【核心素养目标】第十一章 简单机械和功 1 杠杆 第2节 滑轮 教学设计 (共2份打包)

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【核心素养目标】第十一章 简单机械和功 1 杠杆 第2节 滑轮 教学设计 (共2份打包)

资源简介

第一节 杠杆
第1课时
核心素养
通过实验探究,画出常见杠杆的力臂,培养学生的观察能力和作图能力.
教学设想
本节课从“拔图钉”的活动引入,使学生亲身体验到利用工具的必要性及其作用,接着列举一些生活中常见的工具,将学生的生活经验与物理知识相联系,让学生通过观察工具的使用过程,找出其共同之处,从而介绍简单机械中的杠杆以及杠杆的五要素,并会画出杠杆的示意图和力臂.(可事先从数学老师那里了解学生的几何作图基础,了解点到线的作图要求和规范,注重学科知识和方法的迁移和衔接)
教学目标
物理观念
(1)知道什么是杠杆,能从常见的工具中辨认出杠杆.
(2)理解力臂的概念,会画杠杆的力臂.
科学思维
正确画出杠杆示意图.
科学探究
通过实际应用理解并体会杠杆的作用.
科学态度与责任
经历生活中的杠杆的辨认过程,培养学生热爱生活、热爱劳动的好品质
教学重难点及突破
重点
1.知道什么是杠杆以及杠杆示意图的画法.
2.有关杠杆的5个名词(即杠杆的五要素).
3.会画杠杆的力臂.
难点
杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法
教学突破
通过学生活动“拔图钉”,把杠杆抽象成一根“硬棒”,感知杠杆的五要素,通过例题讲解和作图训练强化杠杆的力臂作图能力.
教学准备
教师准备
1.多媒体电脑、展台、自制PPT课件(搜集筷子、捕捉卫星用的机械臂、建筑工地上的塔吊、自行车、机器人等图片,用撬棒撬起大石块的动画、开瓶扳手开啤酒瓶的动画).
2.木板一块、木块一块、图钉若干个、羊角锤一把、尖嘴老虎钳一把、螺丝刀一把、铁架台一个、杠杆一个、相同的钩码若干个、弹簧测力计一个、开瓶扳手一个.
3.各类生活和学习中常用的夹子  刻度直尺一把、三角板两块.
学生准备
1.课前预习:什么是杠杆 阅读图11-3“用螺丝刀撬图钉”的插图,有关杠杆的5个名词是哪些
2.刻度直尺一把、三角板两块、开瓶扳手一个、各类生活和学习中常用的夹子
教学过程
一、引入新课
幻灯片展示:筷子、捕捉卫星用的机械臂、建筑工地上的塔吊、自行车、机器人等图片。
讲述:从我们每天吃饭用的筷子,到航天飞机捕捉卫星用的机械臂,机械已深入人类生活的方方面面,使我们产生许多遐想,无论多么复杂的机械都是由简单的机械组成的。今天我门一起学习第一节——杠杆.
点评:导图引导,让学生感叹人类的文明,同时增强学生探究求知领域的决心和信心,引入新课.
二、活动1.1  拔图钉——初步认识杠杆
提出问题;
(1)展台展示木板上的图钉.引导思考:怎样可以将其拔出来
学生回答并上台演示:可以用螺丝刀、羊角锤、尖嘴老虎钳等工具.
(2)在这些方法中,哪一种方法最省力
学生回答:螺丝刀最省力.
(3)观祭开瓶扳手、衣服夹子使用时的特点。
(4)用上述方法时,有什么共同之处
归纳得出杠杆的定义:在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。
课件展示图11-3用螺丝刀撬图钉的杠杆,介绍关于杠杆的5个名词
支点O:杠杆绕其转动的固定点动力
F :使杠杆转动的力.
阻力F :阻碍杠杆转动的力.
动力臂l :从支点到动力作用线的垂直距离.
阻力臂l :从支点到阻力作用线的垂直距离
讲解杠杆示意图的画法:把杠杆机械抽象成一根“硬棒”。教师板画作示范,学生模仿.
