資源簡介

(共33張PPT)
第2課
第二單元 仿生
（教科版）一年級
下
蛋殼與薄殼結構
01
學習目標
02
新知導入
03
探究新知
04
課堂練習
05
板書設計
06
作業布置
學習目標
01
科學觀念：薄殼結構具有優越的受力性能，且輕便省料。
科學思維：對比蛋殼和拱形，找出兩者之間的關系，從而認識薄殼結構。
探究實踐：
（1）觀察蛋殼,發現蛋殼的特點；
（2）嘗試用握、戳等方式破壞蛋殼，直觀感受蛋殼的穩固；
（3）通過拱形承重實驗，知道拱橋的稱重能力大于平橋。
態度責任：了解拱結構、薄殼結構在建筑等領域的應用。
新知導入
02
人類的很多發明創造可以在自然界找到原型。
響尾蛇的視力幾乎為零，但其鼻子上的頰窩器官具有熱定位功能，即使爬蟲、小獸等在夜間入睡后，憑借它們身體所發出的熱能，響尾蛇都能感知并敏捷地前往捕食。科學家根據響尾蛇這一奇特功能，研制出現代夜視儀、空對空響尾蛇導彈，以及仿生紅外線探測器。
響尾蛇與現代軍事裝備
新知導入
02
高山上的云杉長年累月都經受著狂風的襲擊，樹干的底部變得又粗又大，整個樹干成了圓錐形。這種形狀使云杉牢牢地挺立在山頂之上。人們模仿云杉建立的廣播電視塔，即使遭到強臺風的襲擊，也不會有倒塌的危險。
新知導入
02
這些建筑在自然界能找到原型嗎？
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
雞蛋殼有什么特點？
（1）可以借助放大鏡觀察
（2）按照順序觀察：
①整體→局部
②外→內
（3）綜合運用各種感官
雞蛋殼很薄，呈橢球形，外表光滑，表面有細微的氣孔，內部有一層薄膜。
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
雞蛋殼很薄，試一試，用手能捏碎嗎？
不 能
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
雞蛋不容易握碎，這跟蛋殼的圓頂形結構有關嗎？
實驗器材：
小實驗
雞蛋殼、瓶蓋、削好的鉛筆
①一枚半個雞蛋殼放在塑料瓶蓋上，空殼朝上；一枚半個雞蛋殼倒扣在桌面上。
②在相同高度，捏住鉛筆，垂直向下，筆尖對準雞蛋殼，松手。
③多試幾次，觀察哪種情況的蛋殼不容易被戳破。
實驗步驟：
不容易戳破
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
雞蛋不易握碎跟蛋殼圓頂形結構有關。雞蛋能承受多大的重量？
實驗器材
雞蛋、瓶蓋、平板、書本
實驗步驟
①將4 枚雞蛋立在桌面上（每枚雞蛋的上下兩端用塑料瓶蓋固定），上面放一塊平板。
②再在平板上逐個加放重物。
動作要輕
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
數一數，4 枚雞蛋能支撐多重的物體？
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
踩雞蛋表演
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
通過觀察、實驗、視頻，我們有什么新的發現？
圓頂形
抗壓力強
活動1：雞蛋殼的形狀特點
探究新知
03
雞蛋殼雖然抗壓能力強，但它的主要成分是碳酸鈣，并不堅硬致密，容易碰碎。
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
蛋殼為什么能承受這么大的壓力？
在蛋殼上畫一條線，這條線是什么形狀的？
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
這條線像拱橋。
探究新知
03
拱橋的外形是什么形狀？
弧形
外形為弧形的建筑結構被稱為拱。
活動2：蛋殼與拱
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
蛋殼曲面可以看成由無數的拱形拼接而成。
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
你見過哪些拱形建筑或建筑上的拱結構？
橋梁、牌坊、涵洞、隧道、水壩、歐式建筑等。
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
拱橋和平橋相比，誰的承受力大？
實驗器材：
兩張A4卡紙、4根木條、小木塊若干。
實驗步驟：
①先把一張A4卡紙放在兩根木條上，做成一個平橋的橋面。
②再把另一張A4卡紙做成一個拱橋的橋面，用兩根木條抵住拱足。
③在平面橋和拱形橋頂部中間的位置輕輕地逐一放上小木塊，仔細觀察橋面的變化。
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
實驗記錄
平橋 拱橋
1個小木塊
2個小木塊
3個小木塊
4個小木塊
……
實驗結論：
拱形橋面的承重能力比平橋的橋面承重能力強。
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
拱為什么能承受巨大的壓力？
拱能把受到的壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，如果能抵住外推力，拱就能承受巨大的壓力。
活動2：蛋殼與拱
探究新知
03
雞蛋殼就是一種圓頂形結構，由很多的拱形“手拉手”組成，受到豎直向下的壓力時，壓力就如圖所示在蛋殼上被傳遞和分散，使其可以承受較大的壓力。
雞蛋殼為什么能承受巨大的壓力？
活動3：薄殼結構與應用
探究新知
03
人們從蛋殼中得到啟示，發明了薄殼結構。薄殼結構具有優越的受力性能，且輕便省料，因此在建筑中被廣泛使用。
國家大劇院
悉尼歌劇院
活動3：薄殼結構與應用
探究新知
03
除了建筑，你還見過哪些薄殼結構的物品？
燈泡
安全帽
帳篷
課堂練習
04
1. 一盔一帶踐于行，平安順達始于心。摩托車、電動車騎行人員需要佩戴頭盔。頭盔的原理是（ ）
A．圓頂形的外觀更美觀 B．薄殼結構的承受力更大C．薄殼結構的制作更加方便
2．大自然中的動植物也很會利用薄殼結構，下列屬于薄殼結構的是（ ）
A．植物葉子 B．鳥的羽毛 C．龜殼
B
C
課堂練習
04
3．亮亮跟著李博士來到農村，他看見一只母雞正在孵小雞，雞蛋被母雞壓在身下卻沒有被壓壞，這是因為（ ）
A．蛋殼本身非常堅硬
B．蛋殼能夠把受到的壓力分散到蛋殼的各個部分
C．蛋殼里面有小雞支撐著
B
課堂練習
04
4．日常生活中的拱形屋頂、拱橋、隧道等都運用了（ ）
A．三角形穩定原理 B．拱形原理 C．蜂窩構造原理
5．拱橋承受力大的原因是（ ）
A．使用的材料比較結實
B．使用的材料比較少
C．能夠把受到的壓力分散到其他部分
B
C
課堂練習
04
6. 仔細觀察下圖這座橋，它的設計受到下列一種物品的啟發，你認為這種物品是（ ）
B
蛋殼與薄殼結構
板書設計
05
作業布置
06
在自然界中，一些植物的種子外殼、動物的蛋殼和各種貝殼，都是天然的薄殼結構。它們用很少的材料獲得無比堅硬的外殼，以抵御外界的侵襲。
以蛋殼為例，通常情況下，蛋殼厚度只有0.38毫米。這么薄的蛋殼，簡直不堪一擊。然而，蛋殼的形狀可以增大它的承受力，凸出向外的曲面能把壓力分散。特別是當它均勻受力時，抗壓性就更強了，遠不是看上去的那么脆弱。
人類從蛋殼這樣的天然殼體中受到啟發，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，將各種形式的薄殼結構運用到大跨度的建筑中。這些薄殼結構的建筑能夠達到力學設計的基本要求——用料少，抗壓能力強。
科學閱讀
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