物理跨學(xué)科綜合實(shí)踐課活動(dòng)指導(dǎo)課-生活中的簡(jiǎn)單機(jī)械

物理課-綜合實(shí)踐課跨學(xué)科設(shè)計(jì)活動(dòng)方案學(xué)科物理年級(jí)八年級(jí)學(xué)期時(shí)間課題物理跨學(xué)科綜合實(shí)踐課活動(dòng)指導(dǎo)課——生活中的簡(jiǎn)單機(jī)械教科書人教版義務(wù)教育教科書《物理》八年級(jí)下冊(cè)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1.了解生活中的一些簡(jiǎn)單機(jī)械；2.知道可以利用簡(jiǎn)單機(jī)械實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化；3.會(huì)組裝設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的機(jī)械。（二）過程與方法1.通過觀察簡(jiǎn)單機(jī)械動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，了解其工作原理；2.通過組裝簡(jiǎn)單好玩的機(jī)械，體驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法；3.通過觀察、操作簡(jiǎn)單機(jī)械，發(fā)現(xiàn)不足之處，并設(shè)法進(jìn)行改進(jìn)。（三）情感、態(tài)度價(jià)值觀1.通過觀察簡(jiǎn)單機(jī)械動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的有趣現(xiàn)象激發(fā)學(xué)習(xí)熱情；2.在設(shè)計(jì)制作和體驗(yàn)活動(dòng)中激發(fā)學(xué)生通過科技創(chuàng)新改變生活的欲望。3.從古代機(jī)械中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造的智慧，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。教學(xué)重點(diǎn)：了解簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用和設(shè)計(jì)技巧教學(xué)難點(diǎn)：創(chuàng)新設(shè)計(jì)有趣實(shí)用的簡(jiǎn)單機(jī)械教學(xué)過程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動(dòng)新課引入同學(xué)們好，今天我們將一起學(xué)習(xí)一節(jié)跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)指導(dǎo)課--生活中的簡(jiǎn)單機(jī)械。機(jī)械就是人們?yōu)榱送瓿赡稠?xiàng)任務(wù)時(shí)所使用的工具，自從人類開始使用工具，就將人類與其它動(dòng)物區(qū)分開來，使人類進(jìn)入了文明社會(huì)。隨著機(jī)械的發(fā)明與使用不僅方便了各種實(shí)踐活動(dòng)，也提高了生產(chǎn)效率，如我國古代的桔槔、扇車、水運(yùn)連磨等，再如現(xiàn)代的各種交通工具、起重設(shè)備、生活用具等使人類進(jìn)入到了社會(huì)發(fā)展的快車道。這一節(jié)課我們就來觀察并設(shè)計(jì)制作幾個(gè)簡(jiǎn)單好玩機(jī)械，來體驗(yàn)下機(jī)械的妙用。一、爬行機(jī)械人師：觀察生活中的變速自行車，車軸一般都與車輪的圓心同軸，才能保證汽車開動(dòng)起來平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。就像這輛電動(dòng)小車，（視頻：）前面的兩個(gè)輪的軸與輪的圓心同軸，后面兩輪的軸也與輪的圓心同軸，開動(dòng)小車后，將其放在水平桌面上，我們可以發(fā)觀察到，小車平穩(wěn)向前運(yùn)動(dòng)。如果將前輪的車軸折成曲軸，小車又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？我們將帶有曲軸的車輪安裝在小車的電動(dòng)機(jī)上，首先將左右兩側(cè)的前輪一前一后放置，開啟電動(dòng)機(jī)后，請(qǐng)你猜想一下小車將怎樣運(yùn)動(dòng)？