力学1-风力小车教案

小小发明家系列课讲义力学模块第一课：风力小车一、课程目标知识学习目标：1.形成力是一种物体对另一种物体的作用的认识；2.重点了解力的作用效果：改变物体的形状或者运动状态；3.一般认识力的三要素：大小、方向、作用点；4.重点掌握力的作用是相互的，风力小车就是利用反作用力推动前行的。探究学习目标：1.从日常生活中力的现象总结出什么是作用力；2.通过实例分析及游戏体验了解力的作用效果及力的特点；3.通过动手实验、体验和结果分析，了解到力的相互作用。火星盒子制作目标：1.观察和认识风力小车的组成部分和主要元件；2.在教师指导下动手组装完成风力小车的制作；3.通过风力小车的制作，感受反作用力的应用。二、课堂组织形式1.组织开放式问题讨论2.问答式课堂互动3.随堂趣味测试题4.融入趣味故事讲解5.设计互动探究实验6.火星盒子制作演示和指导7.课后习题巩固三、课堂准备名称内容来源备注1PT课件课程全流程演示文稿火星人俱乐部课件2相关参考视频实录视频、说课视频、实操说课视频火星人俱乐部备课视频3互动游戏体验力的作用是相互的：滑板车（或者带轮子的椅子）火星教具探讨力的作用效果：气球、弹簧、轮子、乒乓球、陀螺等老师自备4互动实验教具探讨作用力和反作用力大小的关系：两个手提电子秤火星教具模拟汽转球：纸杯、大头针、细线、水盆、胶枪、吸管空气马达：吸管、剪刀、胶枪、打火机老师自备模拟汽转球的材料需要课前做好，上课直接演示空气马达也需要课前做好半成品（没有开口的每个学生发一个带回家作为家庭互动的道具。5学生组装器材及工具火星盒子——风力小（每人一套螺丝（每人一套）火星盒子需按学生数量订购；螺丝刀需根据学生数量由教师提前准备。6课后习题考核本科学习知识点，客观题主观题本讲义附件部分四、详细上课流程本课包课堂热和8步体流：（课预热段通教师我介和学自我绍相互识彼此如不是节课则需要全进重点介新学与老员认，融班级。（）第-5步理论讲，时长制需在0分内，通设计桥的想法入力，过一列互动验由浅深对用力反作有一深刻认识通自己总结识力什么力什么的作效果反用和用力的关。（）第6步学生手操组装成风小车需教指导维护序、证安，时控制在-5分。（）第7步课程结，长为0分。（）第8步课后业布，把堂内延伸生活。上课步骤主要内容注意事项【课堂预热】自我介绍【时长】2min【新学员介绍】如果不是首节课，则不需要完全进行，重点介绍新学员与老学员互相认识，快速融入班级（1）不要在课程开始时发给学生盒子器材，会分散学生注意力。（2）初步认识，产生基本信任感，减少紧张和陌生情绪。【第1步】引入【对应PT“搭桥咯”部分【时长】3in【话术衔接】从今天开始，我们开始共同学习关于力的知识了。老师先给你介绍一个不在场的小伙伴，是老师的一个好朋友叫小火星，他最近遇到了一个难题，他的家长连着下了一年的雨，结果学校和小火星家之间就多了一条大河，小火星和他班里的小伙伴都很惆怅，这可怎么去上学呢？小火星可不会划船啊，需要建一座桥梁，如果让你设计一座跨越水面的大桥，请问你会把桥设计成什么样子？平面？圆形？三角形？请在纸上画出你的大桥。【讲解】。几千年前人们设计的桥梁就已经是这样的拱形了，因为拱形结构结实，承力最大。【第2步】认识什么是力【对应PT“力是什么？”部分【时长】1in【衔接话术】生活中还有很多我们平时看不到的神奇的力。图1：人可以快速在“水”上行走，其实这不是水，是非牛顿流体，在受到猛烈撞击的时候，会变得非常坚硬，连子弹都打不穿，人可以在上面快速行走图2：银河系太阳系等星系都是扁平的，这是因为有引力的作用图3：玻璃很容易碎，然而这是一种神奇的玻璃，看上去像蝌蚪，又像泪滴他的头部非常坚硬加到20吨力的时候才会碎掉然而只需要轻轻一捏他的尾部，整个玻璃都会变成粉末；图4：驱动蛋白，行走的细胞（它能携带物质沿微管运动，与细胞内物质运输有关）神奇的力学现象激发学生兴趣【话术衔接】那既然力这么的重要，我们就要认识一下力究竟是什么？