内容正文:
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斜坡的科学
冀人版 · 五年级上册 · 第二单元 简单机械
1.7.2013
同学们好,今天我们来学习第7课《斜坡的科学》。大家有没有上过斜坡?骑自行车上坡的时候,走直路和走S形路线哪个更省力?推车上台阶的时候,为什么要搭一块木板?这里面藏着什么科学道理呢?让我们一起来探究吧。
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情境与问题
生活中,我们经常借助斜坡搬运重物,斜坡也是一种简单机械,称为斜面。
骑自行车上斜坡
推车上台阶
1.7.2013
大家看这两张图:骑自行车上斜坡,推车上台阶搭一块木板。这些都是斜面在生活中的应用。斜面到底有什么作用呢?它为什么能帮我们省力?让我们一起来做个实验研究一下。
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研究斜面的作用
把一个物体提升到一定的高度,体验利用斜面和不利用斜面有什么不同。
观察思考:提升高度相同,但经过的距离不同——斜面的距离更长。
我认为斜面有 省力 的作用。
1.7.2013
我们来做个对比:左边直接把物体提上去,右边沿着斜面把物体推上去。大家看,两种方法提升的高度是一样的,但是走的距离不一样——斜面的距离更长。那我们猜一猜:斜面是不是能省力呢?让我们用实验来验证。
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实验(一):斜面能省力吗?
实验方法:
1. 搭建斜面,用测力计匀速拉动滚轮。
2. 直接用测力计提起滚轮。
3. 重复做三次,记录数据,对比分析用力情况。
提示:重物被提升的高度要相同;拉动重物时要均匀用力;及时记录测力计读数。
1.7.2013
实验一:我们用测力计来测量。一边直接把滚轮提起来,一边沿着斜面把滚轮拉上去。注意提升的高度要一样,拉动的时候要匀速用力。每个实验做三次,取平均值。
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实验一数据记录
实验次数 直接提起所需力(牛) 沿斜面拉动所需力(牛)
第 1 次 5.0 2.5
第 2 次 5.0 2.6
第 3 次 5.0 2.4
观察数据:直接提要用 5.0 牛
沿斜面拉只要 2.5 牛 左右
结论:使用斜面可以省力!
1.7.2013
我们来看数据:直接提起滚轮需要5牛的力,但是沿着斜面拉上去只要2.5牛左右,省了一半的力!所以我们得出结论:使用斜面可以省力。
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实验(二):斜面越长越省力吗?
用不同长度的斜面,把重物提升到同一高度,所用的力一样吗?
三个斜面高度相同,长度不同——坡度不同
猜一猜:哪个斜面拉起来最省力?哪个最费力?
1.7.2013
既然斜面能省力,那是不是所有斜面省力的程度都一样呢?我们用三个长度不同、高度相同的斜面来做实验。大家先猜一猜:哪个斜面拉起来最省力?哪个最费力?
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实验二数据记录
项目 直接提升 短斜面(陡) 中斜面 长斜面(缓)
抬高高度(厘米) 5.0 5.0 5.0 5.0
移动距离(厘米) 5.0 8.0 12.0 18.0
所需力(牛) 5.0 3.5 2.4 1.6
结论:把同一重物提升到同一高度,斜面长度越长,坡度越缓,越省力!
1.7.2013
我们来看实验二的数据:三个斜面高度都是5厘米,但是长度不同。短斜面需要3.5牛,中斜面2.4牛,长斜面只要1.6牛!所以结论是:把同一重物提升到同一高度,斜面越长,坡度越缓,越省力。
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斜面省力的规律总结
规律一:使用斜面可以省力。
规律二:提升高度相同时,斜面越长,坡度越缓,越省力。
生活应用:盘山公路为什么要修成S形?
—— 就是为了让斜面更长、坡度更缓,汽车爬坡更省力!
1.7.2013
我们来总结一下斜面省力的规律:第一,使用斜面可以省力;第二,提升高度相同时,斜面越长、坡度越缓,越省力。大家想想,盘山公路为什么要修成弯弯曲曲的S形?就是为了让斜面更长,坡度更缓,这样汽车爬起山来就更省力。
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卷起来的斜面:螺钉的秘密
思考:
用螺钉把合页固定在木板上,为什么很轻松就能拧进去?
螺钉的螺纹和斜面有什么相似之处?
发现:螺钉的螺纹展开后就是斜面!螺纹是斜面的变形,所以螺钉能省力。
1.7.2013
大家平时拧过螺钉吧?为什么螺钉很轻松就能拧进木板里?我们仔细观察螺钉上的螺纹,把它展开看看——原来螺纹展开后就是一个斜面!螺钉其实就是卷起来的斜面,所以它能省力。
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螺纹展开就是斜面
细螺纹比粗螺纹展开的斜面更长,所以细螺纹的螺钉更省力!
卷起来的斜面不仅省力,还节省空间。
1.7.2013
大家看这个图,把螺钉的螺纹展开,就是一个斜面。螺纹越密、越细,展开后的斜面就越长,所以拧起来就越省力。卷起来的斜面有两个好处:既省力,又节省空间,不然一个长长的斜面怎么装到螺钉上呢?
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斜面在生活中的应用
自动扶梯
斧子(刀刃)
电钻(钻头)
还有:盘山公路、螺旋千斤顶、登车桥、螺旋楼梯、螺丝钉、斜面传送带、儿童滑梯……
1.7.2013
斜面在生活中到处都是:自动扶梯是斜面,斧子的刀刃是斜面,电钻的钻头也是斜面。还有盘山公路、螺旋千斤顶、登车桥、螺旋楼梯、螺丝钉、斜面传送带、儿童滑梯等等。只要你细心观察,就会发现斜面无处不在。
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课堂小结
1. 斜面:斜坡也是一种简单机械。
2. 作用:使用斜面可以省力。
3. 规律:高度相同时,斜面越长越省力。
4. 变形:螺纹是卷起来的斜面。
总结:杠杆、轮轴、滑轮、斜面都是简单机械,帮人们省力。
1.7.2013
今天我们学习了斜面的知识:斜坡也是一种简单机械;使用斜面可以省力;高度相同时,斜面越长越省力;螺钉的螺纹就是卷起来的斜面。到这里我们就学完了第二单元的所有简单机械:杠杆、轮轴、滑轮、斜面,它们都能帮助人们省力或提高工作效率。
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