5運(yùn)動(dòng)與摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年科學(xué)四年級上冊教科版

5運(yùn)動(dòng)與摩擦力教材分析《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》是第三單元第5課。本節(jié)課主要是研究摩擦力在什么情況下產(chǎn)生，怎樣測量摩擦力的大小，以及減小摩擦力的方法?！熬劢埂敝?，通過古人用滾木搬運(yùn)重物的場景，引出研究物體在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生并受到摩擦力，以及如何減小摩擦力的問題?！疤剿鳌敝校才帕巳齻€(gè)活動(dòng)：一是研究物體在多大的力的作用下能夠從靜止開始運(yùn)動(dòng)，也就是小車受到的最大靜摩擦力的大小；二是研究將滾木墊在重物下方時(shí)，需要多大的力才能讓物體從靜止到運(yùn)動(dòng)；三是研究給物體裝上輪子后，需要多大的力才能讓物體從靜止到運(yùn)動(dòng)。這三個(gè)活動(dòng)的目的是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體從靜止到運(yùn)動(dòng)需要克服摩擦力，以及可以用在物體下方墊滾木、安輪子的方式來減小物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力?！把杏憽敝?，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷哪種運(yùn)動(dòng)方式最省力，并利用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)來解釋現(xiàn)實(shí)中的問題?！巴卣埂敝?，通過介紹氣墊船和磁懸浮列車應(yīng)用什么原理來減小摩擦力，以及氣墊船模型和磁懸浮陀螺的制作，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)摩擦力，從而拓展了學(xué)生的視野。學(xué)情分析根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對“摩擦”這個(gè)詞已經(jīng)比較熟悉，對物體運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到摩擦力的現(xiàn)象也是比較熟悉的，但他們對“摩擦力是在什么情況下產(chǎn)生的”“怎樣知道摩擦力的大小”“如何能減小摩擦力”等問題卻很少思考，因此就需要教師進(jìn)一步引導(dǎo)他們?nèi)ラ_展探究學(xué)習(xí)。教學(xué)目標(biāo)科學(xué)觀念通過使用不同的方式拉動(dòng)重物，知道一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸面會(huì)發(fā)生摩擦，認(rèn)識(shí)到摩擦力大小與物體的運(yùn)動(dòng)方式有關(guān)。知道物體滾動(dòng)時(shí)所受的摩擦力比它滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力小科學(xué)思維能用對比、測量的方法，區(qū)別物體的運(yùn)動(dòng)方式；能通過實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，分得出“物體的運(yùn)動(dòng)方式不同，產(chǎn)生的摩擦力大小也不同”的結(jié)論。探究實(shí)踐在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中，能用墊圈數(shù)表示摩擦力的大小，會(huì)對比不同運(yùn)動(dòng)方式下的測量結(jié)果。態(tài)度責(zé)任在探究過程中，樂于表達(dá)自己的觀點(diǎn)和傾聽他人的意見，能接受別的同學(xué)的合理意見并積極改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證自己的猜測，養(yǎng)成樂于與人合作和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)了解摩擦力，知道摩擦力是有大小的。