内容正文:
第二单元 工具与技术
第4节 巧用斜面
1
聚焦
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×
生活中,人们使用手推车搬运重物到货车上时,往往会
搭上一块长板形成斜面,将重物沿着斜面向上推行。
搭建斜面对搬运物体起到什么作用?
可以省力。
聚焦
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×
我们还可以怎样搭建?
可以搭建长度不同的斜面。
探索
探索活动1:体验斜面的作用。
+
×
怎样来证明斜面具有省力的作用呢?
用木板和收纳盒做成斜面;将橡皮筋拴在装有钩码的盒子上,可以拉,也可以直接提;根据橡皮筋的长度,判断力的大小。
出示材料:装有钩码的盒子、橡皮筋、收纳盒、木板。
探索
探索活动1:体验斜面的作用。
+
×
整理实验方案。
实验步骤:
(1)垂直提重物:将橡皮筋一端拴在装有钩码的盒子上,竖直向上匀速提起盒子,观察并记录此时橡皮筋的长度,重复3次取平均值。
探索
探索活动1:体验斜面的作用。
+
×
整理实验方案。
实验步骤:
(2)沿斜面拉重物:用收纳盒垫高木板一端,搭建一个斜面。将盒子放在斜面底端,用橡皮筋沿斜面向上匀速拉动盒子,观察并记录橡皮筋的长度,重复3次取平均值。
探索
探索活动1:体验斜面的作用。
+
×
整理实验方案。
实验步骤:
(3)对比分析:比较两次实验中橡皮筋的长度,分析斜面是否省力。
探索
探索活动1:体验斜面的作用。
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观察与记录。
实验方式 橡皮筋长度
第1次 第2次 第3次 平均长度
垂直提重物
沿斜面拉重物
15.0 cm
15.2 cm
14.8 cm
15.0 cm
9.8 cm
10.0 cm
9.7 cm
9.8 cm
探索
探索活动1:体验斜面的作用。
+
实验结论
沿斜面拉物体时橡皮筋长度比垂直提物体时橡皮筋长度短,这说明沿斜面用力小于直接提物体用力,斜面可以省力。
探索
+
×
小结:通过橡皮筋的长度判断斜面可以省力。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
×
什么是坡度?
坡度是斜面与地面的夹角的大小。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
×
斜面与地面的夹角越大,坡度就越大;斜面与地面的夹
角越小,坡度就越小。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
×
布置任务:不同坡度的斜面省力情况如何? 利用实验
来证明。
出示材料:若干木块、木板、装有钩码的盒子、橡皮筋。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
×
如何设计实验证明自己的想法呢?
利用木块和木板,制作不同坡度的斜面;分别在斜面上拉重物,根据橡皮筋的长度判断力的大小。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
×
整理实验方案。
实验步骤:
(1)搭建不同坡度的斜面:保持木板长度不变,通过增加木块的数量,分别搭建坡度较缓、坡度较陡的两个斜面。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
×
整理实验方案。
实验步骤:
(2)测量拉力:用橡皮筋分别沿两个斜面匀速拉动装有钩码的盒子,观察并记录每次橡皮筋的长度,每个坡度的斜面重复3次取平均值。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
×
整理实验方案。
实验步骤:
(3)对比数据:对比分析两个斜面实验的数据与垂直提重物的数据。
探索
探索活动2:比较不同坡度的斜面。
+
观察与记录。
实验次数 垂直提升
重物时橡皮
筋长度/厘米 不同坡度斜面上提升重物时橡皮筋长度/厘米 我的发现
坡度较缓 坡度较陡
第1次
第2次
第3次
8
6
7
8
6
7
8
6
7
在提升相同重物时,垂直提升所需拉力最大,使用斜面可以省力,且在一定范围内,坡度越缓,拉力越小,越省力
探索
+
×
小结:坡度越小越省力,坡度越大省力越少,直接提重物不省力。
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
针对斜面,还可以再优化吗?