方法:先找支点O:再确定动力、阻力的作用点;根据力的作用效果判断动力、阻力方向的方法;最后画出力臂.指出什么是力的作用线.交待力臂的画法:用直角三角板一边沿力的作用线,另一边过原点O.
说明力臂的画法有两种:一种用带箭头的细线表示,另一种用虚线加大括号表示.
课堂练习:
(1)画出如图11-1-1( )所呆的杠杆力F,和F 的力臂
(2)画出如图11-1-1(b)所示的扳鱼网的杠杆示意图,并标出动力和阻力臂.
图11-1-1
(3)课件播放:撬棒撬起大石块的动画
学生观看后画出有关杠杆的五要素,并与动画展示的五要素对比后纠正
点评:精讲多练,突破教学重难点
三、交流与小结
学生总结:
(1)学习了杠杆的定义:一根能绕固定点转动的硬棒;杠杆的5个名词(支点O:杠杆绕其转动的固定点.动力F 使杠杆转动的力.阻力F :阻碍杠杆转动的力.动力臂L :从支点到动力作用线的垂直距离.阻力臂L,:从支点到阻力作用线的垂直距离).
(2)杠杆示意图的画法:把杠杆机械抽象成一根“硬棒”.方法:先找支点O;再确定动力、阻力的作用点;根据力的作用效果判断动力、阻力方向的方法;最后画出力臂.力臂的画法有两种:一种用带箭头的细线表示,另一种用虚线加大括号表示.
讲述:本节新授课是我们初三学习的第一课时,内容少,但较难理解和运用.希望大家课后π强复习和领悟.
四、布置作业
(1)如何认识杠杆
(2)如何正确画出力臂 有什么技巧
(3)园读诛本“信息库”中“国际空间站上的机械臂”(第29页)
板书设计
第一节  杠杆(1)
1.一根能绕固定点转动的硬棒,叫杠杆。
杠杆的5个名词:
支点O:杠杆绕其转动的固定点。
动力F :使杠杆转动的力。
阻力F :阻碍杠杆转动的力。
动力臂L :从支点到动力作用线的垂直距离.
阻力臂L :从支点到阻力作用线的垂直距离.
2.杠杆示意图的画法:把杠杆机械抽象成一根“硬棒”
方法:先找支点O;再确定动力、阻力的作用点;根据力的作用效果判断动力、阻力方向的方法;最后画出力臂.
力臂的画法有两种:一种用带箭头的细线表示,另一种用虚线加大括号表示.
教学探讨与反思
在引导学生画力臂时,教师可适当复习一些数学基础:点到线的垂直距离,先让学生议一议、练一练,为突破教学难点作好铺垫.
补充资料
《墨经》中有关杠杆的知识
墨家是我国古代的一个学派,这个学派的成员多来自生产第一线,有丰富的技术知识和刻苦的钻研精神,研究科学技术的风气特别盛,有不少创造发明,对后世的科学发展起着积极作用。墨翟是战国初期鲁国人,是墨家创始人.《墨经》是墨家学者的集体创作.
《墨经》一书中有两条专门记载杠杆的原理.一条说:“衡木,加重焉而不挠,极胜重也;右校交绳,无加焉而挠,极不胜重也.”意思是说:在横杆的一端加上重物而不致发生偏转(“挠”),那一定是预先固定有石块的一端(即“极”)的转矩,足以胜任重物一端的转矩.此时如果把支点(“交绳”)移近“极”端,即不必另加重物也可以使杠杆偏转,这时是“极”的转矩不能胜任重物的转矩
另外一条是专门从杠杆原理讨论天平与杆秤的,条文是这样的:“衡木,加重于其一旁,必捶一重相若也.相衡;则本短标长,两加焉,重相若,则标必下一标得权也.”这段文字上半是说天平的.意思是:天平横梁的一臂加重物,另一臂必得加砝码(“必捶”),两者必须等重,才能平衡.下半部分是说杆秤的,意思是说:杆秤的提纽到重物的一臂(“本”)比较短,提纽到秤锤的臂(“标”)比较长,如果两边等重,秤锤一边必下落.为什么呢 因为秤锤对“标”一边的作用过大了。
这两条对杠杆的平衡条件说得很全面:有等臂的,有不等臂的:有改变两端重力使它转动的,也有改变两端长度使它转动的.这样的记载,在世界物理学史上都是非常有价值的。
第2课时
核心素养
通过实验探究杠杆的平衡条件,培养学生的科学探究能力和概括总结的能力。
教学设想
学生在上节课“拔图钉”活动的基础上学习了杠杆以及杠杆的五要素,本节课通过实验探究,让学生总结出杠杆的平衡条件,培养学生动手实验的能力以及总结归纳的能力.通过对杠杆平衡条件的进一步分析,发现利用杠杆可以省力但要费距离,若要省距离就要费力.将杠杆按照其作用分为三类(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆),再让学生分别列举生活中的杠杆原理,并进行分类,加深学生对这三类杠杆的理解,最后让学生阅读“生活·物理·社会”,了解“人体中的杠杆”,让学生感到生活中处处有物理,并培养学生的自学能力.
