小學(xué)科學(xué)教育科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)形狀與結(jié)構(gòu)《拱形的力量》教案

1、拱形的力量【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念：拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，所以能夠承受很大的壓力。1.認(rèn)識(shí)拱形結(jié)構(gòu)，知道拱形結(jié)構(gòu)的承重能力比橫梁要強(qiáng)。2.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)拱形受力后形狀的變化，分析出拱形受力的狀況，再根據(jù)拱形的受力狀況，提出增強(qiáng)拱形承重能力的方法，并付之于實(shí)踐探究。3.能在合作探究中不斷地思考，逐步深入地研究關(guān)于拱形的問題。4.能初步感受到生活中的許多小事物蘊(yùn)含著大道理，科學(xué)技術(shù)與我們的生活緊密相關(guān)。過程與方法： 根據(jù)觀察到的拱形產(chǎn)生的形變來推想它受力的狀況。情感、態(tài)度、價(jià)值觀： 認(rèn)識(shí)到邊實(shí)驗(yàn)邊思考，對(duì)不斷深入研究的重要性。教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)生在實(shí)踐探究中能根據(jù)拱形的形變來分析拱形受力的狀

2、況。教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)生能根據(jù)拱形受力后形狀的變化，分析出拱形受力的狀況。教學(xué)準(zhǔn)備：學(xué)生：做拱形的紙，硬幣若干，實(shí)驗(yàn)記錄單教師：相關(guān)的圖片資料，實(shí)驗(yàn)記錄單教學(xué)過程：出示課件，復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課1.師：綜合大家的問題，主要的疑惑是我們生活中為什么會(huì)有這么多的拱形結(jié)構(gòu)，拱形有什么作用？今天我們就從“拱形的力量”上去找找答案。2.出示課題：拱形的力量。二、平紙與拱紙承重能力的比較 1.師：要了解拱形的力量有多大，我們不妨拿一張拱紙和一張平紙來做個(gè)比較，（出示拱紙、平紙）2.師：（1）這兩張紙的材料和大小都一樣，跨度都是一樣，現(xiàn)在如果在紙的中間輕輕地放墊片（出示墊片），你們估計(jì)一下哪張紙的承重能力強(qiáng)一些？（2）檢

3、驗(yàn)一下，以碰到這個(gè)面為標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)數(shù)好。3.相同材料和大小的紙，哪種形狀的承重能力強(qiáng)一些？ 4.為什么拱形紙的承重能力比較強(qiáng)呢？你能做出自己的解釋嗎？5.剛才大家只關(guān)注紙能承受幾顆墊片，忽略了它在承重過程中形狀的變化，看一看當(dāng)老師在兩種紙上各放1個(gè)墊片時(shí)，平紙和拱紙的形狀各有什么變化？放2個(gè)、3個(gè)墊片呢？6.學(xué)生匯報(bào)：平紙向下凹，拱紙的腳（拱腳）向兩邊推（伸展）開去。如果再在上面加一個(gè)墊片，平紙往下凹得更厲害了，拱腳也向兩邊推（伸展）得更開了。7.師（板書： ）8.（1）靜止的拱足向兩邊推開，說明肯定對(duì)它施加了一個(gè)力，我們把這個(gè)力稱為外推力，那么這個(gè)外推力來自于哪里呢？（墊片向下的壓力）師出示懸空

4、的墊片，這樣嗎？壓在拱紙上的墊片對(duì)拱紙產(chǎn)生了一個(gè)向下的壓力。（板書： ）（2）墊片的壓力是向下的，而“拱紙”的拱足怎么會(huì)向兩邊推（伸展）呢？誰能解釋一下這種現(xiàn)象？（向下壓的力傳向兩邊，所以，“拱腳”才會(huì)向兩邊推。）9.小結(jié)：（1）動(dòng)畫演示（拱形受力狀況）。（2）出示文字（拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，產(chǎn)生外推力。）三、使拱形承受更大的重量 1.師：剛才的拱紙只能承受n個(gè)墊片，如果我想多放幾個(gè)墊片，使拱紙承受更大的重量，你們有什么辦法？ 2.生答：拱足兩邊用物體抵住。 （板書： ） 3.布置注意點(diǎn)：（1）師：這個(gè)主意聽起來挺不錯(cuò)的，我給大家提供的抵住拱腳的材料是木條（出示木條

5、）。（2）實(shí)驗(yàn)前，先要設(shè)計(jì)好你們的方案，需要幾根木條？怎么擺放？畫在這張實(shí)驗(yàn)單上。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)：A、 拱形放在這張實(shí)驗(yàn)單上測(cè)試，兩只拱腳放在實(shí)驗(yàn)單的兩條豎線記號(hào)上，如果不到12厘米，請(qǐng)你輕輕地拉一下拱紙，超過10厘米，就用螺帽抵住。以碰到紙面為倒塌標(biāo)準(zhǔn)。不能在紙發(fā)生形變的時(shí)候放墊片。B、你們的方案要重復(fù)測(cè)試3遍以上，是不是一張拱紙測(cè)試3遍？為什么？每張拱紙測(cè)試完后要更換。C、在考慮讓拱形承受更大重量的同時(shí)考慮材料的合理利用。（4）實(shí)驗(yàn)后：A、完成實(shí)驗(yàn)單，題目看大屏幕，填寫的數(shù)據(jù)必須是你們認(rèn)為最合理的一次，數(shù)字要寫得大，滿格。B、實(shí)驗(yàn)單完成后，按組號(hào)貼在黑板上。請(qǐng)大家分析各小組的數(shù)據(jù)，看看有什么

6、發(fā)現(xiàn)？4.學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。5.師：在剛才的討論中，你們發(fā)現(xiàn)了什么？你是怎么看出來的？（排列、統(tǒng)計(jì)的方法）6.分析：（1）我們來找找，哪個(gè)組的拱紙承受的墊片最多？你們組愿意把實(shí)驗(yàn)過程說給大家聽一聽嗎？你們還有什么經(jīng)驗(yàn)要告訴大家嗎？（2）按木條數(shù)從多到少排列實(shí)驗(yàn)單，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。（3）觀察：抵住拱腳的木條數(shù)與拱紙承受的墊片數(shù)有什么關(guān)系？抵住拱足的木條數(shù)越多（重），能承受的墊片就越多。（4）就黑板上的數(shù)據(jù)而言，抵住拱足的木條數(shù)越多（重），能承受的墊片就越多，這是為什么？抵住了拱形受壓時(shí)產(chǎn)生的外推力。（5）請(qǐng)大家關(guān)注：隨著重量的增加，拱紙的形狀有什么變化？隨著重量的增加，不光是拱足會(huì)向兩邊伸展，拱的兩側(cè)也會(huì)向兩邊伸展，中間會(huì)向下凹。中間向下凹說明拱受到一個(gè)向下的力，兩側(cè)向兩邊伸展說明拱受到一個(gè)向外的力。7.歸納(演示動(dòng)畫)：拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，產(chǎn)生外推力。如果能抵住這個(gè)外推力，拱形就能承載很大的力量。8.抵住了外推力，它的承