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第十一章 简单机械
第二节 滑轮及其应用
1.物理观念：
知道定滑轮、动滑轮，并能识别它们．理解定滑轮、动滑轮的特点与实质，并能用它们来解决简单的问题．知道滑轮组的结构、特点和应用，会根据要求使用和组装滑轮组.能识别生产、生活中常见的滑轮，能进行相关的计算．
2.科学思维：
在探究实验过程中掌握用观察、对比来研究问题的方法，探究得出定滑轮和动滑轮的特点.从杠杆的角度对定滑轮、动滑轮的实质进行理论分析，并作出相关解释.在滑轮组的组装使用过程中，建立滑轮组模型，归纳总结拉力与物重的关系.
3.科学探究：
通过实验探究定滑轮和动滑轮的特点，提升信息处理的能力和科学探究能力.通过探究滑轮组不同绕法的特点的过程，分析实验现象、寻找数据间规律，归纳出实验结论，提高实验探究能力和思维能力.
4.科学态度与责任：
关心生活、生产中有关定滑轮、动滑轮、滑轮组的实际应用.对实践中的滑轮的工作特点有好奇心.具有利用简单机械改善条件的愿望.具有对现实生活中简单机械的应用是否合理进行评价的意识.通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用.
重点：探究定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点和应用.会按要求组装滑轮组.
难点：掌握定滑轮和动滑轮的实质.会进行滑轮组的相关计算.
一、新课导入
一只小老鼠在被一只猫追得走投无路的时候,看见前面有一个滑轮吊着重物,它急中生智,迅速沿着绳子的另一端爬了上去,而猫也想沿着绳子爬上去,但由于自身的重量太大,尝试了多次也未能成功,只能看着到嘴的美餐逃之夭夭,你知道其中的道理吗
阅读课本P264－P267的文字内容和插图，在基本概念、定义、规定及规律上做记号.各小组内部交流讨论，提出预习疑问，教师指导释疑.
二、新知探究
1.定滑轮和动滑轮
1．观察图片得出滑轮定义。
滑轮：周边有槽、能绕轴转动的轮子。
观察图片上的两种滑轮，比较其区别，引出动滑轮的定滑轮的定义
教师播放课件上的实验视频，联系书上的图片，与学生共同探究动、定滑轮的特点
师：什么是定滑轮？其主要作用是什么？
生：其轴固定不动的滑轮，如旗杆上的定滑轮，可以改变作用力的方向.
师：学生小组实验探究：先用弹簧测力计测量钩码的重力，然后再用弹簧测力计测量利用定滑轮拉起钩码的拉力，并改变拉力的方向多次测量，如教材图11-19所示，记录每次拉力的大小和绳子移动的距离，然后对数据分析，比较拉力的大小与物重关系．
生：定滑轮不能省力.
师生互动归纳：
定滑轮不能省力，但可以改变力的方向.
引导学生利用杠杆平衡条件分析定滑轮的工作原理，并用课件加以展示分析.
教师提示，杠杆没有固定的形状，学生小组讨论分析如图11-20（a）（b）所示杠杆的动力、阻力、动力臂和阻力臂，然后利用杠杆平衡条件判断得出：定滑轮的实质是一个等臂杠杆.
(1)学生小组内部讨论交流，回答什么是动滑轮？
师生互动归纳：轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮.
(2)学生结合教材图11-21进行实验探究，并记录数据.
总结归纳动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向.
教师结合课本图引导学生找出动滑轮的五要素，教师重点强调：动滑轮在使用时，杠杆的支点在哪个位置，然后利用杠杆平衡条件分析动滑轮的工作原理，得出拉力与物重的关系F＝G物/2（不计滑轮重及摩擦）.
最后总结出动滑轮实际上是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆.
教师补充：使用动滑轮时，省一半力.但同时费了一倍的距离.
2.滑轮组
师：我们已经知道使用动滑轮可以省力，使用定滑轮能改变力的方向，如果我们既想省力，又要改变力的方向，大家想想有什么好办法？
学生讨论、思考，教师引导回答.
总结：把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。滑轮组既可以改变力的方向，也可以改变力的大小，可以用较小的力提起较重的物体.
展示由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组.
提问：如图所示的两个滑轮组都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的，它们的组成方式有什么不同？使用它们提起相同的重物时，拉力是否相同？
教师引导：向学生简单介绍一下绳子的固定端与自由端的概念，提醒他们绳子的绕法是滑轮组使用的关键.
学生讨论、回答：它们组装时动滑轮上绳子的段数不同，最后提起相同的重物时，所用的拉力也不同.
总结：使用滑轮组吊重物时，若绳子、动滑轮的重力和摩擦不计，动滑轮上有几段绳子承担重物，提起物体的力就是物重的几分之一，即F＝G。n为动滑轮上承重的绳子的段数.
三、课堂小结
四、课堂训练
1.定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为：F1、F2、F3，则（ D ）
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三个力一样大
2.使用如图装置，匀速提起重物所用的拉力中（ D ）
A.F1最大 B.F2最大
C.F3最大 D.F1F2F3一样大
2. 如图所示的动滑轮提起200N的水桶，绳子B承受的拉力为 200 N，人拉绳子A的动力为 100 N（不计滑轮重）.
3.用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（ D ）
A．F1>F2>F3 B．F2>F3>F1
C．F2>F1>F3 D．F3>F1>F2
4.如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（ D ）
A.20N 0.4m/s
B.20N 0.1m/s
C.5N 0.4m/s
D.5N 0.1m/s
5.用一个动滑轮与一个定滑轮组成的滑轮组，匀速提起重物，人作用在绳端的拉力是50N，动滑轮重10N，若不计摩擦和绳重，则被提起的重物可能是 90 N或 140 N.
6.如图所示，物体重均为50N，当物体处于平衡状态时，不计摩擦和滑轮重，则拉力F1= 25 N;
F2 = 100 N;F3 = 50 N.
五、布置作业
完成相关练习，巩固所学知识.
本节知识具有承上启下的作用：滑轮是继上一节“杠杆”之后，学生学习的又一种重要的简单机械，滑轮实质上是杠杆的变形，可以通过杠杆平衡条件来分析；同时滑轮也是以后学习机械效率的基础.通过对滑轮特点的理论分析，再次体现从具体到抽象的研究方法.本节课首先从实物引入，让学生认识滑轮、利用滑轮、区分滑轮；让学生探究使用定滑轮和动滑轮的优点，并从理论上分析滑轮的实质.通过总结定滑轮和动滑轮的特点，引出滑轮组，同时点拨滑轮组的作用.

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