教学目标
物理观念
(1)理解杠杆的平衡条件.
(2)了解杠杆在生活中的实际应用竿.
科学思维
能找到事物的相同点,对杠杆进行分类.
科学探究
通过实验探究,总结出杠杆的平衡条件.
科学态度与责任
经历杠杆原理的探究和了解阿基米德的名言,学习科学伟人的探究精神,树立为人类服务的远大目标,保持坚定不移的信念.
教学重难点及突破
重点
1.自主探究杠杆的平衡条件
2.能从常见的工具中辨认出杠杆,并知道是哪类杠杆
难点
1.自主探究杠杆的平衡条件.
2.用杠杆的平衡条件对杠杆进行分类,了解杠杆的应用
教学突破
通过分组实验与讨论,总结出杠杆的平衡条件,让学生知道杠杆平衡是力和力臂共同的平衡。
通过引导归纳出杠杆的分类依据和分类方法(利用杠杆的平衡条件),以及各类杠杆在实际生活、生产中的应用,培养学生的解题能力.
教学准备
教师准备
1.多媒体电脑、展台、自制PPT课件(搜集各类杠杆的图片)
2.各类不同用途的剪刀图片、举哑铃和托铁球示意图图片、用来捣谷的舂、用来从井里汲水的桔槔、能够精确衡量的古代天平和秤的图片;准备杠杆平衡条件应用的例题
3.铁架台一个、杠杆一个、相同的钩码若干个、弹簧测力计一个、生活中各类不同用途刀、刻度直尺一把.
学生准备
1.课前复习与预习:杠杆的定义;动力、动力臂和阻力、阻力臂的概念;力臂的画法和技巧;什么是杠杆的平衡条件 杠杆可分为哪几类 它们各有什么特点
2.刻度直尺一把、铁架台一个、杠杆一个、相同的钩码若干个、弹簧测力计一个.
教学过程
一、复习引入
(1)复习提问:杠杆的定义:动力、动力臂和阻力、阻力臂的概念;力臂的画法和技巧.
(2)纠正作业中存在的问题
引人:“只要给我一个支点,我就可以移动地球.”这是古希腊学者阿基米德的豪言壮语.他虽然不能真的移动地球,但是他的话却鲜活地告诉我们利用杠杆能产生巨大的力.那么,如何才能产生巨大的动力呢 它依据的原理是什么呢 本节课我们一起来探究.
点评:复习引入,并提醒学生所学知识中的注意事项.
二、杠杆的平衡条件
介绍:探究杠杆平衡条件实验中所用的杠杆.
讲解:
(1)什么是杠杆的平衡状态
学牛回答静止或匀速转动
(2)调节杠杆水平平衡的方法哪边高就向哪边调.
(3)为什么要在水平位置平衡 引导学生回答:①便于直接读出力臂的大小.②使杠杆的自落在支点.
(4)如何设计记录数据的表格
测量次数 F1N L1/cm F2/N L2/cm



(5)分3种情况探究杠杆的平衡情况,并将结果记入表中.
①钩码和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的数量,观察弹簧测力计的指示数如何变化.
②钩码的数量和位置保持不变,改变弹簧测力计的位置,观察弹簧测力计的指示数如何变化.
③钩码数量和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的位置,观察弹簧测力计的指示数如何变化.
