3.橡皮筋的弹力是怎样产生的
(1)可提问讨论,我们为什么能用橡皮筋作动力驱动小车?橡皮筋的弹力是怎样产生的?
(2)用力拉弹簧拉力计或者松紧带,再慢慢松手实际感受弹力是怎样产生的,怎样消失的,拉的长度与弹力大小有什么关系。
(3)阅读课本中的资料。
第3课像火箭那样驱动小车
(一)背景和目标
反冲运动是学生比较熟悉的,反冲力学生也并不陌生,但它们到底是怎么一回事,学生就不明白了。用气球像火箭那样驱动小车是很有趣的,操作也不难。学生研究它不但增加了对反冲力和反冲运动的感性认识,还可以进一步加深对运动和力的理解。本课有两个活动。
第一,用气球驱动小车。通过做气球小车,测量气球小车能行驶多远和想办法使小车行驶得更远,进一步认识运动与力的关系。同时在活动中思考气球喷气为什么能推动小车运动,引导学生感知和认识反冲力。
第二,对小车运动的思考。指导学生适时归纳,是把事实上升到概念,把低层次概念上升到高层次概念的方法之一。在这里整理前三课的研究,把“动力”对小车运动的影响作一个小结,就是要促使学生进一步提升概念。
科学概念
●气球里的气体喷出时,会产生一个和喷出方向相反的推力,叫反冲力。
●要使静止的物体运动起来,必须对物体用力。要使物体运动得更快,必须对物体用更大的力。
过程与方法
●组装气球小车和研究小车的反冲运动。
情感、态度、价值观
●体验合作的重要性和形成不怕困难的积极态度。
(二)教学准备
为全班准备:气球一个、夹子一个、回形针两个、胶带、长线一根。
为小组准备:实验用小车一辆、铁皮条和螺丝钉(材料箱配,组装支架用)、气球。
教师自己准备:有关喷气式飞机、火箭的图片或影像。
(三)教科书说明
本课首先让学生玩气球。他们在玩气球的过程中会发现气球在反冲力的作用下能够运动。在认识了反冲现象后,可以引导学生把反冲力应用在推动小车上。
第一部分:用气球能驱动小车吗
教科书给出了材料图和装配好的小车,学生可以在教师指导下或自行完成装配气球小车的任务。教科书启发学生在玩喷气小车时,要试着解释气球喷气为什么能推动小车运动。试一试采用哪些办法能使小车行驶得更远些。探究这两个问题可以增加活动的科学价值。
教科书中对反冲力的表述,止于举例说明的水平,只要学生能举出反冲运动的例子就可以了。单元阅读材料“反冲力和反冲运动”一文可以帮助学生进一步认识反冲现象。插图是我国自行设计制造的长征火箭正在点火升空,另一幅是我国自行研制的歼—10喷气式战斗机。
第二部分:对小车运动的思考
学生分别用铁垫圈、橡皮筋、气球(重力、弹力、反冲力)使小车运动起来了。其实,我们还有很多的方法可以使小车运动起来,如推和拉,安装电动机、螺旋桨,放在斜面上,等等。这些方法共同的地方就是对小车有力的作用,小车是在力的作用下运动起来的。
本部分让学生找使小车运动起来的更多的方法,比较这些方法的共同地方。实际上是对前三课探究成果的再思考和归纳。从中学生能认识到:要使静止的物体运动起来,必须对物体用力。要使物体运动得更快,必须对物体用更大的力。
“要使物体运动得更快,必须对物体用更大的力”是指在实际生活中有摩擦力和其他阻力存在的情况下而言的,不是指没有任何阻力的理论条件下的情况。在没有任何阻力的理论条件下,任何小的力只要持续作用在物体上,物体都会不断加速,达到可以达到的速度。
(四)教学建议
1.玩一玩气球的活动
玩气球活动是本课的导入活动,这个活动为制作喷气小车做了很好的铺垫。要注意使学生真正活动起来,注意到反冲现象的存在。
(1)玩气球的方法很多,可以先让学生自由地玩一玩,然后启发提问:“把气球吹足了气放开,气球会怎样?”(把气球吹足气放开,气球会运动,但运动不是朝一个方向,而是胡乱地变换着方向)。
(2)提问:“气球在喷气时,为什么会运动起来?”“能控制气球向一个方向运动吗?”(气球在喷气时,有一种反冲的力量。控制喷气的方向就可以控制运动的方向)。
(3)“把气球固定安装在我们的小车上就能控制它喷气的方向,但是它能像火箭那样驱动小车吗?”引导学生研究怎样安装气球小车。
2.对安装和驱动气球小车的指导
(1)把两根3孔Z形铁条分别安装在轮子旁边的框架上,像自行车挡泥板一样挡住小车轮子。
(2)在另一对轮子那边的框架条正中,用合适的铁条安装气球喷嘴支架。
(3)把气球、气球喷嘴安装在支架上。准备一个塞子塞喷嘴。
(4)不管是在什么小车上安装气球,指导时都要强调两点,一是不要让吹胀的气球蹭到轮子,二是喷口的方向尽量不要歪。
(5)气球的反冲力是较小的,使用的气球不能过小。喷气口的大小要合适,过小了,力量不够,过大了,喷气的时间太短。
(6)找一块平滑的地面来试验喷气小车。如果地面条件好,我们的喷气小车可以行驶很长的距离。
(7)以气球小车为例,指导学生认识反冲力概念。气球里的气体喷出时,会产生一个和喷出方向相反的推力,这个力叫反冲力。反冲运动的特点是,当物体内部有东西喷出时,这个物体会运动起来,运动的方向与喷出东西的方向相反。
让学生认识到喷气小车是被反冲力驱动的。
(8)介绍火箭。火箭是我国最早发明的。现代火箭用高能物质做燃料,用液态氧帮助燃烧,燃烧后产生大量的高温气体,连续不断地向后喷出,使火箭高速飞行。因为火箭自带燃料和氧气,所以可以在没有空气的宇宙空间飞行。
3.对小车运动的思考
(1)先让学生说一说在第1到第3课的学习中,我们用了哪些方法使小车运动起来。再启发学生找一找还能用什么方法使小车运动起来。把学生说的写在黑板上。提问,这些方法为什么都能使小车运动起来?这些力对小车来说有什么相同的地方?
(2)归纳、提升认识。提问,要使静止的物体运动起来需要什么条件?怎样使物体运动得更快?(把“小车运动”上升到“物体运动”;把重力、弹力等具体的力的作用上升到抽象的“力”的作用)填写在教科书上的空格里。
这里可以把使物体运动的力归纳称为动力。
(3)最后可以问,如果要使运动的物体停止下来,应该怎么办呢?是不是也要用力,该怎样用力呢?以引起学生思考,为后面的学习埋下伏笔。
4.另一种教学程序
在玩气球这一部分,增加做“气球火箭”的活动,通过活动认识反冲运动和反冲力。拓展气球驱动小车这一部分的作用,提出自己设计安装一个行驶得尽量远的火箭小车。
过程要点是:
(1)在学生认识了控制喷气方向能控制运动方向后,提供一个较长的竹管(喷气嘴),一根长的尼龙线,两个回形针弯成的小钩,几根线。让学生设计一个装置,让气球沿着尼龙线喷气运动。
(2)研讨“气球火箭”是怎么运动起来的,方向是由什么决定的。认识反冲力,介绍火箭。
(3)展示气球小车的安装方法,演示小车在气球反冲力作用下的运动。
(4)提出活动要求,让学生自己设计、安装喷气小车,比赛哪组的喷气小车行驶得更远。
五年级上科学教参(运动和力)
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