《轮轴的秘密》教学设计
【教学目标】
1、科学概念：在轮轴的轮上用力能够省力，轮越大越省力。
2、过程和方法：通过在轴不变、轮变大的轮轴上挂重物的实验分析，认识轮越大越省力。
3、情感、态度、价值观：在科学研究活动中能够与同学合作，积极参与实验、分析和调查。
【教学重点】经历探究在轮轴的轮上用力能够省力的规律过程。
【教学难点】引导学生在活动中发现轮轴省力原理。
【教学准备】
学生材料：
每组螺丝刀1把；小轮轴1个，支架1个、钩码1盒；大轮圈1个。
老师材料：螺丝刀、学生材料一份、演示台、水龙头。
材料放置：
【教学过程】
一、了解构造：
1、（出示水龙头）今天老师给你们带来一样东西，同学们请看，这是一个阀门（水龙头），现在水龙头是关着的，谁能上来将它拧开呢？你来试一试！
2、看来是很难将它拧开！老师再给你一样东西，把它们组合在一起，请你再来试一试！
4、（学生演示）很容易就拧开了！与刚才相比，你有什么感觉呀？
5、这是为什么呢？让我们仔细观察一下水龙头上面的这个装置，它是由哪几部分组成的？
6、归纳：我们把像水龙头这样，轮子和轴固定在一起，可以转动的机械，叫做轮轴。
7、在刚才的试验中，我们直接去拧轴，很难把水龙头拧开，但加上轮以后就很轻松了。看来轮轴里的学问还真不少，今天老师就和同学们一起来研究轮轴的秘密。板书：轮轴的秘密
二、玩螺丝刀：
（教师出示螺丝刀）同学们请看，这是什么？螺丝刀是轮轴吗？哪部分是轮？哪部分是轴？ 螺丝刀的确是轮轴，只不过它的轮和轴为了人们使用的方便变长了。
1、让我们来玩一玩螺丝刀吧！老师已经为每组准备了一把螺丝刀，请同学们以两人为一组，一个握住轮，一个握住轴，向相反的方向用力，比一比谁能取得胜利？比完后交换一下握的位置再比一比！（教师示范）开始吧！
2、交流：在玩的过程中你有什么发现吗？（握在轮上轻松取胜）这到底是为什么呢？还有其他的因素吗？
三、轮轴原理研究：
1、下面我们进一步来研究轮轴！老师这里有一个轮轴（实物出示），你知道它哪部分是轮？哪部分是轴吗？
2、我们就借用这个轮轴来进一步研究。我们先组装一个架子，然后老师要在这个轮轴的轮和轴上分别吊一个钩码。先拿出系有钩的线，把线头放进轮上的凹口中，在轮上绕几圈把线头压住。接着用同样的方法在轴上再系上一跟方向相反的线，注意是相反方向。然后挂一个钩码在轴上，看成要克服的阻力；在轮上也挂一个钩码，看成是我们用力的大小！如果现在老师把手放掉，你能推测一下轮上和轴上的钩码会发生怎么样的变化？为什么？
3、同学们想自己来试一试吗？请各组材料员上台领取材料！
4、师生交流：都有结果了吗？（轮上的钩码往下掉、轴上的钩码往上升）
5、同学们能不能在轮上挂一个钩码时把轮轴左右两边调平衡呢？轮上挂两个呢？开始吧！请各组在作业本上及时做好记录！（教师巡视指导）
研究轮轴作用的实验记录表
小组交流汇报实验的结果和发现：在轮上用力比较省力，轴上用力比较费力。
6、把学生的数据记录在纸上并进行分析得出结论
（小结：在轮上挂很少的钩码就能拉动轴上很多的钩码，也就证明在轮上用较小的力在轴上会产生一个比较大的力，也就说轮轴能够省力）板书：省力
7、现在老师把这个轮轴重新改装下，组合成一个新的轮轴，这个轮轴与刚才的轮轴相比，有什么相同和不同的地方吗？（轮变大了，轴是一样的）如果老师还在这个轮轴的轮上挂一个钩码，同学们还能把这个轮轴调平衡吗？请各组材料员上台领取材料！请记录员及时做好记录！（教师巡视指导）
研究轮轴的轮的大小对轮轴作用的影响实验记录表
8、交流讨论数据表实验1与实验2的数据比较，你发现了什么规律？
小组交流汇报实验发现：在轴不变的情况下轮越大，轮上用相同的力，轴上会产生更大的力，即：轴不变，轮越大，用力在轮上越省力。
板书：轴不变 轮越大越省力
9、如果老师再将这个轮轴的轮扩大，在轮上还是挂一个钩码，你能猜一下这个轴上需要挂几个钩码才能保持两边的平衡？（肯定不止3个，因为轮扩大了）
四、拓展整理：
1、现在你能解释水龙头的秘密了吧？
2、在我们周围还有哪些地方应用了轮轴？同学们可以交流一下！
3、分析：圆轮的自来水龙头、一字型的自来水龙头、门锁把手等。
（其实生活中的很多轮轴的轮，为了使用的方便都变形了，但不管怎样，他们的运动方式一般都是转动的。）
4、总结：生活当中的轮轴还有很多。有兴趣的同学可以去找一找，并思考
这些轮轴帮我们解决了哪些问题？（下课）
5、这节课就上到这里，下面请各小组整理材料，请材料员把轮轴盒和钩码放到整理箱中！
板书： 轮轴的秘密
轴不变 轮 （越大越） 省力
轮轴作用的实验记录表
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轴上钩码个数 |
轮上钩码个数 |
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轴上钩码个数 |
轮上钩码个数 |
第
一
组 |
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1 |
第
七
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
二
组 |
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1 |
第
八
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
三
组 |
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1 |
第
九
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
四
组 |
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1 |
第
十
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
五
组 |
|
1 |
第
十一
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
六
组 |
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1 |
第
十二
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
轮轴的轮的大小对轮轴作用的影响实验记录表
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轴上钩码个数 |
更大轮上钩码个数 |
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轴上钩码个数 |
更大轮上钩码个数 |
第
一
组 |
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1 |
第
七
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
二
组 |
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1 |
第
八
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
三
组 |
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1 |
第
九
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
四
组 |
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1 |
第
十
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
五
组 |
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1 |
第
十一
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
第
六
组 |
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1 |
第
十二
组 |
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1 |
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2 |
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2 |
