初中物理新沪科版八年级全册第十一章实践《制作“龙骨水车”模型》教案（2025春）

实践制作“龙骨水车”模型【教学过程】活动一：创设情意、导入课题展示龙骨水车的图片或视频，介绍其历史背景和在农业灌溉中的重要性。任务一　了解“龙骨水车”的结构功能物理原理讲解：讲解龙骨水车的工作原理，涉及杠杆原理、能量转换（如重力势能转化为动能）等物理概念。龙骨水车，又称翻车、踏车，是一种历史悠久的提水灌溉工具，其工作原理巧妙地结合了杠杆原理、能量转换等多个物理概念。下面我们来详细解析其工作原理：1.基本构造龙骨水车主要由车槽（或称为水槽）、龙骨（支撑结构）、链条（或绳索）、踏板以及水轮等组成。车槽通常呈长方形，固定在龙骨上，用于盛水；龙骨则作为整个水车的骨架，支撑起整个结构；链条或绳索连接着踏板和水轮，通过人力踩动踏板来驱动水轮转动；水轮则带动链条或绳索以及与之相连的车槽循环运动，从而实现提水功能。2.杠杆原理在龙骨水车中，杠杆原理的应用主要体现在踏板和链条（或绳索）的连接上。当人力踩下踏板时，踏板作为杠杆的一端，通过链条（或绳索）传递到水轮上，形成力矩，使水轮开始转动。这个过程中，踏板的长度、链条（或绳索）的拉力以及水轮的转动半径都构成了杠杆系统的关键要素，通过合理的设计，可以实现较小的输入力（人力）驱动较大的输出力（水轮的转动）。3.能量转换龙骨水车的工作过程中涉及多种能量形式的转换：人力转化为机械能：当人们踩动踏板时，人体内的化学能被转化为机械能，驱动踏板和水轮运动。重力势能转化为动能：当水车的水槽从低处向高处提升时，水被提升的过程中，其重力势能增加。当水槽到达最高点并开始向下运动时，水的重力势能逐渐转化为动能，使水能够流动并灌溉农田。动能转化为重力势能（在水车循环的另一部分）：当水槽从高处向低处运动时，水的动能又逐渐转化为重力势能（在水槽再次被提升前），形成一个循环。4.工作流程综上所述，龙骨水车的工作流程可以概括为：人力踩动踏板→踏板通过杠杆原理驱动水轮转动→水轮带动链条（或绳索）和车槽循环运动→车槽中的水被提升并灌溉农田→水在重力作用下流回低处，同时水槽继续运动，完成下一个循环。综上所述，龙骨水车通过巧妙地结合杠杆原理和能量转换原理，实现了高效、节能的提水灌溉功能，是古代劳动人民智慧的结晶。结合多媒体教学资源，如动画或互动软件，帮助学生直观理解这些原理。任务二　制作“龙骨水车”模型1．材料准备与工具使用材料准备：根据设计方案准备所需的材料，如木材、铁管或竹签、胶水等。工具使用教学：讲解并演示如何安全有效地使用木工工具，如锯子、砂纸等。强调使用工具时的安全注意事项。2．动手制作部件制作：学生按照设计图开始制作龙骨水车的各个部件，如车架、龙骨、水车叶片等。教师在旁指导，及时纠正错误，解答疑问。3.组装与调试：2 各部件制作完成后，学生进行组装，确保水车轴心平行且能自由旋转。对组装好的龙骨水车进行调试，检查是否存在问题，如转动不灵活、漏水等。4.测试与优化性能测试：将制作好的龙骨水车模型放入水中进行测试，观察其提水效果和稳定性。5.问题诊断与优化：针对测试中发现的问题，小组讨论并提出改进方案。对模型进行优化调整，如调整叶片角度、加固结构等。6.成果展示各小组展示自己制作的龙骨水车模型，介绍设计思路、制作过程和测试结果。多元评价：采用教师评价、学生互评、自我评价等多种方式，对模型的创新性、实用性、美观性等方面进行评价。鼓励学生分享制作过程中的心得体会和收获。查阅资料，了解我国古代的科技成就，体会我国古人为世界科技发展所作出的贡献，写一篇相关的小论文，与大家分享成果。2