教科版四上第三单元第5课《运动与摩擦力》教学设计
课题
运动与摩擦力
单元
三
学科
科学
年级
四
教材简析
《运动与摩托力》是四年级上册《运动和力》单元的第5课。教科书呈现了古人用滚木搬运重物的场景，提示学生思考这种运动方式是如何满足人类生产生活的需要的，由此引入本课的研究问题“人们在搬运重物的过程中会产生巨大的摩擦力，怎样才能减小这种摩擦力”。
本课由四部分组成。第一部分“聚焦”环节，认识物体在运动中产生并受到的摩擦力，怎样才能减小这种摩擦力。第二部分“探索”环节，教科书设置了情境，学生通过模拟生活中搬运重物的过程，探索搬运重物时哪种运动方式最省力，也就是比较不同运动方式下的摩擦力大小。这部分包括三个体验活动：第一个活动是测量物体直接滑动受到的摩擦力大小；第二个活动是模仿古人用滚木搬运物体时受到的摩擦力大小情况；
第三个活动是给物体装上轮子后，从静止到运动需要克服的摩擦力大小。第三部分“研讨”环节，包含两个问题：第一个问题引导学生比较在不同方式下，物体运动产生的摩擦力情况；第二个问题学生列举生活中需要增大或减小摩擦力的例子。第四部分“拓展”环节，将视野拓宽到交通工具上，持续探索各种交通工具是怎样减小摩擦力的，学生在玩气垫船模型和磁悬浮陀螺的过程中，了解气垫船和磁悬浮列车是怎样减小摩擦力的。
本课主要帮助学生认识到物体在运动过程中会受到摩擦力的阻碍，摩擦力的大小与物体的运动方式有关，对于相同的物体，滚动的摩擦力小，滑动的摩擦力大。
学情分析
在学生的生活经验中，对“摩擦力”这个词已经比较熟悉，对物体运动会受到摩擦力的现象也不陌生。但是，对“摩擦力是在什么情况下产生？如何知道摩擦力的大小？如何减小摩擦力？”等问题并没有多做思考，因此本课将以此作为学习的起点。本单元的第1课已为本课的探索情境做了铺垫，第1课主要是研究多大的拉力能使小车运动起来，以及用更大的拉力后，小车运动的快慢会怎样变化，本课将研究重点转移到刚好使物体运动起来的拉力就相当于它受到的摩擦力。学生弄清楚这个知识点后，在后续的“利用垫圈个数表示测量摩擦力大小”的活动中，才会有更好的实践体验。
学习
目标
1.一个物体在另一个物体表面运动时，接触面会发生摩擦，产生摩擦力。
2.摩擦力是有大小的，物体由静止变成运动时需要克服摩擦力。
3.摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。
4.会用垫圈数表示摩擦力的大小，并对比不同运动方式下的测量结果。
5.会用轮子改装小车。
6.会研究物体受到的摩擦力与不同运动方式的物体之间的关系。
7.能用实验数据证明自己的推测。
8.尝试用不同的思路、方法完成科学探究。
9.意识到轮子的发明将物体的运动改变成用滚动的方式前进，这是技术上的巨大进步。
10.意识到人类可以通过不断改进技术来满足增大或减小摩擦力的需求。
重点
用垫圈数表示摩擦力的大小，并对比不同运动方式下的测量结果。
难点
通过实验探究摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
视频导入，观看《英国“巨石阵”之谜》。这么巨大的石头，古人在没有大型机械的情况下是如何搬运的呢？当我们看到雄伟的古代建筑时可曾想过，古人在没有大型机械的情况下是如何搬运巨石等重物的？人们在搬运重物的过程中会产生巨大的摩擦力，怎样才能减小这种摩擦力呢？我们在推动箱子的时候，会遇到一定的阻力。物体越重，遇到的阻力就越大。人们在搬运重物的过程中会产生巨大的摩擦力，怎样才能减小这种摩擦力呢?
