科技小论文拱形的力量

第一篇：科技小论文拱形的力量

拱形的力量

科学知识遍布生活，生活即是科学。

在老师的指导下，我与同学们在课堂上合作探索了拱形的抗弯曲能力。

为了使对实验结果有一个更强的概念，我们加入了对平面物体抗弯曲能力的记录，使其成为对比试验。此次对比试验中，改变条件唯有一个——纸张的形状；不变条件有许多：纸张的材质、厚度、宽度，柱子间距与测量方式等。

准备好实验所需的材料后，我们稍作思索就立即开始了试验。首先，我们将自带的两本语文教科书作为柱子，将一张白纸搭在“柱子”上，然后将一个铁垫圈放在白纸中心，不断调整柱子间距，使白纸正好能承受一个铁垫圈的力，并通过直尺的测量，我们将实验中柱子的间距定为十一厘米。

第二步，我们以白纸弯曲到桌面为标准，开始测量平面能够承受的铁垫圈数量。依次放上两个垫圈，平面纹丝未动；放上第三个垫圈时，平面开始往下凹；第四个垫圈的加入，平面更弯曲；我屏息凝神，轻轻放上第五个垫圈，平面凹下去的部分几乎贴着桌面，仿佛有一丝微风经过，便将要弯曲到桌面——不过，幸亏在实验开始前我们便关紧门窗，关闭了电风扇，才不会有一丝风溜进来。勉强支撑起五个垫圈的平面，果然在面对第六个垫圈时实验支架全盘倒下了。我们在第一次实验中，记录了平面能承受的垫圈数量——五个。之后，我们又重新进行了两次相同的实验步骤，承受垫圈数量都为五个。随后，我们将白纸折成拱形，并将两个拱足分别搭在两个柱子上，开始了测量。这次，我们以拱形弯曲成平面为标准。在拱顶，我们依次放了三个垫圈，只见拱足在不断向外延伸，拱顶也在逐渐降低高度。当垫圈数量达到七个时，拱形正好变成一个平面，虽未触及桌面，但按照标准，我们在拱形的第一次实验记录处标上了六个垫圈。一位组员喃喃道：“拱形的抗弯曲能力似乎强一些„„”之后的两次实验，拱形承受的垫圈数量各为七个和五个。

最后，我们将两组数据进行对比，取每组数据的平均值，发现拱形的抗弯曲能力确实比平面强一些。老师见我们已做完实验，就我们汇报的数据作了分析：“同学们，你们的实验结果都很相近。但是，都是把拱形弯曲成平面为标准，而平面却是弯曲到桌面，这显然是不公平的。如果将拱形的测量标准改为平面的，那么”

第二篇：拱形的力量

《拱形的力量》教学设计

教学目标：

科学概念: 拱形由于可以通过材料向下和向外传递承受的压力，所以能够承受较大的压力。

过程与方法：能根据拱形结构的形变来分析受力的状况；能够在实验的过程中进行思考，逐步深入地研究拱形比平形能承受更多压力的原因。

情感态度与价值观：关注拱形结构与技术的结合及在生产生活中的应用；认识到不断深入研究的重要性。教学重点：

在结构性活动中构建“拱形由于可以通过材料向下和向外传递承受的压力，所以能够承受较大的压力”的科学概念

教学难点：能根据拱形结构的形变来分析受力的情况。

教学准备：做拱形的纸（7），课件（教师用），铁垫圈，塑料杯、镊子。教学过程：

一、谈话引入，激发兴趣

1、谈话：上节课我们基于[各种形状的钢材]这一现象研究了形状与抗弯曲能力的研究，谁能来说形状与抗弯曲能力之间有什么关系？为什么与平的横梁相比，改变形状后抗弯曲能力会增强呢？（预设：改变形状后，虽然减小了纸的宽度，但却增加了厚度，从而大大增强了纸的抗弯曲能力。）