難點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)探究摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)方式有關(guān)，知道物體滾動(dòng)時(shí)所受的摩擦力一般比它滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力小。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備橡皮、圓鉛筆、膠棒、四個(gè)小車輪、兩個(gè)車軸、紙盒、墊圈、托盤、繩子、一端裝有滑輪的木板、多媒體課件、班級記錄表等。學(xué)生準(zhǔn)備學(xué)生活動(dòng)手冊。教學(xué)設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入新課談話：金字塔是古人建筑的雄偉工程之一。在那個(gè)沒有起重機(jī)、挖掘機(jī)和汽車等機(jī)械的時(shí)代，人們是怎樣搬運(yùn)巨大的石頭，砌成這樣宏偉壯觀的高大建筑的呢？出示圖片，引導(dǎo)學(xué)生看一看。思考：人們?yōu)槭裁从眠@種方法搬運(yùn)巨大的石頭？提示：用這樣的方法搬運(yùn)石頭更省力。引導(dǎo)：為什么用這種方法搬運(yùn)石頭更加省力呢？今天我們就一起來探討這個(gè)問題。設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生進(jìn)行感知，并提出問題，激發(fā)學(xué)生的思考興趣。二、活動(dòng)過程（一）活動(dòng)1：認(rèn)識(shí)摩擦力1．引導(dǎo)學(xué)生用手掌在桌面上輕輕滑動(dòng)，再用手掌使勁壓在桌面上滑動(dòng)，然后說一說自己有什么感覺，比較兩種方式下自己的感覺有什么不同。提示：用手掌在桌面上輕輕滑動(dòng)，不需要用多大的力；用手掌使勁壓在桌面上滑動(dòng)，需要很大的力氣。2．為什么會(huì)有這種感覺呢？提示：因?yàn)槭终圃谧烂嫔匣瑒?dòng)時(shí)，在我們的手掌和桌面之間產(chǎn)生了一種力，這種力會(huì)影響我們的手掌在桌面上的滑動(dòng)。3．認(rèn)識(shí)摩擦力出示教材第52頁中的“資料”，讓學(xué)生讀一讀，了解什么是摩擦力。提示：一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)物體的接觸面會(huì)發(fā)生摩擦，運(yùn)動(dòng)物體往往會(huì)受到一種阻礙運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫摩擦力。設(shè)計(jì)意圖：利用多種方法，讓學(xué)生感知摩擦力的存在，促進(jìn)學(xué)生對摩擦力的理解和掌握。（二）活動(dòng)2：探究用不同的方式搬運(yùn)重物時(shí)拉力大小的不同1．教師引導(dǎo)：既然物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體與物體之間會(huì)產(chǎn)生摩擦力，那么，用不同的方式搬運(yùn)重物時(shí)，拉力會(huì)有怎樣的不同？下面我們就通過實(shí)驗(yàn)來探究一下。（1）實(shí)驗(yàn)材料：紙盒、托盤、墊圈、繩子、一端裝有滑輪的木板、橡皮、圓鉛筆、膠棒等。（2）實(shí)驗(yàn)方法：在紙盒里放入橡皮、膠棒等物體，通過墊圈拉動(dòng)紙盒在粗糙的平面上運(yùn)動(dòng)一段距離。2．全班交流：我們可以通過哪些方式搬運(yùn)紙盒里的重物？提示：（1）讓紙盒在平面上直接滑動(dòng)。（2）在紙盒下面墊上圓鉛筆，讓紙盒在圓鉛筆上滑動(dòng)。（3）給紙盒安裝上輪子，使紙盒向前移動(dòng)。3．實(shí)驗(yàn)操作：第1步：將裝了重物的紙盒放在木板上，往托盤里逐漸增加墊圈，當(dāng)紙盒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，記錄下墊圈的數(shù)量。第2步：用圓鉛筆做“滾木”，放在裝著重物的紙盒下面，往托盤里逐漸增加墊圈，當(dāng)紙盒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，記錄下墊圈的數(shù)量。第3步：給紙盒安上輪子，往托盤里逐漸增加墊圈，當(dāng)紙盒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，記錄下墊圈的數(shù)量。4．教師引導(dǎo)：通過剛才的三次實(shí)驗(yàn)，我們初步看出了運(yùn)用不同的方式搬運(yùn)重物，所需的拉力有大有小。