好，請(qǐng)同學(xué)們觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況……我們看到小車就像一個(gè)自由泳的運(yùn)動(dòng)員，輪番揮舞“前臂”爬行起來，和你想的一樣嗎？現(xiàn)在我們改變一下前輪，使兩個(gè)前輪并排安裝，將小車放在水平桌面上，還是先請(qǐng)你猜一下，開啟電源后小車又將怎樣運(yùn)動(dòng)呢？好，請(qǐng)同學(xué)們觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況……我們可以看到，這一次小車像蛙泳運(yùn)動(dòng)員一樣，同時(shí)向前揮動(dòng)雙臂，使小車一起一伏地向前爬行。通過這樣一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，你有什么發(fā)現(xiàn)？對(duì)，我們可以改變機(jī)械的形狀就可以改變機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同學(xué)們可以看到，當(dāng)我們改變輪子軸的形狀時(shí)，小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也隨之改變，給我們帶來了不少的樂趣。同學(xué)們也許會(huì)問，我們用曲軸改變物體的運(yùn)動(dòng)，難道只是為了好玩嗎？肯定不只是為了好玩，曲軸結(jié)合其它裝置可以將一種運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換成多種形式的運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際的機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用，如內(nèi)燃機(jī)中曲軸與連桿配合使用，可以將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，改換曲軸的角度，還可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)氣缸中活塞的聯(lián)動(dòng)。請(qǐng)你改變一下小車曲軸的形狀，觀察小車還可以產(chǎn)生哪些好玩的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)手試一試吧！二、 水能杵米師：我們通過制作爬行機(jī)械人，發(fā)現(xiàn)只要改變機(jī)械的形狀就可以改變機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式，如果我們將不同的機(jī)械組合在一起又會(huì)產(chǎn)生怎樣的效果呢？請(qǐng)同學(xué)們注意觀察下面的裝置中用到了哪些機(jī)械？各起到什么作用？我想同學(xué)們已經(jīng)觀察到了，這套裝置主要由兩部分組成，一部分是可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)杠桿，另一部分是在注滿水后可以傾覆的容器，人們把它叫做欹器。在杠桿的一端安裝了一個(gè)錘頭，它是用來做什么的呢？同學(xué)們請(qǐng)看這幅圖，知道這個(gè)裝置是做什么用的了嗎？對(duì)，這是古代杵米的機(jī)械，用力踩下杠桿的一端另一端的錘頭就會(huì)抬起，再抬起腳時(shí)，錘頭落下杵米，這種機(jī)械改變了施力方向，給人們的勞作帶來了方便?！办テ鳌敝杏钟惺裁磰W秘呢？我仿造古代的“欹器”也做了一個(gè)，同學(xué)們請(qǐng)看，這是一個(gè)用塑料瓶自制的“欹器”，在沒有裝水時(shí)，容器是傾斜的，裝入部分水時(shí)，容器便可以直立，如果裝水過多，水便會(huì)全部?jī)A覆，其實(shí)“欹器”利用了重心的相關(guān)知識(shí)，沒有裝水時(shí)，容器重心偏高，容器傾斜，裝入部分水后重心降低，容器變能夠直立，水加多后重心升高，容器便不能直立，水便會(huì)傾瀉而下！這就是人們常說的“空則傾、中則正、滿則覆”，教育人們：做人既要心中有物，又要謙虛，才能立得正，心中無物就難以立正，自滿便會(huì)傾覆，不能進(jìn)步！所以古人常將其擺在經(jīng)常能夠看得見的地方，時(shí)時(shí)提醒自己，既要努力學(xué)習(xí)充實(shí)自己，還要保持謙虛的態(tài)度，不能驕傲自滿，做一個(gè)中正好學(xué)之人！你明白其中的道理了嗎？