2、老师今天还带来了一些具有悠久历史的建筑图片，在这些建筑在设计上都运用了一种形状？请大家仔细看是什么形状？（播放课件：拱桥、拱门„„）学生介绍发现——拱形（预设）

3、一问：这些建筑都采用了拱形设计会是什么原因？

4、学生谈初步看法（预设：形状与抗弯曲能力的关系）。

5、揭示课题：今天我们就一起来研究一下拱形是不是真的能增强抗弯曲能力，它的承重力到底有多大？[拱形的力量]

二、拱形与横梁承受压力的比较测试

1．怎么研究呢？是不是增强了抗弯曲能力还需要跟什么作个比较？ 2．用同样厚度的纸条，分别搭一个拱形的纸桥和平桥，它们承受垫圈数量情况会有什么不同吗？

4．演示实验，并记录（重复）。

5．从实验中[有什么发现]？这些信息说明了什么？[解释] 6．二问：为什么同样的纸片，拱形能承受更大的压力？ 7．学生发表观点（并画示意图）

8．看来刚才的实验我们认为是进一步支持了我们同学的观点，是吧？刚才在测试拱形承受力的实验中，谁还有其他什么发现？它的形状发生了什么变化？

9．学生汇报交流，纸拱受压时拱足向两边推开。师介绍拱形：下面与纸板接触支撑拱的部分叫做“拱足”（板书标出拱足）教师引导分析：垫片在拱顶的压力是向下的，而产生让“拱足”向两边外推的力是怎么来的？（并画示意图）

10．面对这种的一种现象，你又想怎样继续研究？为什么会想到这个问题？

三、使拱形承受更大的压力

1、用物体抵住拱足能不能增强纸拱的承重能力？怎么做？

2、学生小组讨论，制定实验方案。

3、如果用两本书抵住后真的增强了它的承受力，接下去你们还想怎么做？

4、实验、并记录。

5、学生汇总数据。

（1）分析、观察数据，对比拱足被抵住前后数据的变化，[有什么发现]？

抵住拱足的书本越多，能承受的垫片就越多。

（2）[怎么解释？]用物体抵住拱足能增强纸拱的承重力；

6、三问：为什么抵住拱足能增强纸拱的承重力？

7、学生尝试解释（追问：还是因为改变形状的原因吗？通过今天的研究，你对于结论的得出又有什么新的看法？）

8、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，产生外推力。抵住这个力，拱就能承受很大的重量。）

9、思考：是不是无限的增加两侧抵住拱足的书本，拱形的承重力也会无限的增加？

四、搭建一个瓜皮拱

1、谈话：说得真不错，为了表示奖励，今天老师送大家一个礼物，想要吗？

2、课后活动：冬瓜拱承重力挑战。并思考其中的原因。

五、巩固落实

1、看教材，回顾所学

2、完成作业本，并记忆关键知识点

六、拓展延伸

我们的古代人民就利用聪明才智巧妙的利用了拱形的力量，作为更富有创造精神的现代人在我们的生活中又是如何利用拱形的呢？请大家课后收集生活中见到的拱形，并将它们记录下来。

第三篇：拱形的力量

《拱形的力量》教学设计

教学目标：

科学概念：拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。过程与方法：根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。