学生进行分组实验,并收集数据
分组讨论,进行交流,得出结论
归纳,让学生分析表格中的数据,得出结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂.
补充实验:让动力和阻力位居同侧,用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆和斜向上拉动杠杆,比较拉力的大小是否相同,想一想为什么
斜拉时杠杆的力臂变小,所以力要变大.
幻灯片展示:古希腊学者阿基米德首先总结出了杠杆的平衡条件:F l =F 12,,并发出了“给我一个支点,我就可以移动地球”的豪言壮语.我国古人对杠杆进行了深入的研究,发明了许多相关的器具,并将杠杆广泛应用于生产生活中,对人类的发展作出了重大的贡献.如:大约三千年前,中国就有用来捣谷的舂、用来从井里汲水的桔槔,还有能够精确衡量的天平和秤.
点评:通过经历探究实验,培养学生动手实验的能力,以及在实验中团结协作的精神;进一步培养学生的观察能力,发现问题、解决问题、总结归纳的能力;结合展示古代杠杆的发明和创造进行爱国主义教育
三杠杆的应用和分类
过渡:根据杠杆的平衡条件可知,在什么情况下使用杠杆能够产生巨大的力
学生思考回答,教师进一步引导学生对杠杆进行分类总结:
(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂,平衡时,动力小于阻力.
(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂,平衡时,动力大于阻力
(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,平衡时,动力等于阻力.
请对上述不同类型的杠杆分别举例.
应用举例,课件展示,学生回答:省力的有手推车、船桨等;费力的有筷子、理发剪刀等;等臂的有天平
练习;对课本第5页图11-6中的常见器具进行杠杆分类,并说出分类原则
归纳出三种类型杠杆的特点:
省力杠杆:省力但费距离;费力杠杆:费力但省距离;等臂杠杆:既不省力也不费力,,既不省距离也不费距离
阅读第5页“生活·物理·社会”:生活中的剪刀.
教师用幻灯片补充:生活中的一些杠杆和人体的杠杆.
提问:它们是省力的还是费力的 为什么
点评:通过讨论分析,学生列举生活中常见的各种杠杆和教师的补充,使学生将物理知识与生活实际相联系,加深学生对杠杆分类的理解.
四、交流与小结.
本节新授课重点讲了杠杆的平衡条件和三种类型的杠杆
五、布置作业
(1)阅读课本今天学习的内容,进行复习,并完成课本第8页练习第1题
(2)阅读课本第28页“信息库”中“中国古人对杠杆的应用和研究”,感受中国古人的聪明才智.
板书设计
第一节  杠杆(2)
1.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,表达式:F l =F l
2.杠杆的分类:
(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂,平衡时,动力小于阻力,特点:省力但费距离.
(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂,平衡时,动力大于阻力,特点:货力但省距离
(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,平衡时,动力等于阻力,特点:既不省力也不赀力;既不省距离也不费距
教学探讨与反思
学生学习过程中会出现一些错误的生活经验和常识,如课本第2页图11-2(b),在找钓鱼竿中的支点时,由于学生没有亲身经验,特别是女生,她们认为图中小明的前手是支点,后手用力向下压,就把鱼钓上来了.教师注意对学生的错误经验和认识进行纠正和引导。
补充资料
阿基米德是吹牛的吗
古希腊的科学家阿基米德说过这样的句话:“给我一个支点,我就能移动地球”他认为:“一定大小的力可以移动任何重量.”
地球重60 000亿亿吨,一个人的力量有多大呢,能够移动这么重的地球吗 你可能认为阿基米德在吹牛.其实,他的话有一定的道理,因为力通过机械,可以“放大”;原始人为了保护自己的洞穴,常常用大石头堵住洞口.他们是怎样搬动大石头的呢 几千公斤的大石头不是轻易能搬动的,一定是工具帮了他们的忙.可能是这样,几个原始人拿一根结实的树干想撬石头.他们把树干的一端放在大石头下面,在靠近这一头的树干下垫了一块小石头.当他们压下树干另一端的时候,没花多大的力气,就把大石头给撬起来了。
第一个这样做的原始人,决不会意识到自己竟是大发明家.他发明了我们称为“杠杆”的机械.这种机械可以节省力气.
