自行车上的简单机械 教案

《自行车上的简单机械》

【教学目标】

科学概念：自行车运用了轮轴、斜面、杠杆等简单机械的原理，是应用广泛的交通工具。

过程与方法：发现并分析自行车上更多的机械种类和作用，然后对本单元所学内容进行一次梳理和总结。

情感态度价值观：通过整理已认识的各类机械和机械的作用，意识到机械与我们的生活密切相关。

【教学重点】对链条和齿轮的研究

【教学难点】对其他简单机械的原理解释

【教学准备】组装好的齿轮传动装置，齿链传动装置，轮带传动装置，齿轮组实验盒，简单机械图片、电脑课件

【教学过程】

一、引入

我国曾经是自行车大国，几乎每家每户都有自行车，虽然当今是电动车的天下，但是基本构造是离不开脚踏自行车的。今天我们就来找找自行车上到底凝结了设计师的多少智慧。

二、对链条和齿轮的研究

1、自行车的哪个结构显然是最重要的？（学生会一般指向链条和齿轮）

展示图片，思考：链条与两个齿轮啮合，能起到什么作用？

(1)观察前后2个齿轮，你发现了什么？齿轮的大小对自行车速度有什么影响？

(2)展示齿链传动装置，让学生观察大小齿轮的运动情况，并作如下记录：

大齿轮齿数( )，小齿轮齿数( )

大齿轮转一圈，小齿轮转( )圈，

小齿轮转一圈，大齿轮转( )圈。

2、小组内进行探究讨论，找出关系，并进行总结。

大齿轮带动小齿轮，转动速度变（），

小齿轮带动大齿轮，转动速度变（）。

三、咬合传动与链带传动的比较

(一)、展示齿轮传动装置，齿链传动装置，两者进行比较。

1、展示填空题：

“1、大齿轮与小齿轮咬合传动，大齿轮转得( )轴上( )力；小齿轮转得( )轴上( )力。

2、咬合传动时齿轮转动方向相( )，链带传动时齿轮转动方向相( )。”

2、请学生上台来配合实验：两只手各揪住大小齿轮的轴，同时扭动轴来较劲，说说哪个齿轮的轴感觉费劲？(学生发现大齿轮转得慢，小齿轮转得快，感觉大齿轮轴上感觉费劲，说明“咬合传动时，大齿轮转得(慢)轴上(费)力；小齿轮转得(快)轴上(省)力。”

3、在齿轮传动装置上，用粉笔给大小齿轮作标记，顺时针转大齿轮发现小齿轮逆时针转；逆时针转大齿轮发现小齿轮顺时针转，说明“咬合传动时齿轮转动方向相(反)”。(这里补充说明咬合传动的危险性，告诫学生不要去碰开动中的齿轮机器)

4、在齿链传动装置，用粉笔给大小齿轮作标记，顺时针转大齿轮发现小齿轮顺时针转；逆时针转大齿轮发现小齿轮顺时针转，说明“链带传动时齿轮转动方向相(同)”。

5、思维练习一：画几个相邻的圆，表示齿轮咬合传动，问各个齿轮的转向。

6、思维练习二：修改为链带传动的轮，考问学生各个齿轮的转向。 (二)展示齿链传动装置，轮带传动装置，两者比较。

两者传动原理一样，旋转方向一样，只是齿链传动更牢靠，不易打滑。

四、寻找自行车上的简单机械

1、

展示课件图片，找找看，我们能在自行车上发现哪些简单的机械的应用。

课件演示：车把、闸把、车闸、踏脚、飞轮、脚蹬、花盘齿轮、链条等图片

2、 和小组的同学交流，把大家的发现记录下来。

自行车部件 简单机械类型

所起到的作用

？ ？

五、本单元小结

通过本单元的学习，同学们学到了哪些知识，现在我们就一起来回忆一下。(杠杆、轮轴、定滑轮、动滑轮、滑轮组、斜面、齿轮这几类简单机械的原理及应用。)

指名学生发言，对学生没回答完整的请学生补充，实在没说清的由教师给出正确定义。并组合生活中的问题进行理解巩固.。

六、知识拓展

1、请同学们默读阿基米德撬地球的故事，然后设计一个把大船移入水的方案，可以把各种省力工具综合运用。

2、展示杠杆与滑轮组合的方案。

3、展示多级齿轮放大力量的方案。

4、学会感恩先辈们的伟大发明，以后要多搞发明创造，建设美好未来。

【教学反思】

本课通过对生活中常见的自行车进行观察研究，分析其中的各种简单机械原理，也算是第一单元的一个小结性活动。本课安排了四个活动：

1、了解人脚蹬的力通过链条和齿轮传到了车轮上；

2、了解齿轮大小与车速快慢及用力大小的关系；

3、认识自行车上的简单机械。

4、简单机械的应用案例

上课准备工作前，我遇到的麻烦是：学校里找不到自行车，更没有变速自行

车。最后只能自己组装齿链传动等装置并结合电脑课件进行演示。

第一个活动，学生身有体会容易理解。

第二个活动“齿轮大小与车速快慢及用力大小的关系”因为每班骑过变速车有过切身体会的学生不多，所以除了让这些学生谈谈自己的体会之外，在通过自行车实物进行分析后，让几个学生通过探究实验对自行车的前后2个齿轮进行观察研究，改变一下齿轮比，小组内进行探究讨论，发现2者之间的关系，并进行总结：大齿轮带动小齿轮，转动速度变快，小齿轮带动大齿轮，转动速度变慢，从而加深印象。

第三个活动“认识自行车上的简单机械”，一定要让学生观察实物并动手感知才好。但实际课堂上这样的条件不允许，只能通过个别学生的动手感知加上小组的讨论，以及课件上的标示，将它们一一展现。自行车上的简单机械主要是杠杆和轮轴的应用，在分析时，如果认为是杠杆的应用，就要让学生找找支点、阻力点、用力点；如果是轮轴的应用，就让学生找找轮和轴，这样可以加深理解。自行车上的简单机械如下：

①自行车上的杠杆

A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡.

B、控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上.

C、自行车的踏脚用到了杠杆原理。以飞轮的轮轴为支点，用较长的铁杆来转动链条上的飞轮，可以省力。

②自行车上的轮轴.滑轮组

A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴

B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴。

C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（轴带动轮转动）。

D、前轴上的大车轮与小车轴：组成省力轮轴

③自行车上的斜面

螺丝与螺帽

本节课存在的缺点和不足：

1、学生可能对自行车的各个部件的名称还不熟悉，上课前没有介绍各个结构，结果导致学生汇报时很混乱，各种名称都有。

2、实验过程中，细节性问题处理不够完善，如在研究自行车前后（大小）轮关系的实验中，设计上我分别安排了测量大（前齿轮）轮转动一圈，小（后齿轮）轮转几圈？小齿轮转动几圈大齿轮转一圈？结果我只让他们测了第一个，后面得就没有测，直接让他们报出来了，这对学生构建科学概念及加深印象没有帮助。这也是本节课的最大失误。

3、没能把齿轮的力量放大功能用实验仪器展现出来。本来计划是制作好齿轮盒后再在各个轴上装上槽轮，槽轮内绕上线，线的一端挂上钩码，用各轴上钩码的多少来体现省力的多少。但出于制作工艺的限制，没能及时制作出来。只能通过电脑课件演示，有点不太真实。