這種裝置同學(xué)們?cè)谟螛穲?chǎng)里面也能夠見到，它給人們帶來了無限的樂趣。礦山的翻斗式煤車也是利用了這一原理。現(xiàn)在我們將“欹器”安裝在杵米裝置上，帶來了哪些方便呢？同學(xué)們請(qǐng)看，將“欹器”安裝在杵米裝置的一端，代替人們用腳踩杠桿，當(dāng)向“欹器”中注入水時(shí)，隨著水量增加，重力增大，將錘頭抬起，當(dāng)水量增大到一定程度，“欹器”傾斜將水倒出，錘頭落下杵米，然后繼續(xù)注水，錘頭抬起、落下，如此往復(fù)便可以不斷杵米了。實(shí)現(xiàn)了利用水能自動(dòng)杵米，節(jié)約了人力，方便了人們勞作！同學(xué)們，通過水能杵米裝置的改進(jìn)，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？我想你一定發(fā)現(xiàn)，將兩種簡(jiǎn)單機(jī)械組裝在一起，便可以實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率的作用。你還能想到將其它機(jī)械組合在一起，設(shè)計(jì)出新的機(jī)械碼？請(qǐng)你也來設(shè)計(jì)一個(gè)吧！三、拉力風(fēng)車?yán)酶淖儥C(jī)械結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單機(jī)械組合我們可以創(chuàng)新出更加方便高效的裝置，其實(shí)我們還可以通過改變施力方式設(shè)計(jì)出新的機(jī)械。大家看，這是古代人們用來分離谷粒和糠皮的機(jī)械——扇車，在扇車的扇葉的軸上安裝一個(gè)曲軸，搖動(dòng)曲軸，扇葉便可以轉(zhuǎn)動(dòng)起來。有沒有其它方法使扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)呢？下面我們一起來制作一個(gè)拉力風(fēng)車。需要準(zhǔn)備的材料有塑料瓶、小木棍、冰糕棒、細(xì)線、塑料管。工具主要有電鉆、熱熔膠槍、熱熔膠。首先用電鉆分別在塑料瓶的瓶蓋、底部中心位置打一個(gè)孔，再在塑料瓶的一側(cè)打一個(gè)小孔，在冰糕棒的中心打一個(gè)孔。將小木棍一端插入冰糕棒的圓孔中，并用熱熔膠粘牢。再將細(xì)線從塑料瓶一側(cè)的孔中穿入瓶?jī)?nèi)，并從瓶口抽出，小木棍從外向內(nèi)插入瓶蓋，并將細(xì)繩系在小木棍的中間部位，然后將小木棍插入瓶底的圓孔中，最后將塑料管套在圓木棍的一端，防止木棍脫落。這樣一個(gè)拉力風(fēng)車就做好了！咱們來試一試它的效果吧！轉(zhuǎn)動(dòng)扇葉，讓繩子纏在木棍上，然后一只手抓住塑料瓶，另一只手拉動(dòng)繩子，再松開，一拉一松如此重復(fù)動(dòng)作，觀察扇葉的運(yùn)動(dòng)。注意觀察到什么現(xiàn)象？我們看到扇葉隨著手不斷拉動(dòng)繩子，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來了！你也來做一個(gè)拉力風(fēng)車，研究一下扇葉的運(yùn)動(dòng)吧！學(xué)習(xí)制作了拉力風(fēng)車以后，還有同學(xué)設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)拉力轉(zhuǎn)輪，大家先來看一下拉力轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)，它是由兩個(gè)塑料瓶蓋做成的，在兩個(gè)塑料瓶蓋的圓心兩側(cè)的對(duì)稱位置各打了兩個(gè)小孔，然后將兩個(gè)塑料盒蓋上的小孔對(duì)準(zhǔn)后合在一起，最后用一根細(xì)繩依次穿過四個(gè)小孔，并將繩子的兩端系在一起。怎樣讓它轉(zhuǎn)動(dòng)起來呢?用兩只手分別拉住繩套的兩端，向一個(gè)方向甩動(dòng)盒蓋，使兩股繩子纏在一起，然后用力向兩側(cè)拉動(dòng)繩子，等盒蓋轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，再慢慢想內(nèi)松繩子、再向外來繩子，如此往復(fù)，盒蓋變快速轉(zhuǎn)動(dòng)起來！你還有其它使物體轉(zhuǎn)動(dòng)起來的方法嗎？請(qǐng)你開動(dòng)腦筋，設(shè)計(jì)一下并動(dòng)手制作出來，看一看能不能達(dá)到你預(yù)期的效果。小結(jié)同學(xué)們，通過今天的學(xué)習(xí)我們發(fā)現(xiàn)，可通過改