因此,只要有足够长的动力臂,任何小的动力可以举起任何重的物体.大概由于这个规律太重要,当时人们把它称为“黄金法则”
阿基米德夸口说,他能用杠杆移动地球.理论上,这是正确的;实际上,这是办不到的.因为:第一,需要一根长得难以想象的杠杆,它的动力臂应该是阻力臂的一千万万万万万倍.这样长的杠杆是无法找到的.第二,宇宙间的天体都在不停地运动着,找不到一个相对不动的支点.第三,即使上面两个条件能够办到;把地球举起1厘米,人必须在杠杆的动力臂一端,按下十万万万万公里长的一条弧.按照一秒钟按下一米的速度计算,需要三十万万万年的时间,谁的寿命右这么长?
你说阿基米德吹牛了吗
第3课时
核心素养
通过探究活动,利用杠杆的平衡条件解决简单的实际问题,培养学生分析解题的能力.
教学设想
本节课在杠杆的平衡条件的学习基础上,依据杠杆的平衡条件进行实际应用,解决生活中的一些应用问题.主要有两个重点:求最小力的问题和简单的计算,让学生感到生活中处处有物理,并培养学生的自学能力
教学目标
物理观念
进一步理解杠杆的平衡条件、力臂的概念.
科学思维
会用杠杆的平衡条件来进行简单的计算.
科学探究
通过画杠杆最小力,归纳解决方法,进一步培养学生作图能力.
科学态度与责任
通过了解杠杆在生活中的实际应用,从而提高学习物理的兴趣.
教学重难点及突破
重点
1.会找出杠杆的最长力臂,画出杠杆的最小动力.
2.会用杠杆的平衡条件来进行简单的计算
难点
求杠杆的最小力的方法;会用杠杆的平衡条件来进行简单的计算
教学突破
通过教师精选例题,引导和指导学生分析、归纳、解决问题.
教学准备
教师准备
1.多媒体电脑、展台、自制PPT课件
2.准备杠杆平衡条件应用的例题;撬棒撬起大石块的动画、开瓶扳手开啤酒瓶的动画.
3.铁架台一个、杠杆一个、相同的钩码若干个、弹簧测力计一个、刻度直尺一把
学生准备
1.课前预习:阅读课本中的计算例题,初步学会分析、解决问题.
2.刻度直尺一把.
教学过程
一、复习引入
(1)复习提问:什么是杠杆的平衡条件 依据杠杆的平衡条件,可将杠杆分为哪几类 各类杠杆分别有哪些特点
(2)纠正作业中存在的问题,强调:
①阻力、动力的作用点一定要画在杠杆上.
②由重力产生的阻力,要注意阻力的作用点一定在杠杆上,而不是画在物体的重心上,
引入:学习使用简单机械是为我们服务的.在上节课的学习基础上,要使作用在杠杆上的力最省,应该怎么办 今天我们就应用杠杆的平衡条件来解决相关的问题.
点评:复习巩固,引入新课
二、画最省力的杠杆
动画播放:开瓶扳手开啤酒瓶.
回顾:让学生找出开瓶扳手的支点,并画出阻力F ,交待支点和阻力作用点及阻力方向的确定方法.
学生指出用开瓶扳手打开瓶盖时的支点、动力、阻力,并画出动力和阻力的方向
注意支点的抽象确定方法.
想一想:若使开啤酒瓶用的力最小,应怎么办
教师引导学生进行分析与归纳.
动画播放:用撬棒撬起大石块.
想一想:若使撬起大石块、开啤酒瓶用的力最小,应怎么办
归纳:求最小力的方法:支点与力的作用点的连线作力臂时,力臂最大,此时力最小
教师演示:组装研究杠杆的平衡条件,用弹簧测力计竖直向左拉动杠杆、斜向右拉动杠杆和竖直拉杠杆,比较拉力的大小是否相同,什么时候用力最小 想一想,为什么
学生观察实验后,思考其中的原因,通过实验进一步巩固上述求最小力的方法.
幻灯片展示例题1:如图11-1-2(a)所示的弯曲杠杆A端吊一重物G,要想在B端加一最小的力F,使AO(O为支点)保持水平平衡,试画出此力的方向和力臂
图11-1-2
引导学生分析:先利用杠杆的平衡条件,说明当阻力和阻力臂一定时,要使动力最小,一定是动力臂最大.