学生观看视频资料，小组研讨、交流，小组代表回答问题。
使学生明确本课主要的研究问题是
“怎样减小
摩擦力”。
讲授新课
我们来模拟搬运重物的过程。硬纸盒内放入橡皮、胶棒等“重物”，通过垫圈拉动它在粗糙的平面上运动一段距离。
1.直接用硬纸盒在木板上搬运重物。硬纸盒内放入橡皮、胶棒等“重物”，通过垫圈拉动它在木板上运动。
实验材料:木板、硬纸盒橡皮、胶棒、垫圈、滑轮、托盘等。
实验步骤:(1)小组分工:确定四人为个小组，一人控制硬纸盒，一人往托盘里放置垫圈，一人为口令员，一人为记录员。
(2)标明硬纸盒运动的起点和终点，每次实验都要从起点开始，到终点结束。(3)将硬纸盒放在木板上，里面放入橡皮胶棒等“重物”,然后按下图装上滑轮和托盘。(4)从一个垫圈开始，往托盘里一个一个地增加垫圈个数，当硬纸盒开始运动时，记录下垫圈的数量。(5)重复做3次实验。
实验记录：
次数
垫圈个数（个）
第一次
第二次
第三次
实验分析:在这个实验中，我们通过不断增加垫圈来感受硬纸盒受到到的阻力，只是改变了“力”的大小，即垫圈的数量。硬纸盒受到一定大小的力才能运动起来，当垫圈很少时，这个力不够大，硬纸盒不运动。实验结论:当垫圈很少时，硬纸盒在阻力作用下保持静止；当垫圈数量达到定个数时，硬纸盒开始运动。
2.认识摩擦力。上面这个实验中，当垫圈很少时，硬纸盒不运动，这是因为硬纸盒受到了阻力。一个物体在另一个物体的表面运动时，两个物体的接触面会发生摩擦，运动物体往往会受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。
生活中，摩擦力无处不在。自行车能刹车；滚动的足球慢慢停下来；木匠用砂纸将木板打磨平滑；人们洗手时双手摩擦把手上的灰尘洗掉。洗衣机转动使衣服和水产生摩擦；吃东西时牙齿和食物发生摩擦；用拖把擦地；用黑板擦擦黑板；拉小提琴、二胡……都会产生摩擦力。在我们的生活中只要物体相互接触就很有可能产生摩擦力。
模拟在滚动物体的表面搬运重物。
1.用铅笔作“滚木”放在硬纸盒下搬运重物。
实验材料:木板、硬纸盒、橡皮、胶棒、垫圈、滑轮、托盘、铅笔若干等。实验步骤:(1)小组分工:确定四人为一个小组，一人控制硬纸盒，一人往托盘里放置垫圈，一人为口令员，一人为记录员。(2)标明硬纸盒运动的起点和终点，每次实验都要从起点开始，到终点结束。(3)继续使用上一个实验的装置，这次用铅笔作“滚木”放在硬纸盒下。(4)从一个垫圈开始，往托盘里一个一个地增加垫圈个数，当硬纸盒开始运动时，记录下垫圈的数量。(5)重复做3次实验。
实验记录：
次数
垫圈个数（个）
第一次
第二次
第三次
实验分析:这次实验改变的是硬纸盒与木板之间的接触面，之前是直接接触，这次硬纸盒与木板之间放置了“滚木”，变滑动摩擦力为滚动摩擦力，使硬纸盒运动起来的阻力减小，即垫圈数量减少，说明滚动的摩擦力小。实验结论:滚动摩擦力比滑动摩擦力小。
2.滚动摩擦与滑动摩擦。一个物体在另一个物体的表面滑动时，在两个物体的接触面上产生的阻碍作用，叫作滑动摩擦，如用粉笔在黑板上写字、滑冰等运动方式都是滑动。
模拟用轮子搬运重物。
1.给硬纸盒安上轮子，往托盘里逐渐增加垫圈，当硬纸盒开始运动时，记录下垫圈的数量。实验材料:木板硬纸盒、橡皮、胶棒、垫圈、滑轮、托盘、轮子等。实验步骤:(1)小组分工:确定四人为一个小组，一人控制硬纸盒，一人往托盘里放置垫圈，一人为口令员，一人为记录员。(2)标明硬纸盒运动的起点和终点，每次实验都要从起点开始，到终点结束。(3)继续使用上一个实验的装置，这次给硬纸盒安上轮子。(4)从一个垫圈开始，往托盘里一个一个地增加垫圈个数，当硬纸盒开始运动时，记录下垫圈的数量。重复做3次实验。实验记录：