木板组合,就像盘山公路那样,让斜面的坡度降低,延长长度。
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
×
设计实验方案。
实验材料:长度分别为1米、1.5米、2米的光滑木板各1块、一定质量的重物1个、橡皮筋1根、支架2个、记录纸、笔、收纳盒等。
实验步骤:
(1)前期准备:将橡皮筋一端连接重物,确保橡皮筋在弹性限度内工作。测量并记录橡皮筋原长,同时将收纳盒固定在桌面边缘,保证实验过程中位置稳定。
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
×
设计实验方案。
实验步骤:
(2)垂直提升测试:将重物悬挂在橡皮筋下端,垂直向上匀速提升重物,待橡皮筋稳定后,测量并记录橡皮筋的长度,重复3次取平均值。
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
×
设计实验方案。
实验步骤:
(3)单块斜面提升测试:把1米长的木板一端搭在收纳盒上,另一端接触桌面,搭建出高度为30厘米的斜面,将重物放在斜面底端,用橡皮筋沿斜面匀速向上拉重物,待橡皮筋稳定后测量并记录长度,重复3次取平均值。
按照同样的方法,分别用1.5米、2米长的木板搭建相同高度的斜面,完成重物提升测试并记录橡皮筋长度,重复3次取平均值。
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
×
设计实验方案。
实验步骤:
(4)盘山公路式组合斜面测试:将1米、1.5米、2米的木板依次首尾衔接,搭建出总高度为30厘米、类似盘山公路的连续缓坡斜面,用橡皮筋沿组合斜面匀速拉重物,待橡皮筋稳定后测量并记录长度,重复3次取平均值。
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
×
设计实验方案。
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
观察与记录。
0.3
实验
组别 斜面类型 斜面长度/米 重物提升高度/米 橡皮筋长度/厘米 橡皮筋
平均长度/厘米
第1次 第2次 第3次
1 垂直提升
2 单块1米木板斜面
3 单块1.5米木板斜面
0.3
0.3
1
1.5
18.2
18.3
18.1
18.2
14.1
14.2
14.0
14.1
12.3
12.2
12.4
12.3
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
观察与记录。
0.3
实验
组别 斜面类型 斜面长度/米 重物提升高度/米 橡皮筋长度/厘米 橡皮筋
平均长度/厘米
第1次 第2次 第3次
4 单块2米木板斜面
5 盘山公路式组合斜面
0.3
4.5
11.2
11.3
11.1
11.2
10.5
10.6
10.4
10.5
2
探索
探索活动3:组合木板搭建斜面。
+
实验结论
在盘山公路式组合斜面上拉物体,橡皮筋的长度最短,说明最省力,但是距离最长。
研讨
+
?
1.通过实验,我们可以看出斜面有什么作用?
汇报与交流
可以从橡皮筋的长度进行判断,沿斜面拉重物时的橡皮筋长度比直接提重物时的橡皮筋长度短,说明斜面可以省力。
研讨
+
?
2.不同坡度的斜面,其作用有什么不同?
汇报与交流
斜面的坡度越小,橡皮筋长度越短,用力越小;斜面的坡度越大,橡皮筋长度越长,用力越大;这说明坡度越小越省力,坡度越大省力越少,直接提重物不省力。
拓展
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×
找一找周围还有哪些斜面
水果刀刀刃:水果刀的刀刃打磨成斜面,切水果时,斜面减小了受力面积,增大了压强,使刀刃能轻松切入果肉,用很小的力就能完成切割动作,让切水果变得轻松省力。
拓展
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找一找周围还有哪些斜面?它们是如何发挥作用的?
滑梯:游乐园、小区里的滑梯是斜面的逆向应用。儿童从滑梯顶端滑下时,重力沿斜面的分
力推动身体下滑,无须额外用力,就能体验滑行的乐趣,同时相比直接跳下,也更加安全。
板书设计
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○
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1.体会斜面的作用:省力。
2.比较不同坡度的斜面:坡度越小越省力,坡度越大省力越少。
3.优化斜面:盘山公路式斜面更省力。
4.生活中的斜面:省力费距离。
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