强调:支点与力的作用点的连线作力臂时,力臂最大
幻灯片展示例题2:如图11-1-2(b)所示,画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向.
利用杠杆平衡条件的变换公式,再次强调欲使力最小,必须力臂最大.
点评:注重解题方法的指导和归纳(既通过实验研究,又通过理论分析),通过分析与指导,让学生摸索和初步总结出画最小力的方法.通过例题2,让学生不要认为动力和阻力一定不会作用在一点上。
三、有关杠杆的计算
幻灯片展示:例题3(教材第6页)——估算大象的质量
解:根据杠杆的平衡条件可知
铁笼对杠杆的拉力F,与大象所受重力大小相等(铁笼重不计):F =mg,大象的质量
幻灯片展示:例题4
例题4:如图11-1-3所示,轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=_______N;保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将_(选填“变大”、“不变”或“变小”).
答案:30;不变. 点评:通过计算举例,培养学生分析问题、解决问题的能力,并养成良好的解题规范。
四、交流与小结
师生共同总结本课时的内容。
板书设计
第一节  杠杆(3)
1.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.
2.求最小力的方法:支点与力的作用点的连线作力臂时,力臂最大,此时力最小
教学探讨与反思
在方法的指导上,教师要有充分的准备和循循善诱的耐心,给足学生充分思考的时间和空间.基础差点的学校或班级,可将本节课分为2课时进行.教学中应注重培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生从题目提供的情境中收集、处理信息的能力
补充资料
你身上的杠杆
在人体生理卫生课上已学过,人身上有206块骨头,其中有许多起着杠杆的作用,当然这些起杠杆作用的骨头不可能自动绕着支点转动,必须受到动力的作用,这些动力来自于附着在它上面的肌肉
肌肉靠坚韧的肌腱附着在骨上.例如肱二头肌上端肌腱附着在肩胛骨上,下端肌腱附着在桡骨上,肱三头肌上端有肌腱分别附着在肩胛骨和肱骨上.下端附着在尺骨上.
人前臂的动作最容易看清是个杠杆了,它的支点在肘关节.当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时,前臂向上转,引起曲肘动作;而当肱三头肌收缩、肱二头肌松弛时,前臂向下转,引起伸动作.我们很容易感觉得出,前臂是个费力杠杆,但是肱二头肌只要缩短一点就可以使手移动相当大的距离.可见,费了力,但省了距离。
- 1 -
- 11 -第二节、滑轮
核心素养
通过对定滑轮和动滑轮的工作特点的探究,学习数据信息处理的方法,有初步处理信息的能力。
教学设想 
本节课通过两个活动展开教学课堂:活动11.3如何把木料运上楼和活动11.4探究使用定滑轮和动滑轮的特点.由师生讨论活动11.3,发散学生的思维,设计出多种方案,从不同的方案中进行点评与分析,得出最佳方案,引入本节内容,从中培养学生的发散思维和择优选择能力;再通过活动11.4由学生分组实验进行探究,归纳得出实验结论和定滑轮、动滑轮的特点,从而培养学生探究实验的能力和交流合作的能力。
教材在“读一读”栏目中,说明了滑轮实质上是一个变形杠杆(定滑轮实质是个等臂杠杆、动滑轮实质是个动力臂是阻力臂两倍的杠杆),要求学生参照教材上的图11-19(a)去分析图11-19(b),说明动滑轮是怎样的杠杆.学生在分析时最容易出错的是判断动滑轮支点的位置.学生只要见到“轮”,往往认为围绕转动的支点一定在圆心.然而动滑轮的支点却在滑轮的边缘.要让学生理解支点的位置,教师可以用一个圆柱体,将其慢慢推上一个台阶,教师也可自制教具进行实验模拟,此时支点就不是圆的中心O,而在圆边缘的点B;还可以用一根直尺,一端吊起,中间挂重物,另一端用细线向上拉,这时学生很容易找到支点.对照动滑轮,滑轮的圆心相当于尺子的中点,就是阻力的作用点,而滑轮的边缘尺子的固定端才是支点。
进而,师生共同讨论:能否结合定滑轮和动滑轮的优点进行优化组合呢 通过学生实验尝试发现是可以的,从而认识滑轮组的特点和绳子的绕法等。
教学目标
物理观念
(1)初步认识定滑轮和动滑轮,了解这两种滑轮在生活和实际中的作用
(2)知道简单机械的一些作用
(3)会根据要求连接滑轮组,并理解滑轮组的省力原理.