我们先看几张图，看看大家能不能看出来哪里受力了。【讲解】根据PT依次播放人提水桶、人举杠铃、人推车，学生说出哪从三个方面认识力的作用一是施力物体不一定是人二是不接触也能产生力三是力的产生需里受力。【提问】这几张图都是人对一个物体施加了力，那么力一定需要人的作用吗？学生讨论并举出一些物体物体的力要两个物体【讲解很好比如这几张（依次是起重机撞车推土机没有人两个物体之间也能产生力的作用。【提问】刚才我们看到的力两个物体都接触了，那么一定要接触才有力吗？不接触可以产生力吗？学生讨论并说出自己的看法。【讲解】比如太阳和地球之间，没有接触也有引力；再比如磁铁之间，不需要接触也有吸引力或者排斥力。所以不一定要接触才有力的作用。【提问】我们刚才举的例子里边都有几个物体，一个还是两个？人也算一个物体哈，两个对不对，那一个物体能产生力吗？【讲解】一个巴掌拍不响，力是一个物体对另一个物体的作用。这个作用就是指的推、拉、吸引、排斥这些总的概括。【第3步认识力的作用效果【对应PT“力能改变什么？”部分【话术衔接】说到受力，小火星给我推荐了一个电影，是猫打球的一个片段，特别搞笑，大家想看吗？那给大家布置一个任务，在看视频的过程中请仔细观察什么时候哪个物体受到了力把它记下来或者画下来，待会老师要提问，好吗？如果你们观察的仔细，以后老师会找一些精彩搞笑视频认识科学现象通过学生观察引出力的作用效果【时长】1in的段子给大家看，如果看完什么都不知道，以后就没有这样的福利咯。【视频】播放视频并让学生总结出乒乓球、猫、老鼠等等受力物体及受力现象【提问】那么你们是怎么发现它们受到了力呢？（点名让学生说出自己的理由，如乒乓球被弹了回来、猫的身体变形了等等）【小结】所以我们之所以知道一个物体有没有受力，是看到了力对它的作做了一些事情比如这个球被球拍拍走了它的运动就发生了改变；再比如球砸到猫后，猫变形了，这说明力还能改变物体的形状。这就是力的作用效果。【随堂小测试】试一试，对下列物体施加力，并指出这个力的作用效果是什么？【游戏】材料准备：气球、弹簧、纸、轮子、乒乓球、陀螺等等游戏过程：学生尝试让上述东西变形或者动起来，并说出对应力的作用效果。游戏小结气球吹起（捏扁压/拉弹簧纸揉成团都属于发生形变；让轮子、乒乓球从静止到运动起来，乒乓球被桌面弹起来改变了运动方通过实验体验力的作用效果向、或者让旋转的陀螺停下来都属于改变运动状态。【第4步作用力和反作用力【对应PT“相互作用力”部分【时长】20min【话术衔接施加力的一方叫做施力物体承受力的一方叫做受力物体。那么现在给你们一次身份选择权，一个是施力方，一个是受力方，你们选哪一个？【游戏一】1、选择施力方的用手掌拍打桌面，并说出自己的感受；2、选择受力方的用一只手拍打另一只手，说说哪只手疼；3、双方互换身份体验一下；【话术衔接】为什么施力方也会感觉手疼呢？我们再看一个例子。【游戏二】材料准备：滑板车（或者带轮子的椅子）游戏过程：1、实验者站在或者蹲在滑板车上，用力推一下老师2、观察现象：实验者和小车后退了3、提问：为什么受力方还没动，施力方反倒自己后退了？游戏小结：实验者推老师时也受到了老师的力，手拍打桌面时也受到了桌面的力，我们把这个力叫做反作用力，力的作用是相互的，施力方也通过游戏总结力的作用是相互的施力方也会承受受力方的反作用力是受力方。