下面請大家完善好本小組的實(shí)驗(yàn)記錄，準(zhǔn)備全班交流。5．教師小結(jié)：通過實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)在運(yùn)用不同方式搬運(yùn)重物時(shí)，所需的拉力有大有小。重物在木板上直接滑動(dòng)時(shí)，所需的拉力是最大的；給重物安上輪子向前移動(dòng)時(shí)，所需的拉力是最小的。6．思考：為什么重物直接在平面上滑動(dòng)時(shí)，所需的拉力是最大的？而給重物安裝上輪子向前移動(dòng)時(shí)，所需的拉力是最小的？提示：這主要是因?yàn)槟Σ亮Φ拇笮〔煌?。?dāng)我們讓重物直接在平面上滑動(dòng)時(shí)，平面與重物之間的摩擦力是最大的，因此，需要的拉力也是最大的；給重物安裝上輪子，輪子和平面之間的摩擦力就小了很多，因此，需要的拉力也就小了很多。7．交流討論：在第2次實(shí)驗(yàn)中，我們是利用“滾木”來移動(dòng)重物。請大家想一想，用“滾木”移動(dòng)重物有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。提示：用“滾木”移動(dòng)重物的優(yōu)點(diǎn)是可以省力，缺點(diǎn)是重物會(huì)顛簸，且用這種方法移動(dòng)重物比較麻煩。8．教師小結(jié)：其實(shí)，在第3次實(shí)驗(yàn)中，給重物安裝上輪子向前移動(dòng)，輪子就可以看成是隨重物同步移動(dòng)的“滾木”。人類發(fā)現(xiàn)了可以用滾動(dòng)的方式使重物前進(jìn)時(shí)更省力，是一個(gè)了不起的創(chuàng)舉。設(shè)計(jì)意圖：利用實(shí)驗(yàn)探索用不同的方式搬運(yùn)重物時(shí)拉力大小的不同，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。（三）研討1．我們發(fā)現(xiàn)物體與物體之間的摩擦力與拉力有著很大的關(guān)系，摩擦力越大，拉力越大，摩擦力越小，拉力越小。那么，怎樣搬運(yùn)重物最省力呢？用哪一種方式搬運(yùn)重物時(shí)產(chǎn)生的摩擦力最?。刻崾荆菏褂幂喿影徇\(yùn)重物最省力，使用輪子搬運(yùn)重物時(shí)產(chǎn)生的摩擦力也最小。2．在生活中，到處都存在摩擦力，有的時(shí)候我們需要增大摩擦力，有的時(shí)候我們需要減小摩擦力。3．出示教材第53頁“鞋底的花紋”的圖片，讓學(xué)生看一看，想一想：鞋底為什么會(huì)有花紋？鞋底有花紋是為了增大摩擦力，還是減小摩擦力？提示：鞋底有花紋是為了增大摩擦力。增大鞋子與地面之間的摩擦力，可以防止在走路的時(shí)候因?yàn)槟Σ亮^小而滑倒。4．出示教材第53頁“自行車軸承”的圖片，讓學(xué)生看一看，想一想：在自行車的軸承上涂抹潤滑油是為了增大摩擦力，還是減小摩擦力？為什么？提示：在自行車的軸承上涂抹潤滑油是為了減小摩擦力。這樣，我們在騎自行車的時(shí)候就可以更省力了。5．在日常生活中，除了以上兩種情況，還有哪些地方需要減小摩擦力，哪些地方需要增大摩擦力呢？請大家舉例。提示：（1）增大摩擦力的例子：汽車方向盤上有花紋；乒乓球拍上粘貼橡膠；冬天結(jié)冰時(shí)，在輪胎上纏繞防滑鏈；冬天道路結(jié)冰，在上面撒上沙子等。（2）減小摩擦力的例子：行李箱下裝有輪子；電風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸制作得很光滑；菜刀的刀面很光滑；兒童滑梯的表面很光滑等。設(shè)計(jì)意圖：對核心問題進(jìn)行研究，夯實(shí)了學(xué)生的科學(xué)概念，豐富了學(xué)生的科學(xué)知識(shí)。（四）拓展延伸出示教材第53頁下方的圖片，引導(dǎo)學(xué)生看一看，想一想：氣墊船和磁懸浮列車分別是怎樣減小摩擦力的？提示：氣墊船是利用高壓空氣，在船面和水面之間形成氣墊，使船體離開水面，而實(shí)現(xiàn)高速航行的。氣墊船行駛時(shí)，船體與水面之間有很薄的一層空氣，因此氣墊船與水面幾乎沒有接觸，水面和氣墊船之間的摩擦力就很小。磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路軌道上則裝有線圈。通電之后，線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁鐵極性總保持相同，兩者同性相斥，排斥力使列車懸浮起來，列車與鐵軌沒有接觸，摩擦力就非常小。