科学思维
通过实验探究学习,初步了解透过现象看本质的思想方法.
科学探究
通过观察和实验探究,了解定滑轮和动滑轮的结构和特点.
科学态度与责任
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.
教学重难点及突破
重点
定滑轮和动滑轮的特点以及它们的实质
难点
1.动滑轮的瞬时支点的确定方法.
2.根据设计要求,连接滑轮组的绕绳方法
教学突破
通过图形分析,再结学生探究实验帮助学生理解.组织、引导学生边学边进行探究活动,通过实际测量知道动滑轮能省一半的力,而定滑轮不省力但可改变力的方向,滑轮组既可以省力又可改变力的方向.
指导学生参照已知绳子绕法的图形组装滑轮组,并结合学生探究实验,实际测量力的大小、比较力的关系,然后自己总结出规律.
教学准备
教师准备
1.多媒体电脑、展台、自制PPT课件(视频:升国旗、定滑轮和动滑轮的插图、滑轮组的插图、动画:电梯上的滑轮).
2.铁架台一个、定滑轮一个、动滑轮一个、细线一根、钩码若干、弹簧测力计一个、直尺一把;准备例题.
学生准备
1.课前预习:什么是定滑轮 它可能有哪些特点 实质是什么 什么是动滑轮,它可能有哪些特点 实质是什么 什么是滑轮组 它可能有哪些特点
2.铁架台一个、定滑轮一个、动滑轮一个、二定二动滑轮各一个;细线一根、钩码若干、弹测力计一个、直尺一把
教学过程
一、活动  如何把木料运到楼上
引入新课
提出问题:如何把木料运到楼上
学生讨论设计方案,并对方案做出评价。实验演示:选择合适的器材做一个模型,试一试能否实现自己的设想.
介绍滑轮的结构:主要部分是能绕轴转动的轮子.
观察使用时的情景;
(1)便用时滑轮轴的位置固定不动,这种滑轮称为定滑轮
(2)使用时轴的位置随被拉物体一起运动,这种滑轮称为动滑轮
请学生举出生活和生产中应用滑轮的实例,并指出分别是哪一种滑轮.
旗杆顶端的滑轮、塔吊提起重物时下端的动滑轮、电梯上的滑轮等.(视频播放:升国旗;动画播放:电梯上的滑轮)
引入:如同杠杆,滑轮也是一种简单机械.今天我们一起来学习和研究它.
点评:创设学习情境,实验引入,培养学生的发散思维和择优选择的能力.
二、探究使用定滑轮的特点
引导学生按以下步骤进行实验操作:
(1)按课本图11-17所示方式组装定滑轮
(2)在它的左侧挂钩码,右侧竖直向下拉弹簧测力计,观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系.(将实验数据记录在表中)
(3)改变弹簧测力计拉力的方向,再进行观察和比较
(4)改变钩码的个数,重做上述实验.
实验次数 钩码所受的重力G/N 弹簧测力计的示数F1/N



(5)分析上表中的数据,得出的结论是:使用定滑轮不省力,但可以改变动力的方向.
点评:通过实验探究活动得到定滑轮的特点.
三、探究使用动滑轮的特点
师引导学生按以下步骤进行实验操作:
(1)按教材所示方式组装动滑轮
(2)竖直向上拉弹簧测力计,使钩码保持平衡状态,读出弹簧测力计示数,并思考这个示数与钩码所受重力的关系.(将实验数据记录在表中)
(3)改变钩码的个数,重做上述实验,进行观察和比较.
