔬 实验中的小发现 在研究摩擦力时，我们每次实验都只改变一个条件（如接触面粗糙程度），而保证其他条件（如木块重量）完全不变。 ✨ 核心科学法宝揭晓 这种“每次只改变一个条件，保持其他条件不变”的研究方法，就是大名鼎鼎的控制变量法！ 思维大挑战：回忆一下，我们在学习其他科学知识时，是不是也用过这个神奇的方法呢？ 1.7.2013 在刚才的实验中，我们用到了一个非常重要的科学法宝，大家知道是什么吗？对啦，就是“控制变量法”！我们每次只改变一个条件，比如接触面或者重量，而保持其他条件不变。这个方法非常有用，想一想，我们以前在哪里用过它呢？ ‹#› 我们在研究气体溶解的时候用过摩擦力！ 🧪 实验回顾 想知道搅拌能否加快溶解，我们准备了两杯等量、同温的水，一杯进行搅拌，另一杯静置观察。 🔑 核心：控制变量法 改变的条件是：是否搅拌； 保持不变的条件是：水量和水温。 气体溶解度实验示意图 1.7.2013 大家还记得我们研究气体溶解的时候吗？为了知道搅拌能不能加快溶解，我们准备了两杯一样多、一样温度的水，只改变了“是否搅拌”这一个条件。这就是控制变量法的应用！ ‹#› 我们在研究种子萌发是否需要空气时用过摩擦力！ 🤔 实验猜想与准备 我们想知道种子萌发需不需要空气。于是准备了两组完全一样的种子，给它们提供同样的水分和温度，唯一的区别是：一组种子能正常接触空气，另一组种子完全隔绝空气。 🔑 核心原理：控制变量法 在这个实验中，我们主动改变的条件是“有无空气”（变量）；而严格保持不变的条件是“水分”和“温度”。这种只改变一个条件，控制其他条件都相同的科学探究方法，就是控制变量法！ 种子萌发对比实验装置示意图 1.7.2013 还有我们研究种子萌发的时候！为了验证种子萌发是否需要空气，我们保持水分和温度不变，只改变了“有无空气”这个条件。看，控制变量法是不是很常用呢？掌握了它，我们就能解开更多科学谜题！ ‹#› 生活中的摩擦力：好朋友还是捣蛋鬼？ 🤝 需要它：增大摩擦力 鞋底的花纹 增加接触面的粗糙程度，让我们走路更稳，有效防止滑倒。 自行车刹车 通过增大刹车片与轮圈的压力，产生更大的摩擦力，让车子迅速停下。 汽车轮胎防滑链 雪地路面光滑，装上防滑链能显著增加摩擦力，防止车轮打滑失控。 🚀 不需要它：减小摩擦力 给链条上润滑油 油膜隔开了接触的金属表面，将干摩擦变为湿摩擦，让骑行更顺滑省力。 滑冰鞋的冰刀 刀刃很薄，减小接触面积的同时融化冰面产生水膜，极大地降低了滑行阻力。 磁悬浮列车 利用磁极排斥力使列车悬浮，几乎消除了轨道摩擦，实现每小时数百公里的高速。 1.7.2013 摩擦力在我们的生活中无处不在，它有时候是我们的好朋友，有时候又像个捣蛋鬼。当我们需要它的时候，比如走路、刹车，我们就想办法增大它。当我们不需要它的时候，比如骑车、滑冰，我们就想办法减小它。看，这些例子是不是很有趣？ ‹#› 3.回顾与练习 学习任务 我是小法官（选择题） QUESTION 01 下列哪种情况，产生的摩擦力会是最大的？ A. 在光滑的冰面上推箱子 B. 在粗糙的水泥地上推同箱 C. 在光滑的地板上推空箱子 QUESTION 02 我们鞋底设计有凹凸的花纹，主要目的是为了什么？ A. 看起来更加美观好看 B. 增大摩擦力，防止滑倒 C. 减小摩擦力，走路更快 QUESTION 03 把木块从桌头拖到桌尾，想让它受的摩擦力变小，该怎么做？ A. 在木块上再放一个重物 B. 在桌子上铺满一层砂纸 C. 