設(shè)計(jì)意圖：豐富學(xué)生的知識(shí)，拓展學(xué)生的視野，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。三、課堂小結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)與摩擦力的相關(guān)知識(shí)，通過探究實(shí)驗(yàn)知道了摩擦力越小，拉力越小，摩擦力越大，拉力越大。在日常生活中，有很多地方需要增大摩擦力，也有很多地方需要減小摩擦力。希望同學(xué)們在課后繼續(xù)了解生活中增大摩擦力和減小摩擦力的現(xiàn)象。板書設(shè)計(jì)5運(yùn)動(dòng)與摩擦力一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)物體的接觸面會(huì)發(fā)生摩擦，運(yùn)動(dòng)物體往往會(huì)受到一種阻礙運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫摩擦力摩擦力越大，拉力越大；摩擦力越小，拉力越小用滾動(dòng)的方式可以減小摩擦力教學(xué)研討在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，注重引導(dǎo)學(xué)生對摩擦力的產(chǎn)生、摩擦力大小的測量以及增大或減小摩擦力的方法等方面的研究。整個(gè)教學(xué)過程中，利用實(shí)驗(yàn)和討論的方式，讓學(xué)生明白“摩擦力越小，拉力越小，摩擦力越大，拉力越大”，并在教學(xué)中注重對知識(shí)應(yīng)用的拓展，通過解釋生活中的常見現(xiàn)象，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。備課資料教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)為了進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對摩擦力的理解，并在生活中加以應(yīng)用，可以給學(xué)生設(shè)計(jì)這樣的題目：王大爺家最近買了一套新房，這兩天準(zhǔn)備裝修衛(wèi)生間了，裝修公司的師傅催他趕快把地磚買回來。請你幫他出出主意，買什么樣的地磚好呢？若有學(xué)生建議使用有花紋的瓷磚，教師就可以讓學(xué)生說說這樣選擇的理由?？茖W(xué)知識(shí)聚焦摩擦力兩個(gè)相互接觸并擠壓的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)或具有相對運(yùn)動(dòng)趨勢（即兩物體間將動(dòng)未動(dòng)）時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的力，這種力叫摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反。摩擦力可分為滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力、滾動(dòng)摩擦力三種。1．滑動(dòng)摩擦力一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，接觸面間產(chǎn)生的阻礙它們相對運(yùn)動(dòng)的摩擦力，稱為滑動(dòng)摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動(dòng)的方向相反?；瑒?dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和兩物體間的壓力大小有關(guān)。壓力越大，物體的接觸面越粗糙，產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力就越大。需要注意的是，“相對運(yùn)動(dòng)”是以相互接觸的物體作為參照物的，而滑動(dòng)摩擦力是阻礙物體相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的力，故它不一定是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，即滑動(dòng)摩擦力也可能是使物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。