资源简介

第十二章 力和机械
第2节 滑轮
1课时 新授课
【教学目标】
知识与技能
1．认识定滑轮、动滑轮。
2．知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
3．会根据要求使用和组装滑轮组。 　　
过程与方法
1．经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法。
2．经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法。
情感态度与价值观
1．关心生活、生产中有关滑轮的实际使用。
2．对实践中的滑轮工作特点具有好奇心。
3．具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。
4．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。
【教学重点】
探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。
【教学难点】
正确判断滑轮组的省力情况。
【教学准备】
　学生器材：滑轮（单2个双2个），铁架台，钩码，细线，弹簧秤，刻度尺。学生两人一组。
　教师器材：多媒体设备及课件，另一套同学生使用的器材。
【教学过程】
主 要 教 学 过 程
教学内容 教师活动 学生活动
一、创设情景，引入新课 【欣赏漫画】你能否给这幅科学漫画配上解说词？（设计意图：这样用动画的形式激发学生的好奇心，提高学生的兴趣，使学生感受到物理与生活习习相关。）【过渡】在这幅科学漫画中使用了一种简单机械——滑轮，这节课我们一起来学习和探究有关滑轮的知识，找出一种可行的方法来帮助胖爷爷把袋子运上二楼。（同学们加油呦！） 精彩解说词：一位胖爷爷买了一大袋的米,扛到楼上觉得吃力,他利用滑轮和绳子将米袋吊到二楼的窗口,这时刚好有个瘦瘦的小伙子路过,他便让这小伙子帮他拉住绳子,自己赶紧跑上二楼去接米袋。可是,当他气喘息息的跑上二楼窗口接米袋时，却看到被吊上去的不是米袋而是这位小伙子,而他辛苦拉到二楼的米袋却落回地面,他很生气,责怪这位小伙子没用力拉住绳子。而这位小伙子却觉得自己很冤枉,到底是谁错了呢
二、合作探究，建构知识1. 认识滑轮 【播放视频】了解生活中的滑轮 （设计意图：通过视频，让学生了解滑轮就在他们的身边，物理知识就在身边，增强学生的感性认识。）【过渡】通过视频，我们可将生活中常见的滑轮分为两类，定滑轮和动滑轮。定滑轮：轴固定不动动滑轮：轴随物体一起移动【创设问题情景】利用一只滑轮来提升物体，有哪些方法？ （设计意图：这样由学生自己探索并确定定滑轮、动滑轮的概念，学生会产生强烈的满足感、成就感。有利于培养学生由感性到理性的认知规律，培养学生分析、概括、动手实验能力。） 观看视频发现生活中的滑轮认识定滑轮和动滑轮
2、 探究定滑轮和动滑轮的特点 探究一：探究定滑轮、动滑轮的特点和实质【提出问题】使用定滑轮和动滑轮可以提升物体，结合前面学习的简单机械——杠杆的特点，关于滑轮的学习，你想进行哪些方面的探究？问题1：使用定滑轮、动滑轮能否省力？问题2：使用定滑轮、动滑轮能否省距离？问题3：使用定滑轮、动滑轮能否改变力的方向？（设计意图:培养学生提出问题的能力，让学生明确探究的方向。）【设计实验】 学生分组设计实验，在设计过程中思考下面的问题：（1）实验中需要哪些器材？（2）使用滑轮提升物体时，应如何拉动？（3）应该测量和记录哪些数据？并设计记录数据的表格。探究 滑轮的特点物重G拉力F物体上升距离h（cm)绳子移动距离s(cm)实质大小方向 实验结论： 【进行实验】学生分组完成实验，实验前要注意下列事项： 1、拉动物体时要匀速；2、使用定滑轮提升物体时，要重新调整弹 簧测力计的零刻度；3、测量距离时做好起点和终点的标记；4、实验数据记录到表格内。【分析数据】 利用实物投影仪展示学生的实验数据和实验结论【结论】定滑轮特点：不省力也不省距离，但可以改变力的方向动滑轮特点：省力费距离，但不能改变力的方向（设计意图：培养学生实验设计、实验操作、收集、处理数据的能力，并养成边实验边记录数据的严谨的科学态度。）【交流与反思】实验过程中，你还有什么新的发现？还有哪些疑问？定滑轮的实质：是一个等臂杠杆 动滑轮的实质：是一个省力杠杆(设计意图：培养学生分析问题能力，建立物理模型的意识。)【知识拓展】1、通过理论分析，使用动滑轮能省一半的力，但在实际实验中，为什么没有省一半的力呢？影响因素：绳子与滑轮之间有摩擦；动滑轮自身有重力；没有沿竖直方向拉绳子。 2、若使用定滑轮提升物体时，从3个不同的方向拉动绳子，三个力的关系如何？(设计意图：培养学生在实验中发现问题，解决问题的能力及反思能力，学会书面或口头表述自己的观点，养成善于听取别人意见的习惯。)【思维拓展】定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便，但不能省力；而动滑轮虽然能省力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不便。　怎样才能既省力，又能改变力的方向呢？ 定滑轮或动滑轮回顾三种杠杆的特点，提出有探究价值的问题。分组讨论实验方案并完成思考题小组间同学密切配合，完成实验探究，培养学生的实验探究能力。分析实验数据得出结论组织学生及时交流与反思，并结合课前收集的信息，自由发言。使用定滑轮为什么不省力？使用动滑轮为什么能省力？它们和杠杆之间有联系吗？学生讨论、交流绳子与滑轮之间有摩擦；动滑轮自身有重力。F1< F2< F3沿不同方向拉动滑轮上的绳子，拉力不同，竖直方向最省力。F1= F2= F3沿不同方向拉定滑轮上的绳子，拉力一样； 回顾总结定滑轮和动滑轮的优点