在桌面上滴上几滴润滑油 参考答案： 1.B（接触面越粗糙，摩擦力越大） | 2.B（花纹增加粗糙程度防滑） | 3.C（润滑油使接触面变光滑） 1.7.2013 第一关，选择题！请大家仔细阅读题目，选出你认为正确的答案。这些问题都和我们今天学的知识有关哦。做完之后，我们一起来核对答案。 ‹#› 知识小填空 1 一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到一种阻碍滑动的力，这种力叫做______。 2 摩擦力的大小与______和______这两个因素密切相关。 3 当物体重量相同时，接触面越粗糙，产生的摩擦力就越______。 4 体操运动员在手上擦镁粉，主要目的是为了______摩擦力，防止动作失误。 答案：摩擦力 答案：压力大小和接触面的粗糙程度 答案：大（接触面越粗糙，摩擦力越大） 答案：增大（通过增加粗糙程度来实现） 1.7.2013 第二关，填空题！请大家根据今天学到的知识，把这些空白的地方补充完整。这可是对我们基础知识的大考验哦！ ‹#› 对错小辨析 01 摩擦力总是有害的，我们应该想办法完全消除它。 02 在同一地面上，推装满书的箱子比空箱子费力，是因为装满书的箱子受到的摩擦力更大。 03 冰球运动员能在冰面上快速滑行，是因为冰面很光滑，摩擦力很小。 04 摩擦力的方向总是和物体运动的方向相同。比如走路时脚向后蹬地，摩擦力却是向前的。 05 用橡皮擦字，就是利用了橡皮和纸之间的摩擦力，将纸上的字迹微粒“粘”下来带走。 1.7.2013 最后一关，判断题！请大家判断下面的说法是对还是错。这里面有一些小陷阱哦，一定要仔细思考再做判断。 ‹#› 4.总结与评价 学习任务 课堂知识小梳理 什么是摩擦力？ 一个物体在另一个物体表面滑动或滚动时，会产生一种阻碍相对运动的力，我们把这种力称为摩擦力。 大小与什么有关？ ⚖️ 压力大小 物体对接触面的压力越大，产生的摩擦力就越大。 🧗 接触面粗糙程度 接触面越粗糙摩擦力越大；表面越光滑摩擦力越小。 如何控制摩擦力？ 📈 增大有益摩擦 方法：增加压力、让接触面更粗糙（如鞋底的花纹）。 📉 减小有害摩擦 方法：减小压力、接触面变光滑、变滑动为滚动。 1.7.2013 让我们一起来梳理一下今天学到的知识。我们知道了摩擦力的定义，它的大小和压力、接触面粗糙程度有关，还学会了如何增大和减小摩擦力。这个思维导图可以帮助我们更好地记住这些知识点。 ‹#› 我是今天的科学小明星！ 请你为自己今天的表现评评分吧！（在符合的星星上涂色） 认真听讲星 积极思考星 大胆发言星 合作探究星 老师的话：[老师可以在此处手写或口头点评，记录下孩子今天的闪光点哦~] 1.7.2013 现在，请大家当一回小评委，为自己今天的表现打分。你觉得自己在认真听讲、积极思考、大胆发言和合作探究这几个方面做得怎么样呢？请为自己涂上相应的星星吧！ ‹#› 课后小任务 任务一：小小观察家 回家后，找一找家里有哪些地方是在增大摩擦力？哪些地方是在减小摩擦力？把你的发现记录下来，明天和同学们分享。 💡 提示：留意鞋底、轮胎、滑梯等地方哦！ 任务二：小小设计师 尝试用一张A4纸，设计一个装置，让一个一元硬币在上面滚动得最远。可以折叠、卷曲，但不能使用胶水或胶带，比一比谁的设计最巧妙！ 🚀 挑战：看看谁的硬币能突破2米大关！ 1.7.2013 今天的课就快结束了，老师给大家留两个课后小任务。第一个是回家当小小观察家，找找生活中的摩擦力。第二个是当小小设计师，用一张A4纸让硬币滚得更远。期待大家明天的分享哦！ ‹#› 感谢您的聆听 THANKS 大象版 28 $