师:同学们好,今天我们来学习滑轮、轮轴与齿轮的第四课时。前面的课程中,我们认识了以吊车为代表的滑轮,以汽车方向盘为代表的轮轴。今天,我们一同认识以钟表为代表的一种特殊轮子。钟表是日常生活中常见的物品,它的指针时刻都在运动,这是怎么做到的呢?我们先通过一段小视频,看看钟表里面最多的结构是什么。
(播放视频)
师:我猜大家已经找到了,没错,是大小不同的轮子。这些轮子有什么特征?
生:周围有很多齿。
师:对了,在生活中,我们把边缘带齿的奇特轮子称为齿轮。对比滑轮和轮轴,大家能发现齿轮的工作方式有什么不同吗?
生:齿轮是由大小不同的齿相互咬合,共同工作。
师:看来齿轮的工作方式很特别。那齿轮有什么作用呢?这需要通过实验来探究。大家先在家中找一找,能找到齿轮吗?它可能藏在玩具里。如果家中很难找到齿轮,或是不方便取出,我们也可以亲手用硬纸板制作两个。怎么制作呢?我们来学习一下。先用圆规在纸板上画图,再用小刀将其刻出,最后用胶水把边缘的齿粘贴牢固,这样直齿轮就做好了。
这个实验除了需要两个大小不同的齿轮,还需要一根固定支架和小贴纸。我们要明确以下三个探究方向并解决:一、动力是否可以由一个齿轮传递到另一个齿轮?二、它们的转动方向有什么不同?三、它们的转动速度有什么不同?大家根据表中的提示先猜想一下,并把猜想写在纸上。
老师提前录制了实验视频,我们一起来仔细观看。
(播放实验视频)
师:这是学校实验室常用的齿轮组及支架模型,我已将红色大齿轮与蓝色小齿轮用螺丝帽固定在支架上,并在两齿轮相互咬合的位置各贴了贴纸。所有准备工作就绪,我们开始实验。根据表格提示,先将手摇把连接在大齿轮上,轻轻地转动大齿轮,小齿轮动了吗?
生:动了。
师:很明显小齿轮也在转动。我们顺时针转动大齿轮,大家发现了什么?
生:小齿轮逆时针转动,它们的方向相反。
师:同学们也可以逆时针转动大齿轮试一试。我们逆时针转动大齿轮,又发现了什么?
生:小齿轮顺时针转动,也是相反的。
师:原来不论顺时针还是逆时针转动,大齿轮和小齿轮的转动方向都是相反的。
最后我们研究一下两者的转动速度有什么关系。可能刚才部分同学已经发现大齿轮转得慢,小齿轮转得快,也有部分同学分辨不出来,觉得它们差不多。怎么解决呢?有同学提出大齿轮转动一圈,看小齿轮转了几圈,相同时间内,谁转的圈数多谁就更快,大家觉得有道理吗?
生:有道理。
师:我们试试。大齿轮转第一圈,小齿轮转了几圈?
生:一圈半。
师:大齿轮再转第二圈,小齿轮转了几圈?
生:3圈。
师:大齿轮再转第三圈,小齿轮一共转了几圈?
生:4圈半。
师:原来大齿轮真的转得慢,小齿轮转得快,大家把发现记录下来。