次数
垫圈个数（个）
第一次
第二次
第三次
小组讨论比较三种方式下摩擦力的大小，说出判断依据，最终得出结论。实验分析:安上轮子后，变滑动摩擦力为滚动摩擦力，使物体运动起来的摩擦力更小。实验结论:滚动的摩擦力小，滑动的摩擦力大。
我发现：搬运重物时，直接滑动，产生的摩擦力最大，使用的拉力最大，使用“滚木”，产生的摩擦力比较粘，使用的拉力比较小，使用轮子，产生的摩擦力最小，使用的拉力最小。观看视频资料《测量摩擦力》。
2.轮子——运用滚动摩擦的伟大发明。轮子可以看作移动的滚木。人类发现可以用滚动的方式前进，是一个了不起的创举。
1.怎样搬运重物最省力？哪一种方式搬运重物产生的摩擦力最小？通过实验，我们知道直接在物体的表面搬运重物时，重物与物体接触面面积最大，产生的摩擦力也最大。安上轮子后搬运起来最省力。安上轮子后，变滑动摩擦力为滚动摩擦力，使重物运动起来的摩擦力更小。生活中哪些地方需要增大摩擦力？哪些地方需要减小摩擦力？自行车轴承的摩擦力大小直接影响车轮转动的速度，这种摩擦对人们无益，所以要减小轴承的摩擦力，可以通过增加滚珠，添加润滑剂的方式减小轴承的摩擦力。走路时，人们通过脚底与地面的摩擦来行走，摩擦力大，走起路来更稳。增加鞋底花纹的粗糙程度，可以增大摩擦力,这种摩擦力对行走者有益。此外，雪天地滑，摩擦力小，对人们无益，应该及时清理积雪或者穿上防滑效果好的鞋。橡胶轮胎上面的深花纹，可以增加轮胎与地面之间的摩擦力，对人们有益，如果经常行驶在湿滑的路面上，应该增大摩擦力，如冬天更换雪地胎。自行车手柄上的花纹、运动员手上擦“镁粉”、在大理石地面铺粗糙的地毯等都是为了增大摩擦力；给机器上润滑剂、将轴承抛光等都是为了减小摩擦力。观看《没有摩擦力的世界会怎样》视频资料。
查阅资料，了解各种交通工具都是怎样减小摩擦力的。
1.气垫会使船体的浮力增加，没入水中的部分减少，从而把船体与水的摩擦转变成船体与空气的摩擦。我们知道空气的摩擦力是很小的，所以有效地减少了阻力，这实际上是减小了接触面的粗糙程度，空气非常稀薄，可以看作是很光滑的。
2.磁悬浮列车是通过在一定条件下，车体与轨道之间由于磁极同极相斥的原理而避免直接接触，减小了摩擦力。
学生先思考、交流，直接拉动、模拟古人用“滚木”拉动和利用现代技术安装轮子拉动。
学生实验，记录，并自由交流想法。
学生将实验数据和发现记录在活动手册上。
学生汇报实验数据。
学生举例，并把学生的想法记录在“生活中的摩擦力”班级记录表中。
学生制作气垫船模型、磁悬浮陀螺。
通过探究实验，增加学生的学习兴趣。
自然引入接下来的实验——变滑动摩擦力为滚动摩擦力，以此来比较两种摩擦力的大小。
通过三种方式下物体的运动，将摩擦力的大小用垫圈数量的多少进行量化，是学生进一步认识摩擦力的大小与物体的运动方式有关。
通过研讨，进一步认识到物体所受摩擦力的大小与物体的运动方式有关。并正确认识变滑动摩擦力为滚动摩擦力之后更省力，搬运重物效果效果更好。在生活中，可以采用适当的方法增大或减小摩擦力。
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道一个物体在另一个物体表面运动时，接触面会发生摩擦，产生摩擦力。摩擦力是有大小的，物体由静止变成运动时需要克服摩擦力。摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。
板书
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