3、探究滑轮组的使用情况 探究二：探究滑轮组的使用情况【提出问题】请同学们按你们的设想，用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来看看，看哪一组做的又好又快，并且做实验来验证是不是又省力又改变了力的方向？绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系？【点拨】指导学生绕线，完成滑轮的组装。【进行实验】组织学生进行分组实验，测量不同组合F的大小。暴露出现的问题，教师及时纠正，达到学会正确使用滑轮组，并比较：（1）F（提起重物所用的力）与G（总重力）的关系？（2）绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系？【点拨】象这样定滑轮和动滑轮组合在一起就是滑轮组。用几个定滑轮和几个动滑轮也可以组成滑轮组，用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？【难点剖析】数绕在动滑轮上和固定在动滑轮上的绳子段数。有几段绳子吊着物体，拉力就是总重的几分之一。【结论】1、滑轮组既可以省力又能改变力的方向；2、绳子自由端的拉力F与动滑轮的重量G动和重物的重量G物之间的数量关系为:F=1/n(G动+G物)(不计绳重和摩擦)；3、绳子自由端移动的距离s与物体移动距离的关系为：s＝nh。（设计意图：培养学生运用已有知识对实验现象进行分析、比较、综合、抽象、概括等不同形式的思维能力，所得结论为测量滑轮组的机械效率作准备。）【练一练】1、下图是滑轮的组合中，确定F与G的大小关系？（不计摩擦、绳重和动滑轮重） F=____ F=____ F=____ F=____ 2、如图所示，用滑轮组将重为900N的物体匀速提升2m，不计摩擦和滑轮重，所施加的拉力F=______N，绳子移动的距离S = ___ m。【思维拓展】仔细观察绳子的起始端和与动滑轮绳子的段数，你有什么发现？绕线小窍门：当n为奇数时，绳子的起始端在动滑轮上；当n为偶数时，绳子的起始端在定滑轮上。（设计意图：培养学生分析、归纳问题的能力。）【练一练】1．用下左图示所示的滑轮组提升重物，若拉力F将绳子的自由端移动1.5m时，重物升高0.5m,请你在图中画出绳子绕法。2．人站在地面上，用下右图所示的滑轮组将重物提起，画出绕法。【回归生活】你能否帮助胖爷爷轻松地将米袋运上楼？选用哪种方法更好些？ （设计意图：利用flash动画模拟真实场景，首尾呼应；知识回归生活，充分体现了学生的主体地位，也体现物理教学理念。） 学生组装滑轮，完成绕线交流实验结果，分析比较F（提起重物所用的力）与G（总重力）的关系？绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系？学会数与动滑轮相连绳子的段数完成练习，及时检测与反馈学生的学习效果。观察滑轮组的不同绕线方式，总结绕线小窍门。完成练习，及时检测与反馈学生的学习效果。通过本节课的学习和探究，集思广益，想出更好的办法帮助胖爷爷解决困难。选用动滑轮选用滑轮组
4、轮轴和斜面 【课外延伸】轮轴和斜面【过渡】生活中除了杠杆和滑轮，你还知道哪些简单机械？1、出示带有螺丝钉、螺丝及螺母的木板、扳子、螺丝刀、手钻，依次让学生从木板上拧下螺丝，在木板上钻孔。2、使用这几个工具时有什么共同之处？【播放视频】生活中的轮轴和斜面【自主学习】观看视频后结合课本83页“科学世界”部分，完成下面的问题。1.轮轴由 和 组成，生活中你所知道的轮轴的实例有哪些？2.轮轴是一种 （填“省力”或“费力”）的简单机械，但要 。3.斜面也是一种简单机械，列举生活中的应用实例。4.斜面是一种 （填“省力”或“费力”）的简单机械，但可以 。5.实践探索：骑自行车爬同一个陡坡，第一次按直线上爬，第二次按“S”型上爬，比较哪一次更省力？试说明原因。【小结】轮轴是一种省力的简单机械，斜面是一种费力的简单机械。（设计意图：体现出“从生活走向物理，从物理走向社会”的物理新课程理念，培养学生建立物理模型的意识。） 学生上讲台用螺丝刀、扳手拧螺丝钉、螺丝，用手钻在木板上钻孔。其他学生注意观察。观看视频，了解轮轴和斜面的特点和实质。阅读课本83页“科学世界”部分，完成思考题。