【话术衔接】同学们能列举一些体现力的作用是相互的实例吗？（学生们自由发言）【讲解只要你留心观察生活中这样的现象很多根据图片一一介绍。图一是人练拳却被反作用力击倒；图二是游乐场的碰碰车，车碰撞后因为反作用力后退；图三是人走路时受到大地的反作用力；图四是鸡蛋碰石头，鸡蛋因为反作用力碎了。通过生活现象加深对相互作用力的认识【话术衔接】俗话说鸡蛋碰石头，自讨苦吃啊，就是因为这个鸡蛋它会碎那么请问鸡蛋和石头碰撞时鸡蛋受到的力大还是石头受到的力大？（学生讨论）到底谁受力更大呢？我们一起通过一个实验看一下。【实验】材料准备：两个手提电子秤实验过程：1、挑选两个重量相差比较大的孩子进行PK，每人拿一个手提电子秤，通过实验验证作用力和反作用力的大小相等。让学生猜猜看，谁受手里的手提电子秤示数更大；2、两个学生开始PK，两边的学生帮忙稳住比赛者不让他们被拉跑；3、观察两个手提电子秤的示数进行对比；4、实验结论：连个手提电子秤示数一样大；5、把一个手提电子秤挂在凳子腿上凳子上坐一个人挑一个人用另一个手提电子秤拉凳子上的手提电子秤，观察示数。实验小结：作用力和反作用力是一样大的，当你用一份力气去拉一个物体时，这个物体也会给你同样大小的力。【话术衔接其实早在2000年前就有人利用反作用力做出了世界上第一个“蒸汽机，当然不是真的火车，只是个玩具，叫“汽转球。就是这样一个球两边开了孔中间的水加热后蒸气就会从两侧的孔冒出来，这个球就会转同学们觉得这个球会往哪个方向转（学生猜测那么为了更好的验证这个问题，我们一起做个实验。【实验一】材料准备：纸杯、大头针、细线、水盆、胶枪、吸管实验过程：1、课前准备用线固定纸杯上端两侧使其能够悬挂起来在纸杯两侧开通过实验得出反作用和作用力的方向相反。本实验需要老师提前准备好道具口放入两端吸管(拐弯处)，具体形状参考视频或者PPT图片；2、把水盆放在下方取一杯水让学生猜一猜如果往做好的纸杯容器里加水会怎么样？3、学生猜测杯子会往哪个方向转是和吸管同一个方向还是相反的方向？4、加水印证想法，揭晓答案是相反的方向，让学生解释为什么会这样；实验结论：反作用力和作用力的的方向相反，吸管处的水流给了纸杯一个反作用力，所以纸杯会转向和水流相反的方向。【话术衔接】大家理解的不错，接下来老师要送给大家一个礼物，不过送之前要考一考你们。【实验二（空气马达）材料准备：吸管、剪刀、胶枪、打火机实验过程：1、把两个做好的空气马达半成品拿出（除了两侧开口外其他步骤都已完成具体操作参考视频提问学生如果想让这个吸管转起来要在两侧哪个位置开一个小口？提示是开在同一侧还是不同侧2、把其中一个开同侧另一个开不同侧吹动发现同侧的无法转动挑

本实验需要老师提前准备做好的空气马达半成品送给学（没有开口。选学生解释原因，因为吸管时依靠流动的空气的反作用力运动，同侧就无法推动了。3、教学生如何制作一个空气马达（演示即可，学生不必操作。【随堂小测试】观察下列反作用力的方向正确吗？请解释一下。图一是喷型飞行器，水向下喷，人飘了起来；图二是燃料向下冲，火箭向上冲；图三是枪后坐力，发射子弹后人被反作用震倒；图四是人向岸上走，船也向岸上走。图四是错误的，人向岸上走，会给船一个反作用力，船会后退。【第5步风力小车的工作原理【对应PT“风力小车的动力”部分【时长】5min【话术衔接那么我们今天要做的是风力小车大家先看一下这个样子，你觉得它是怎么工作的呢？【讲解】不错，靠风吹动空气的的反作用力。【第6步动手制作风力小车①指导学生打开包装盒，将零件分类摆放整齐在自己前方桌面上。【对应PT“开始动手制作啦”部分【时长】4555in②讲解各元器件的形状和功能，主要的元器件如下：a.电机：提供风力b.