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扬帆起航--王涛的博客

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拱形的力量  

2010-11-07 09:41:26|  分类: 科学教案 |  标签: |举报 |字号 订阅

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教学目标:    

科学概念 

 拱形受到压力时,能把压力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的外推力,拱形就能承受更大的压力。 

 情感、态度、价值观 

 让学生了解拱形在生活中的应用,同时体验科技的力量、创造的快乐。 

教学重点 

弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力,设法保持拱形的形状,使它承受更大的压力。 

教学难点

 拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。 

教学准备

 教师准备:相关的图片资料,做拱形的纸,课件(教师用)。 

学生准备:180g绘画纸一整张裁成长21cm、宽10cm的小块,铁垫圈、螺帽若干,木墩( 大小长21cm、宽10cm大小),切好的南瓜块  

教学过程

  一、引入 

 师:前几节课我们学习了在不增加材料的情况下,增强材料抗弯曲能力的几种办法,(学生说)在哪些建筑物上运用了这些形状? 

 学生汇报。

师:播放课件图片:拱形建筑物( 认识拱形)

师:这些建筑物为什么要设计成拱形呢?现在大家看老师这里的一张纸做成 一字形或拱形,看它们的承受力有什么不同 (师出示一张纸)看老师手中的这张纸。 

  师:(做一个拱)做成拱形后它没有塌下去, 请看(播放课件图片:赵洲桥、拱门、房子、奥运馆所……)这么多的建筑为什么都采用了拱形呢?同学们愿意和老师一起来研究拱形中的学问吗?(板书:拱形的力量)

 二、测试纸拱的承重能力

 1、做一个纸拱,试试它能承受多大的重量

 ①实验一: 

 师:现在请同学们像老师这样(把纸先卷一卷再松开,做成一个拱形)做一个纸拱,放在垫板(提示:按垫板上事先画好的两拱足间距离来做拱)上观察,说一说拱自身的重量在哪里?特别要注意:这个拱形不能借助其他物体的帮助。 

 分组实验(教师巡视指导)。 

 ②学生汇报。(在拱下部)

师:对,在拱与垫板接触的地方,我们把它叫拱足。 

请大家再在上面加一个垫圈,观察一下是不是有新的变化,纸拱随着压力的增大,你发现它的形状有什么变化?(拱形的足伸展得更大了,最后就平了。)你能解释这种现象吗?“纸拱”为什么会向两来伸展开去?

(课件演示:垫圈的重量压在了拱上,拱的全部重力传到两个拱足,这个力向下,向两边传去,使拱足在垫板上向外滑动,拱就伸展开了。)(板画:)

 2、把拱足固定,测试纸拱能承载多大的重量

 ①实验二: 

 师:既然我们知道了纸拱受力变形的原因,你有什么办法使纸拱不容易变形,能承受更大压力?承受几个垫圈你能预测一下吗?用实验检测下看行不行。 

 ②分组实验(教师巡视指导)。

 师:有作用吗?(学生回答)用东西抵住拱足它确实比刚才承受的压力要大一些,看来大家刚才的想法是正确的。

 3、让拱形承受更大的压力

  学生交流。老师引导学生说出添加什么?怎么添加,具体放在什么位置?有什么道理? 

 学生听取别人的意见后对自己的方案可能有修改,让学生改进设想,完善方案。 

 师:好,我们来挑战一下,看谁的拱能承受更大的压力。(提示:1.根据拱形受压变形的现象,寻找克服变形的方法。2.注意别在形变过程中加垫圈。3.在考虑让拱形承受更大压力的同时,考虑材料的合理利用。实验中还要注意:1. 按拱足间距标准记号放拱形。 2. 第一次实验过的拱还能在第二次实验中用吗?想想为什么? 3. 实验结果填在表格里。) 

②分组实验(教师巡视指导)。 

③学生汇报。 

师:通过不断改进实验,大家做出来的实验结果跟原来的相比,拱的承受力都大了很多。全班同学都挑战成功,祝贺你们!仔细观察,你们的方案有一个共同的特点,是什么?(都在拱形的两边放物体,把拱足抵住。)现在你能还解释一下为什么抵住拱足,就能提高拱的承受力?

 ④请学生试着解释。

 (教师演示课件说明:拱形承载重量时,能把压力向下和向外传递给相邻的部分,拱形各部分相互挤压,结合得更加紧密。拱形受压时会产生一个向外的推力,如果能抵住这个力,拱就能承载很大的重量。)

三、搭拱桥

 师:利用拱形的特点,人们用小块的砖、石材也可以建造很大的拱。现在我们来进行次比赛,利用老师给大家提供的瓜皮来搭一个座拱桥,看谁搭得好。 

 全体观看瓜皮拱桥,教师往拱上添加生物,同时小结。 

 小结:拱形承载重量时,能把压力向下向外传递给相邻的部分,拱形各部分相互挤压,结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力,抵住这个力,拱就能承载很大重量。 

 四、拓展延伸

 其实我们生活中,还有很多的拱形形状的物体。比如在我们的身体内就存在着拱形的物体。大家可以在下课之后去发现我们身边存在的拱形。看能不能用学到的科学知识解释它们。

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