三、课堂小结： 回顾本节课的学习内容本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑 学生讨论梳理知识，交流收获和疑惑。
四、课堂检测 教师巡视、讲评 学以致用完成检测题、解答见附件1
五、布置作业 出示思考题题目 见附件2 课后完成
板书设计
第五节 其他简单机械
1、定滑轮和动滑轮
2、比较定滑轮和动滑轮的特点。
(1) 定滑轮：不省力，能改变力的方向；实质是一个等臂杠杆；
(2)动滑轮：省力，不能改变力的方向 ，实质是一个省力杠杆
3、滑轮组的特点
（1）F＝G总/n
S=nh（n：与动滑轮相连绳子的段数）
（2）绕线小窍门：奇动偶定
教学反思
一、案例的“亮点”
1、整个教学活动设计以教师为主导，学生为主体。给学生创设开放的学习氛围，提供足够充分的活动时间和空间，注重知识的发生、发展和形成过程，使学生积极主动地参与学习活动。在探究性实验中帮助学生掌握科学研究的方法，培养学生的创新意识。通过对实验现象的观察，学生运用已有知识对实验现象进行分析、比较、综合、抽象、概括等不同形式的思维活动，刺激学生积极思考，探究其中奥秘，进而为创造性思维的发展奠定一个良好的基础。
2、教学过程中引导学生分析出滑轮、轮轴的实质，培养学生构建物理模型的能力。
3、本课利用了许多生活中利用滑轮、斜面的视频，科学世界中的轮轴、斜面利用生活中的实物演示，体现出“从生活走向物理，从物理走向社会”的物理新课程理念。
二、教学中易出现的问题
1、在探究滑轮、滑轮组的特点时，拉力大于理想状态的物重的n分之一，注意引导学生分析产生误差的原因：摩擦力和动滑轮的重力。因此，把滑轮组省力的特点分为两种情况：在不计绳、动滑轮重及摩擦力的情况下有几端绳子作用在动滑轮上，所用拉力就是物重的几分之一；如果只不计绳重及摩擦力，G还包含动滑轮重。
2、动滑轮的支点是一个动点。
附件1
1．关于滑轮，下列说法中错误的是(　　)
A．使用定滑轮不省力，但能改变动力的方向
B．使用动滑轮省一半的力，还能改变动力的方向
C．定滑轮的实质是个等臂杠杆
D．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
2．工人们为了搬运一台笨重的机器，设计了如下所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管)，其中最省力的方案是(　　)
3．如图所示，把重20 N的物体匀速向上提起，弹簧测力计的示数为12 N，若不计绳重及摩擦，则拉力的大小是______N，动滑轮重力的大小是______N．若重物提升的速度是0.1 m/s，则自由端绳子上升的速度为________m/s。
4．按照题目所给的省力条件，请在下图中画出滑轮组绳子的绕法，用F表示人对绳子自由端的拉力（不计动滑轮重量和摩擦）。
5.如下图所示，若拉力F=900N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是_________N，物体A移动_________m。
6．如下图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3。则（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
附件2
1．一条绳子最多能承受1000N的拉力。请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物，画出滑轮组安装示意图。（动滑轮重及摩擦不计）
2．如下图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50N。则：
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G甲=______N，
G乙=________N，G丙=________N。
(2)动滑轮重3N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G甲=______N，
G乙=________N，G丙=________N。
(3)当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是S甲=_______m，
S乙=_______m，S丙=________m。
(4)如果物体被提升的速度都是0.2m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：
V甲=________m/s，V乙=________m/s，V丙=________m/s。
3．如图中甲、乙所示的装置里，用多少力就可以把重物提起？（不计摩擦力和滑轮重）
4．在3000多年前，我们的祖先就设计了结构合理的辘轳，直到现在，也还有些地方在使用它，去查找资料，看它是什么样的结构，有什么用？是属于哪一种简单机械？
PAGE
4

展开更多......

收起↑