圆周运动与离心力的学习与探究

物质、运动与能量；适用3～5岁儿童

活动任务

通过讲故事、师生讨论和实验活动，帮助小朋友理解、感受和探究生活中的圆周运动和离心力，学习圆周运动和离心力的作用。

活动目标

1.知道生活中一些利用圆周运动原理的工具和玩具。

2.知道圆周运动是物体在做以圆为轨迹的运动。

3.知道在圆周运动过程中会产生离心力。

4.知道当物体旋转时，它的稳定性会大幅度增加。

核心概念

1.物体做圆周运动过程时会产生离心力。

2.圆周运动和离心力在生活中很重要，作用很大。

活动准备

1.超越哥伦布

熟鸡蛋。

2.小口瓶子挪小球

普通杯子（一次性杯子即可）、玻璃球、果酱瓶（只要瓶口小于瓶身的瓶子均可）。

3.色子的旋转

色子×3、不透明的杯子。

4.旋风陀螺

光滑的圆形白色硬纸板、火柴棍、墨水。

活动框架

活动过程

Step1：故事导入　超越哥伦布（5分钟）

师：有谁听说过哥伦布么？他做过什么伟大的事情呢？哥伦布是伟大的航海家，他在1492年发现了美洲大陆。要知道在这之前，人们还不知道这块大陆。从那时候开始，大航海时代开始了，不断有欧洲人坐船去美洲，之后就是这些人建立了美国。所以说，哥伦布是一个非常厉害的人。下面我们就来讲一个哥伦布玩鸡蛋的故事。（参考资料）

我们可以试一试，在不打破鸡蛋的情况下让鸡蛋在桌子上立一会。

【实验】

步骤1：两手扶好鸡蛋，让鸡蛋立在桌子上。

步骤2：用手转鸡蛋，放开手，鸡蛋还是会竖直旋转。

原理：当物体旋转的时候，它的稳定性会大幅度增加。

Step2：圆周运动（5分钟）

师：你们有没有在游乐园坐过旋转木马？它们是怎么跑的呢？

幼：转圈地跑。

师：坐在旋转木马上有什么特别的感觉？

幼：好像要被甩出去一样……(www.xing528.com)

师：旋转木马走的路线是一个圈，也就是科学家常说的圆周运动，而小朋友们的感觉，就是我们常常说到的一种力——离心力。

Step3：小口瓶子挪小球（10分钟）

桌子上倒扣着一个小瓶（果酱瓶，瓶口小于瓶身）和一只小球（能直接放入小瓶）。

师：不把瓶子翻过来，手不许碰到球，谁能把球从一张桌子移到另一张临近桌子上？请小朋友来试试，看一看是否可以一次拿走玻璃球？

师：老师来做个演示，好不好？

幼：好！

【实验】

步骤1：把瓶口朝下的果酱瓶倒扣在玻璃珠上。

步骤2：转动果酱瓶并让里面的玻璃球旋转起来，球被甩到了瓶壁上面。这时候可以将果酱瓶提起来，玻璃球不会掉下来。

Step4：色子的旋转（5分钟）

师：小朋友们有没有见过色子？它是什么样子的呢？

幼：正方体，每个面上都有不同点数。

师：如果有3个色子，怎么摆才能让向上的面的三个数之和最小？3个“1”点向上，对吗？

幼：不对。竖直摞在一起，只让一个“1”露出来！

师：太聪明了。不直接用手，只用一个罐子，能不能把它们竖直摞起来呢？

【实验】

步骤1：把三个色子扣到一个不透明的杯子里面。

步骤2：紧贴桌面，快速旋转。手劲合适的话，三个色子就能站立起来。

原理：当色子同时旋转的时候，色子因为离心力的作用同时都紧紧地贴在瓶子上。因为空间有限，当力合适的时候，色子就摞在一起。

Step5：旋风陀螺（15分钟）

【实验】

步骤1：用白色硬纸板做一个光滑的圆形，与一根火柴棍组合成简易陀螺。

步骤2：在圆纸片上滴几小滴墨水。

步骤3：不等墨水干燥，立刻把陀螺拧转。

步骤4：等它停下来以后，观察墨水的痕迹，每一滴墨水已经划成一条螺旋线，而这些墨水滴划出的螺旋线合起来看，看起来像旋风。

活动建议

1.鸡蛋旋转实验为教师示范实验，提醒小朋友，可以回家尝试。

2.提醒小朋友，玻璃球要回收，不要弄丢玻璃球。

3.墨水用食用色素代替，提醒小朋友不要把衣服弄脏。

参考资料

航海回来以后，哥伦布顿时成了英雄，受到西班牙国王和王后的隆重接待。科学家、航海家、探险家还有一些附庸风雅的绅士为他举行了一次又一次的欢迎宴会。

正在觥筹交错、欢乐非常的时候，忽然有人高声说道：“我看这件事不值得这样庆祝。大陆是地球上原来就有的，并非哥伦布所创造。他只不过是坐着船往西走，再往西走，碰上了这块大陆而已。其实只要坐船一直向西航行，谁都会有这项发现。”宴会席上顿时鸦雀无声，绅士们面面相觑。这时，哥伦布笑着站起来说：“这位先生讲得似乎很对，其实不然，我们不妨一试。”说着，他顺手抓起桌上放着的熟鸡蛋，接着说：“请各位试试看，谁能使熟鸡蛋的小头朝下，在桌上立起来？”气氛又活跃起来，大家都拿起面前的熟鸡蛋，试着、滚着、笑着，但谁也没能把它立起来。刚才说话的那位绅士得意洋洋地说：“既然哥伦布提出了这个问题，那么他自己一定能办到。现在就请他把熟蛋小头朝下立在桌面上吧！”“唰！”全场的眼光都朝哥伦布看过来，只见他微笑着，手握鸡蛋，小头朝下，“啪”的一声敲在桌上，手一松，那蛋就牢牢地立在桌上了。那人高叫起来：“这不能算，你把蛋壳摔破，当然可以站住。”

这时，哥伦布正色说道：“对！你和我的差别就在这里，你是不敢摔，我是敢摔。你我之间只是敢与不敢之别。世界上的一切发现和发明，在一些人看来都是再简单不过的。但是，请您记住：那总是在发明者指出应该怎么做之后。”这番宣言式的雄辩，赢得了满堂喝彩！