情感、态度与价值观：认识到边试验边思考对不断深入研究的重要性。

重 点：知道拱足两边的重物越重（扎实有力），拱形的承重能力就越强。难 点：理解拱形在承重时的力的分解与力的方向。

教具准备：实验用的卡纸若干张、垫圈、磁带盒、语文书、表格、冬瓜5块。教学过程

一、复习导入

1、前2节课的学习中，我们明白一倍厚的纸能承受1个垫圈的重量。

2、老师这里有2个垫圈，我想把它都放到纸桥上，你们猜会发生什么情况？

3、我们有什么办法帮老师解决这个难题？（小组讨论）

4、交流解决问题：如变厚、折成瓦楞形。

5、出示拱形城门图片，我们把纸做成拱形，是否也能增强它的承重能力？（实验检测），揭题《拱形的力量》

二、新课教学 实验1 实验要求：将纸做成拱形，然后将垫圈一个一个、轻轻地放到拱上，观察纸拱的形状变化。

1、指导学生完成纸拱。

2、学生实验，教师巡视。

3、交流汇报。引出：拱在重压之下会不断变形，拱形具有外推力。

4、请同学们画出拱形在重压下的力的方向。

5、如果老师要在拱上多放几个垫圈，并且不让拱变形，你有什么办法？ 出示提示

看看拱形在重压之下是怎样变形的？怎样使它不变形呢？ 引出：在拱足的两边加重物。

实验2(书本)

1、讨论实验的注意事项：如拱足间的距离，书本的放法等。

2、实验要求：在纸拱上放垫圈（一个一个地放中间），你们观察到了什么情况？边实验边完成表格。垫圈数 2 4 6 8 10 12 14

拱的形状 :

测拱高:

发现:

3、学生实验，老师巡视并适当指导。

4、交流汇报。

引出：拱在重压之下会不断变形 拱形具有外推力 拱的每一处都有外推力

5、请同学们画出拱形在重压下的力的方向。

实验3

1、怎样才能使拱形的承载重量更大呢？

2、讨论交流。（在拱足的两边再加重物）

3、实验。老师巡视并指导。

4、实验结论。

拱形受压会产生一个向外的推力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量 实验4 搭冬瓜拱

1、请3位学生合作搭一个冬瓜拱。（老师指导）2、2位同学用手抵住拱足，另一位同学不断往拱上放钩码，观察拱发生了什么变化？ 3、2位同学用手抵住拱足，另一位同学用手用力压，边实验边说出自己的感受。

4、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。

三、小结

1、出示拱形的相关图片。

2、说说你这节课的收获。

第四篇：拱形的力量教案

《拱形的力量》教学设计

龚 海 华

教学目标：

1、认识拱形结构和拱形受力的特点，了解拱形结构在建筑上的应用；

2、能根据拱形结构的形变来分析拱形受力的状况。

3、能够在实验的过程中进行思考，逐步深入地研究拱形比平形能承受更多压力的原因。

教学重点：

认识拱形能够增强抗弯曲的能力。

教学难点：

拱形如何加强抗弯曲的能力。

教学用具：卡纸、垫圈、尺子、自制课件

教学过程：

一、激趣导入：

让学生看一些拱桥的图片。问为什么桥要做成拱形，特别是在古代，材料还不是很多，强度也不是很好的年代。其原因在那里？

二、探究过程：

1、要研究拱形，我们先来认识一下拱形，介绍拱形：拱形的顶部，叫拱顶。拱形的这两端，叫拱脚，也叫拱足。

2、拱形承受压力的测试：

（1）实验：做一个纸拱，试试它能承受压力吗？

（2）学生分组进行实验(要求学生做好分工与记录)

（3）要求：测试纸拱能承受多大压力。

要求学生：细心观察在放垫圈的过程中拱的形状发生了怎样的变化？

学生汇报交流实验结果：

纸拱受压时拱足向两边推开。压力大拱足向两边移动的距离更大了。

三、使拱形承受更大的压力

1、如何让纸拱承受更大的压力？

2、学生谈自己的想法。

预设1

把纸拱的下面放一个支撑物。

预设2

把拱足粘住。

预设3

抵住拱足。

四、研讨：

与横梁相比较，拱形结构承受压力性能怎样？为什么拱形能承受那么大的压力？

五、分析：

1、整体观察数据，对比拱足被抵住前后数据的变化，得出结论。

（用物体抵住拱足能增强纸拱的承重力）

2、观察每个小组的数据，还有什么新发现？

（抵住拱足的木块数越多，能承受的垫片就越多。）

3、为什么抵住拱足能增强纸拱的承重力？

4、学生尝试解释

5、教师引导分析：垫片在拱顶的压力是向下的，而产生让“拱足”向两边外推的力，这个外推的力是怎么来的？

6、学生谈自己的想法。

预设4

压力可以向各个方向传递。

预设5

向下的压力可以向两边传递。

7、出示课件小结：

（拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，产生外推力。向下压的力传向两边，所以，“拱足”才会向两边移。）

