美国stc科学四年级课程《测试载重车的运动》

 

 

执教者:美国唐纳·克里兰女士

2000年10月21日

美国唐纳·克里兰女士(以下简称师):先提一个问题,怎么样使一辆车走得快?

(学生讨论)

师:谁特别勇敢,站起来说你们的想法。

生:减轻车的重量。

师:是个好泣意。

生:在车上装上发动机,用发动机的大轮带动小轮,车就走得快。

生:在车上增加风动力--帆,车就走得快。

生:把车轮加大,车就走得快。

生:减少车的阻力。

师:"阻力"的概念进一步了。你能说说阻力是什么?

生:如空气的阻力。将车做成流线型,它的阻力就小了。

师:流线型,这是个好主意。

师:还有什么别的想法吗?

生:让车顺着斜面往下,也许更快。

师:你会骑自行车吗?有过这样的体验?

生:是的。

生:老师,我认为可以使用新燃料。

师:什么是新的燃料?

(学生一时答不上来)

生:未来会发明的。

生:减少地面的摩擦力。

师:什么是摩擦力?你说说,解释、解释,是摩擦加大好呢?还是减小好呢?

(学生议论)

师:怎么让车走得快,同学们提出了很多方法。现在我再出一个问题:怎么让车走得慢?

(讨论)

生:让发动机的大轮带小轮快(前面发言过的同学),现在让发动机的小轮来带大轮,这样,就慢了。假如大轮转1圈,小轮得转100圈;反过来小轮要转100圈,大轮才能转1圈。不就变慢了吗?

师:你见过这样的车吗?

生:我虽没见过,但我见过大轮带小轮的现象。

生:我有办法,可以在车后挂一个降落伞。

师:你见过吗?

生:我见过飞机降落时用过。

生:我认为可在车轮上缠些东西。

生:我认为车在逆风中行驶。

生:我认为把车轮改变成方形。

生:我认为可以把轮胎中的气放掉。

师:你怎么会想到要放气?

生:方的东西有棱角,因此慢。我放气的目的也是为了使车轮有棱角。

师:你有这样的经验?

生:有,骑没气的自行车特别累。

生:去掉汽车的油门,使汽车没动力。

生:车往上坡行驶,在乱石块中行驶。

生:车行驶在积水里,水的阻力使车速减慢。

生:车上多装一些重物。

师:好!那么你们对快与慢还有什么问题?

生:为什么不把车做成喷气式?

生:我能回答。喷气车既有空气的阻力,又有地面的阻力。

师:你怎么知道的?

生:汽车轮与飞机轮很相似。

生:汽车上可以装上超光速引擎。

生:不行,爱因斯坦相对论指出,超光速行驶要使时间倒退。

生:不行,超光速行驶的车辆使人们无法避开。

生:

师:大家有好多问题,好多想法,下一步活动研究其中的一些问题。要检测你的设想,愿意做个实验吗?

师八示范:一手拎线钩,一手在钩上挂一重物--垫圈)手一放,会怎么样?

生:伽利略用两个铁球证明了同时着地,所以它们会一块儿着地。

师:试试。(线钩和重物一起往下掉)这是一个"自由落体系统"。

师:假如把这个"自由落体系统"的线一端连接在车上,另一端穿过书挡的中间而垂下,哪个同学愿意帮助我?(学生上去帮助)然后在挂钩上挂一个垫圈,小车运动有没有影响?小车动了吗?再加一个垫圈又会怎样?请同学们讨论、预测一下。

生:(小组讨论,动手试验)

师:会发生什么?车速不变?车速加快?大家试验。

生:(小组讨论,动手试验)

师:如再加垫圈又会怎样?请同学们讨论,再预测一下。

生:(小组讨论,动手试验)

师:结果怎么样?

生:(学生纷纷回答)

师:哪次最快?哪次最慢?中间的是第几次?它们分别挂了多少垫圈?

师:假如最慢是"l",最快是"5"。那么挂8个垫圈时,车速应是"?"

生:(学生纷纷回答)

师:是什么原因让小车运动的?

生:是线上垂挂的垫圈的重力使小车运动的。

师:用一个词"力"称它,很好。

师:当我们变化了垫圈的数量,也就是变化了什么?

生:变化了垫圈的数量,也就是变化了牵引小车的力。

师:很好!我们能否总结一下:垫圈、车速、重量。

生:(学生纷纷回答)

师:我们要让小车继续加快速度,我们可以做些什么?

师:我给每个组一辆车、两块木块,将木块放在桌上的车中。

生:(学生分组实验,出现3种摆法)

师:老师发现有3种摆放法。我们如果赛跑的话要注意什么?有什么东西应该是一致的。

生:木块重量要相同,垫圈数量要相同,摆放方式要相同。

师:比赛要公平,必须条件一致。

师:讨论哪一种办法更好?

师:好!我们做一个选择。(举手)按多数人的意见办。

师:把线连接在车上,另一端穿过书挡中间垂下。把小车往后退,直到垂下的小钩到达桌子的边缘。让另一位同学扶持小车,不让它移动,用一条胶带在车轮的前沿横着粘上作为"起跑线"。用手推小车,直到小钩碰到地面,再用一条胶带在车轮的前沿横着粘上作为"终止线",这样"起跑线"和"'终止线"之间的距离就是桌子的高度。在下垂的小钩上挂垫圈,l个、2个、10个……直到小车能慢慢地从头走到尾为止。际范)

师:你用最少的垫圈使车动起来并到达第二条线为止,走了多少时间?让我们用计时器来测量。

生:(试着测量)

师:(巡回指导)要从小车上"起跑线"开始时计时,如果中途线和小钩滑动时受阻,要把小车拿回来重新做,小车到达"终止线",读出秒数。重复实验,连续测定5次并将结果记录在坐标图上(用绿色笔在最底下的小圈里涂上色)。

生:测量1.装两个木块的小车运动测5次一涂一结果(坐标图)

测量2.装一个木块的小车运动测5次一涂一结果(坐标图)。

测量3.空车运动测5次一涂一结果(坐标图)。

师:(整理)在实验中,你发现了什么?

生:挂的重物越多,速度越快。

生:车越轻,速度越快。

师:假如在车上放4个木块又会怎样?

师:做一个实验时,要重复多次,然后从中找一个数据来代表(中间数)。其他组同样选择好一个中间数。

师:有没有完全相反的结论。

师:如果我们还有一课,用4秒时间完成全程。你们想什么办法?可以怎么做?如果规定全程不多不少只能4秒,怎样调整?

生:调整受力即垫圈数。

生:调整车的重量。

生:改变摆放方式。

师:要使车走得慢,怎么办?先预测,再设计实验来探究。

很好!今天的课就上到这里。谢谢大家的努力。