2．靜摩擦力兩個(gè)相互接觸并相互擠壓，而又相對靜止的物體，在外力作用下，如果只具有相對滑動(dòng)趨勢，而未發(fā)生相對滑動(dòng)，則它們接觸面之間出現(xiàn)的阻礙它們將要發(fā)生相對滑動(dòng)的力，叫靜摩擦力。靜摩擦力在我們生活中有很重要的作用。比如，商場中的自動(dòng)扶梯，人站著不動(dòng)，卻能被電梯帶著運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力就是靜摩擦。滾動(dòng)摩擦力一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滾動(dòng)時(shí)，由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的阻礙滾動(dòng)的力，叫滾動(dòng)摩擦力。它實(shí)質(zhì)上也是靜摩擦力。一般情況下，物體之間的滾動(dòng)摩擦力要遠(yuǎn)小于相同條件下產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力。因此，生活中很多地方采用利用滾動(dòng)代替滑動(dòng)的方式來減小摩擦力。例如，在交通運(yùn)輸以及機(jī)械制造工業(yè)上廣泛應(yīng)用滾動(dòng)軸承，就是為了減少摩擦力。摩擦力的利用與防止日常生活工作中，人們離不開摩擦力，離開摩擦力的生活是難以想象的。人們在利用摩擦力為人類服務(wù)的同時(shí)，也應(yīng)盡可能減少其所帶來的損害。生活中，我們有時(shí)候需要減小摩擦力。例如，人們在自行車的前軸、中軸、后軸中加上滾珠，還要不定時(shí)地加潤滑油來減小摩擦，同時(shí)還要及時(shí)地進(jìn)行檢修，及時(shí)給自行車的輪胎充氣，以減小在騎行時(shí)受到的摩擦阻力；在使用機(jī)器時(shí)，也應(yīng)提前在轉(zhuǎn)帶和機(jī)器滑輪之間、機(jī)器的各零部件之間添加潤滑油，這樣在機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，既減少了機(jī)器中各零部件磨損，又將機(jī)器的發(fā)熱程度降到了最低，大大地延長了機(jī)器的使用壽命。同時(shí)，我們有時(shí)候則需要增大摩擦力。例如，搭建房屋時(shí)，需要在磚與磚、磚與板材、板材與板材之間合理地涂抹水泥，這樣才能讓建筑好的房屋更加牢固。這樣的事例還有很多，但人們怎樣才能合理地增大和減小摩擦力，讓其可以更好地為人類服務(wù)呢？這就需要了解摩擦力的相關(guān)知識(shí)。想要增大摩擦力，就要增大物體之間的正壓力并增大接觸面的粗糙程度；想要減小摩擦力，就需要減小物體之間的正壓力并讓接觸面更加平滑，還可以用滾動(dòng)代替滑動(dòng)、使接觸面分開等方法來減小摩擦力。課后實(shí)踐活動(dòng)［活動(dòng)主題］“調(diào)查人們是怎樣增大和減小摩擦的”實(shí)踐活動(dòng)［活動(dòng)目標(biāo)］進(jìn)一步夯實(shí)摩擦力的概念，并明白摩擦力在生活中的作用。［活動(dòng)方法］撰寫調(diào)查計(jì)劃，進(jìn)行調(diào)查行動(dòng)，并做好調(diào)查記錄，完成調(diào)查報(bào)告。［活動(dòng)總結(jié)］摩擦力與人們的生活息息相關(guān)，要努力完善其利用，防止其損害。教材知識(shí)延伸知識(shí)點(diǎn)1摩擦力的用途在我們的印象中，摩擦力就是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，事實(shí)卻并非如此。在有些情況下，摩擦力是物體運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力?！局R(shí)拓展】1．我們走路時(shí)，鞋底對地面向后施力，因摩擦而產(chǎn)生向前的作用力，我們才得以行走。而我們在光滑的冰面和地面上步行時(shí)，會(huì)因?yàn)槟Σ亮μ《y以移動(dòng)。2．我們能用手拿起東西，也是因?yàn)橛心Σ亮Φ拇嬖?。例如，我們用筷子夾食物時(shí)，筷子的表面必須稍微粗糙且不宜太光滑，才能靠摩擦力幫忙把食物送入口中。3．汽車也是利用輪胎與地面之間的摩擦力而得以快速行駛的。當(dāng)汽車的引擎帶動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪子和地面的接觸點(diǎn)對地面向后施力，因此輪子獲得一向前的摩擦力，正