辘轳井演示模型设计重庆市綦江区九龙小学 吴 路一、研究背景 在小学科学课程学习中，理解祖先们设计的辘轳如何利用轮 轴原理井中取水是教学的难点，而在小学实验器材配备目录中没 有找到合适的演示教具，因此学生对此理解起来有一定的困难 基于这一问题我设计了辘轳井演示模型，主要借助于两侧手柄摇 转把三个不同大小的轮轴转动从井里面打水通过此模型，学生 能够直观地观察到在轮不同和轴不同的情况下轮的绕绳（圈数） 长短对取水的影响，它更有利于学生学习和理解杠杆原理的知 识二、设计思路本设计通过采用三组轮轴、辘轳头（一大一小摇把）、支架、 井绳、水桶的组合，用组合机械的手段直观演示从而向观众诠 译辘轳井这一古老的汲水工具，以及通过对辘轳井井上汲水中的 科学原理做进一步探究学习三、研究过程 在以上设计思路启发下，经过了三次修改，实践和再调整， 设计出这一演示模型第一次设计方案：它由一个轴，一个摇把（摇杆），一个支架（底座），一根井绳和一个水桶组成二）第二次设计方案：在第一次方案的基础上增加了两组轮轴、两个水桶、两根井 绳三个轮轴中轴的大小是一样的，井绳也系在轴上在转动摇 把时带动三个轮轴旋转让井绳绕在轮上（对比展示轮与轴的关 系）。
三）第三次设计方案： 在第二次方案中增加了一个与最小轮轴直径一样的摇把这 是为了让学生在转动摇把时能体验费力杠杆与省力杠杆的区别四）实验演示： 使用此模型能够演示分别转动两侧手柄摇转把三个不同大 小的轮轴转动取水，直观地观察到轮和轴的不同，对比轮轴上的 绕绳（圈数）长短，发现水桶的不同位置，对取水的影响，通过 分析实验事实，更深入地了解杠杆原理四、项目应用的科学方法及科学原理辘轳是杠杆原理在生活中的一种运用，杠杆原理就是一个可 以绕一个固定点自由转动的杠该系统可以围绕公共轴线旋转， 这相当于具有轴作为支点和杆的半径的杠杆系统所以，轮轴有 （省力）的作用在相同轴的情况下，轴上的轮子越大越省力这 台简单的机器可以帮助人们（降低工作难度）或（节省工作量）五、项目的创新点在装置中设计了三个不同直径的轮轴，而轮轴的轴直径一 样，转动摇把时让井绳绕在轮上，更加直观地让学生观察轮与轴 的关系对取水的影响又在支架两侧各设计一个长度不同的摇把 （长度分别对应相邻轮的直径），学生可以选择两侧的手柄转动， 绳索带水桶提升模拟人们使用辘轳提取井水体验费力与省力的 区别通过直观地对比演示实验发现大小不同的轮对提水效率的 影响。
以及观察分析轮和轴的大小对摇转手柄的影响，让学生知 道辘轳井是属于什么杠杆（省力杠杆工具）。