六、长寿的石拱桥

1、课件介绍有关赵州桥的资料

2、为什么赵州桥经历了一千多年，还如此牢固？

七、拓展延伸

拱形具有神奇的力量，它不仅仅应用在桥梁建设上，在我们的生活和生产中也随处可见，课后请大家收集生活中见到的拱形，并将它们记录下来。

《拱形的力量》教学反思

1.让学生挑战拱形的力量，就要拿出挑战的氛围来。

2.冬瓜皮、西瓜皮拱都是和前面纸拱重复的实验，呈现的目的是雷同的，有时候应该反思我们的教学设计，是不是真的应该设计上去，设计思路上需要缜密。

3.全班演示的时候要出示凳子，但是凳子不能出现在整节课中。该呈现的时候呈现效果更好。一是凳子不会挡到教师、而是可以用凳子的呈现引起学生的有意注意。

4.三寸讲堂是教师的舞台，有时候也要展现出自己的教学特色和教学美感。

5.抵住拱足，拱形抗弯曲能力增强；抵住拱足的重物越多，拱形抗弯曲能力大大增强。这两个实验可以一起做，而且引导起来也不费劲，“你觉得两边各抵住1本科学书抗弯曲效果会增强；那么两边各放2本呢、4本呢，抗弯曲能怎么变？实验试一试，你还能够发现什么。”

第五篇：拱形的力量

《拱形的力量》教学设计

科学概念：拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。过程与方法：根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。情感、态度与价值观：认识到边试验边思考对不断深入研究的重要性。重

点：知道拱足两边的重物越重（扎实有力），拱形的承重能力就越强。难

点

：理解拱形在承重时的力的分解与力的方向。

教具准备：实验用的卡纸若干张、垫圈、、书本若干、哈密瓜5块。

教学过程

一、复习导入

1、通过上节课的学习，我们知道了改变材料的形状可以改变材料的抗弯曲能力。

2、出示拱形城门图片，推测城门为什么做成拱形？我们把纸做成拱形，是否也能增强它的承重能力？

（实验检测），揭题《拱形的力量》

二、新课教学

实验1 实验要求：将纸做成拱形，然后将垫圈一个一个、轻轻地放到拱上，观察纸拱的形状变化。

1、指导学生完成纸拱。

2、学生实验，教师巡视。

3、交流汇报。引出：拱在重压之下会不断变形，拱形具有外推力。

4、请同学们画出拱形在重压下的力的方向。

5、如果老师要在拱上多放几个垫圈，并且不让拱变形，你有什么办法？ 出示提示

看看拱形在重压之下是怎样变形的？怎样使它不变形呢？

引出：在拱足的两边加重物。

实验2

(书本)

1、讨论实验的注意事项：如拱足间的距离，书本的放法等。

2、实验要求：在纸拱上放垫圈（一个一个地放中间），你们观察到了什么情况？边实验边完成作业本表格2。

3、学生实验，老师巡视并适当指导。

4、交流汇报。

引出：拱在重压之下会不断变形

拱形具有外推力

拱的每一处都有外推力

5、请同学们画出拱形在重压下的力的方向。

实验3

1、怎样才能使拱形的承载重量更大呢？

2、讨论交流。（在拱足的两边再加重物）

3、实验。老师巡视并指导。

4、实验结论。

拱形受压会产生一个向外的推力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量

实验4

搭哈密瓜拱

1、请3位学生合作搭一个冬瓜拱。（老师指导）2、2位同学用手抵住拱足，另一位同学不断往拱上放钩码，观察拱发生了什么变化？ 3、2位同学用手抵住拱足，另一位同学用手用力压，边实验边说出自己的感受。

4、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。