师:同学们大家好。这节课我们将一起来学习工具与技术单元的第二课——斜面。通过上节课的学习,我们知道人类在利用和改造自然的过程中,发现并运用了很多工具。这些工具及其应用技术在生活中应用广泛,有的很古老,有的刚发明不久;有的应用广泛,有的仅用于有限领域。今天这节课,我们来认识一种古老的工具。请同学们跟老师一起观察视频,看看视频中的人是如何搭建和使用这种工具的。图中的工具你们认识吗?它叫做连筒,是一种引水工具。古人巧妙利用自然材料,把凿通腔内竹节的长竹筒串接在一起,连接成封闭的水道,形成规模或大或小的引水系统,将泉水从高山引到需要灌溉或饮用的地方,甚至直接通到水缸里。连筒早在我国唐朝就已盛行,杜甫曾多次在诗句中赞颂这一工具。时至今日,在一些山区仍能见到连筒的身影,连筒叠搭,在高低不同的地方形成了斜面。同学们,在生活中,你们还见到过像连筒这样的斜面装置吗?知道这样的装置有什么作用吗?和周边同学说一说,我来听听大家的想法。
生:地下车库的入口和出口是斜面,这样车走起来比较好走,也更省力。
生:连筒设计成斜面主要是为了让水流动速度更快,或者把水引到指定地方。
师:同学们都很善于观察和思考。在山区,类似连筒这样的斜面滑道还可用来运送货物。同学们想体验一下古人运用斜面滑道运送物体吗?我们该怎么做呢?老师有个想法,我们可以用模拟测试的方法来体验古人利用斜面滑道运送物体。模拟过程中,要注意观察斜面滑道是否能完成任务,是否需要人为施加力。我们要设计一个像连筒一样的模拟装置,然后用它来运送物品。这里我们可以尝试运送固体物品和液体物品,同时在运送过程中要进行科学评测。同学们可以制定一些评测指标,像刚才提到的省力、方便都可以是评测指标的一部分。同学们,你们认为这个设计怎么样?还有什么补充的吗?请想一想,家里有没有这样的工具来进行测试?如果没有像老师一样的塑料凹槽,可以找一些其他相似物品代替。实验时要注意将物品放到塑料槽顶点后滑下。搭建塑料槽时要模拟连筒,将高的一节压在低的一节上固定好,尽量不要漏水。大家一起来试试吧,看看你们是怎么操作的。
(模拟5人搬运物体实验)
生:实验用品有纸盒、塑料槽、木块。实验过程中,一位实验员固定好斜面滑道,另一位实验员将物体放在高处a后松手。我们观察到在这个过程中人没有用力,松手之后物体自由滑下。
(模拟水渠引水实验)
生:实验用品有烧杯、纸盒、塑料槽、水槽。一位实验员搭建连筒,将高的一节压在低的一节上固定好,尾端对准水槽,另一位实验员从高处a倒水。我们观察到在这个过程中不需要人用力,水可以借助重力滑到底部,这与人工搬运相比,大大节省了人力。
师:同学们运用模拟装置分别运送了木块和水,在操作过程中有什么发现呢?我们一起来听听。
生:我发现把木块和水放到a点后,一松手,不需要人用力,它们就借助重力作用,沿着斜面一直滑行到斜坡底部。如果不用斜面,就只能人工搬运了,用斜面比人工搬运要省很多力。
师:在这项测试活动中,同学们应用斜面从上向下运送物品,不用人工用多大力量,所以认为这个斜面是省力的。屏幕前的同学们,你们也这样认为吗?那么如果要用斜面从下向上运送物品,还会比人工搬运省力吗?同学们想一想怎样来对这个活动进行模拟测试呢?我们来听听这位同学的设计。
生:我们可以用一块木板斜着放,搭建一个斜面,然后标上高处a和低处b,木块放到低处b点,沿着斜面向上拉到高处a点,用测力计测量用力的情况。如果不用斜面就直接提起木块,从b点到a点也要测量用力情况。最后对实验现象进行分析。
师:听了这位同学的设计,大家有没有受到一些启发呢?请同学们想一想,在这个设计中,还有哪些需要补充或者提示的?在设计中如果找不到这些材料,也可以找其他材料代替。这里老师有两点提示,第一点,这里要用到测力计,请同学们回想一下测力计的正确使用方法。测力计在使用前要先调零,注意测量物体的重量不可超过弹簧测力计的量程,读数时眼睛要平视刻度线。第二点,使用测力计时要向着平行斜面的方向拉动,动作要缓,用力要均匀。在测试中,同学们可以多做几次,能获得更多实验发现。你们准备好了吗?现在让我们一起来试试吧。看看你们是怎么做的。