实验次数 钩码所受的重力G/N 弹簧测力计的示数F1/N



(4)分析上表中的数据,得出的结论是:使用动滑轮能省一半力,但不能改变动力的方向。
讲述:在动滑轮重力不能忽略的情况下,绳子自由端的拉力会更大一些
补充实验:
①改变弹簧测力计拉力的方向,拉力大小是否改变
②静止时拉力的大小与匀速竖直拉动时是否相同
学生再进行观察和比较,得出的结论:当弹簧测力计斜向上拉时,拉力的示数会变大;静止时拉力的大小比匀速竖直拉动时要大一点(解释:因为受到摩擦不同)
点评:通过实验探究活动得到动滑轮的特点
四、讨论定滑轮和动滑轮的实质
提出问题:杠杆有哪五要素
学生回忆杠杆的五要素.
阅读课本第11页“读一读”内容,理解滑轮的实质是变形的杠杆
请找出定滑轮支点,确定其动力臂和阻力臂的大小关系,动手画一画,并请根据图示分析,解释为什么斜着拉动重物时拉力的大小不变
得出结论:定滑轮实质是一个等臂的杠杆,能改变动力的方向
请找出动滑轮的支点,确定其动力臂和阻力臂,并比较它的大小关系,动手画一画.
并请根据图示分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小会变大 (动力臂变小)
强调:
(1)动滑轮的支点是一个瞬时支点,是一个动态支点.
(2)拉力的方向一定要竖直向上.
得出纬论:动滑轮实质是一种动力臂是阻力臂的2倍的省力杠杆,费距离,不能改变动力的方向.
点评:对比学习定、动滑轮的实质.
五、滑轮组.
过渡:能否结合两者的优点设计出既省力又能改变动力方向的机械呢
学生思考后回答.
讲述:将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组.
指导生进行实验验证;你还发现了其他什么规律
学生组装器材进行探究,鼓励学牛不同的设计方案,如一定一动滑轮组、二定二动滑轮组、一定二动滑轮组、二定一动滑轮组等.
学生实验,归纳特点;
(1)既能省力又能改变力的方向
(2)实质力杠杆,但费距离.
(3)重物动滑轮的重力由几段绳子承担,提起重物所用的力就是物重的几分之一。作用在滑轮组上的动力其中n表示吊着动滑轮的绳子段数,h表示突物体上升的高度).
点评:开放式教学有利于培养学生发散性思维,提高分析问题、解决问题的能力.
六、简单滑轮组的设计与组装
教师对上述实验组装(一定一动滑轮组、二定二动滑轮组、一定二动滑轮组、二定一动滑轮组)进行点评,并板画.
引导学生找出规律(组装口诀):奇动偶定,动定交错
幻灯片展示例题:
如图11-2-1所示,按照要求组装下列滑轮组.(动滑轮自重不计)
(1)用的力提起重物
(2)用的力提起重物
七、交流与小结
师生共同归纳,培养学生的归纳能力(见下表)
名称 作用与实质
定滑轮 不省力,但能改变力的方向,实质是等臂杠杆
动滑轮 省一半力,但能改变力的方向,实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
滑轮组 既省力,也能改变方向,实质是省力杠杆
八、布置作业
(1)复习本节课学习的知识,阅读课本第12页“生活 物理 社会”栏目内容,了解轮轴和斜面,知道它们也是省力的简单机械.
(2)练习课本第13页第1、 2题
(3)观察研究一辆自行车,说说自行车使用了哪些简单机械,其作用分别是什么
板书设计
第二节  滑轮
1.定滑轮:轴的位置固定不变.
不省力,但能改变力的方向;实质是等臂杠杆.
2.动滑轮:轴的位置随被拉物体的位置—起变化.
省一半力,但不能改变力的方向,实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.
3.滑轮组:由定滑轮和动滑轮组成.
既省力,又能改变力的方向,实质是省力杠杆,但赀距离。
作用在滑轮组上的动其中n表示吊着动滑轮的绳子段数,h 表示物体上升的高度).
教学探讨与反思
本节课内容较多,可根据学生学习的基础分成2课时进行.第1课时主要内容为探究定滑动滑轮的特点,第2课时主要内容为探究滑轮组的特点及其绕法,并结合例题讲解进行相关的练习巩固,在学习轮轴和斜面时可展开教学.特别是斜面的讲解,可为后续学习机械功埋下伏笔
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