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1、4.成为桥梁设计师(建框架)【学情分析】通过前几节课的学习,学生了解了梁与柱的结构,知道加 厚、加宽能够增加梁的承重能力。也知道了拱形、圆顶形、球 形等弧形结构具有分散压力的特点。本节课学生将开始学习了 解一种新的结构:弧形结构(包括拱形结构、球形、圆顶形结 构)以及它们的受力特点。【教学准备】5根黑色的吸管、大头针数枚、尖嘴钳、剪刀第1课时【学习目标】.知道三角形框架结构具有稳定性,且能说出稳定性好即物体 受力时形状不易发生变化。1 .通过做框架活动,体会结构与稳定性之间的关系。【教学设计】一、认识框架结构教师PPT展示梁桥、拱桥。T:说说这两座桥都分别用到了什么形状与结构?先说左边 的,谁
2、想说说?S:梁、柱T:厉害,这么快就记住并且准确地用上了科学词汇。是的, 它们有特殊的梁-柱结构,梁、柱分别属于什么形状? * S :长方形T:那右边这张呢?是什么形状? S:拱形T:上节课提到过像拱形、圆弧形、和球形组成的结构都属 于什么结构还记得吗?S:弧形结构。: T:记忆力真好,这么不常见的科学词汇都想得起来。是的, 就是弧形结构T:那这几座桥呢?存在什么结构?S:梁柱结构、弧形结构。 T:那这部分呢? (ppt动画,圈出框架结构部分)S:三角形、正方形T:这一部分的结构用一些骨架式的材料搭建出了很多形状, 组成了 一个复杂的骨架式的构造。我们把这种结构称为“框 架结构。” :* T:
3、在生活中,你有见过框架结构的物体吗? S:埃菲尔铁塔教师举例图片二、比较三角形框架和长方形框架的抗形变能力 T:它们都由多种形状的小框架组成。你能找出这些图中有 哪些小框架结构吗? S1:三角形框架S2:长方形框架* T:我们知道梁-柱结构中,梁受力后中间会变弯。将相同 材料、宽度、厚度的梁变成拱形结构后受力时会变平。*力变弯变平 T:它们的形状都会发生变化,如果我们抵抗形变的能力称 为抗形变能力,那它们抗形变的能力一样吗?S:不一样,拱形结构的更强。T:那么,长方形框架和三角形框架受到的力相同时,它们 抗形变的能力一样吗?S:不一样,长方形的,因为它的稳定性好。 T:你能说说什么叫做稳定性吗
4、?学生沉默。 : T:没关系,这些都是你们的猜测和想法,接下来我们做实 验来验证下吧。请大家填写任务一的假设部分,然后进行实验。 温馨提示,用大头针的时候一定要记得不要对着自己的手指哦。 学生活动并且记录三、研讨T:三角形框架和长方形框架的抗形变能力一样吗?S:不一样,三角形框架不易变形,长方形框架易变形。 T:你观察到了什么得到这样的结论?S:推或者拉三角形框架的时候,三角形不变,但是长方形 框架变成了平行四边形。T:你们能分析一下看看吗?为什么三角形框架更加不易变 形啊?S:因为推三角形的时候,这两条边被第三条边拉住了。拉 三角形的时候,第三条边能推住另外两条边。 T:哦。三角形不直接受力
5、的边可以拉或者推住另外两条边, 不让它们向外或向里变形。T:那么你们又是怎么加固长方形的?S:中间加一条斜边。T:为什么加了斜边就可以加固?斜边起着什么作用?S:斜边起到推、拉的作用。T:总结地很到位。是的,斜边起到了三角形这条边的作用。 即推、拉另两条边的作用。 T:那么,这两种基础的框架结构组合在一起如何才能搭出 不易倒的塔呢?我们下节课再来研究。【板书设计】第2课时【学习目标】.能够根据经验制作“不容易倒”的高塔,通过测试对比,说 出上大下小、上轻下重的物体不容易倒。【教学难点】.能够区分框架塔的稳定性好有不易变形和不易倒这两个特 点,不易变形时因为大量使用了三角形框架,不易倒是因为上
6、小下大、上轻下重。1 .知道上轻下重的物体不容易倒。2 .能够区分不易变形是一种具体标准,稳定性好则是一种综合 评价标准。【教学准备】10根黑色的吸管、1根35cm组合吸管、大头针数枚、尖嘴钳、 剪刀、插线板1个、吹风机1个【教学设计】一、分析框架塔的稳定性T:(PPT展示艾尔菲铁塔)这是我们都认识的埃菲尔铁塔, 它是一个什么结构的建筑?S:框架结构 这个框架结构的建筑大量地使用了那种形状的基础结构? 这种结构有什么有点呢?S:三角形T:能否把句子补充完整?S:这座塔使用了三角形框架结构,因为三角形框架结构受 到力的时候不容易变形。T:我们通常将有不易变形特点的物体称为稳定性好,就像 一个小朋
7、友,我们说他长得好看,是因为他眼睛大大的, 眼睛大大的就是他的特点,好看就是我们综合的评价,除 此之外他好看可能还有因为有点儿婴儿肥的特点。T;事实上,稳定性好还有一个其他的判断标准,不易倒塌。T:因此,今天我们要探究的问题就是:什么样的物体不容 易倒呢?二、建一座不易倒的高塔T:在搭建之前,因为我们要比较的是谁的高塔不易倒,而不是比较高度。因此,我们的塔要求必须在35cm左右,误差不 能超过1cm。最后我会用吹风机和人力对塔进行测试。学生进行探究活动,建高塔。三、测试与分析什么样的物体不容易倒学生将塔依次摆在讲台桌上,教师依次用科学书扇风,用 吹风机1档和2档的扇风测试。将承受了不同等级风力
8、的 高塔分区域摆好。T:观察一下,你能发现规律吗? S1:上面小、下面大的物体不容易倒。S2:上面轻、下面重的物体不容易倒。T:你能通过观察发现一定的规律,非常好。有证据证明你 的想法吗? S:因为这些塔是从左到右底部变小,能承受的风力等级也 变小了。T:厉害,越来越有科学家的样子了,能用证据说话。不过 啊,老师想问一个问题,这个证据可靠吗?严谨吗? S:不严谨,因为它们的重量不一样,可能重量也会影响。* T:嗯,我们提到大小、重量可能都会影响它是否易倒塌, 因此我们还要控制变量。老师这里有个挑战性的任务,我 们可以研究看看是否真的上小下大、上轻下重的物体不容 易倒呢?你能否找到更加可靠的证据呢?【板书设计】