资源简介

/让教学更有效 精品教案 |物理学科
12.3　滑　轮
【素养目标】
【知识要求】
1.认识定滑轮和动滑轮。
2.知道简单机械的一些应用。
3.知道轮轴和斜面也能省力。
4.巩固简单机械有关的知识。
【教学重难点】
1.认识定滑轮、动滑轮、轮轴和斜面的结构、特点及作用。
2.正确引导学生进行探究实验。
教学准备
铁架台、大小不同的滑轮、钩码、弹簧测力计、细线等
教学过程
导入新课
升旗时，站在地面上的人向下拉绳子，国旗就能徐徐升起。你知道旗杆顶端帮助我们把国旗升上去的装置是什么吗？
新课讲解
一、定滑轮和动滑轮
学生阅读课本“定滑轮和动滑轮”相关内容，归纳总结：
1.滑轮是一种外面有框、中间有轮、轮上有槽，轮绕轴转动的简单机械。
实验（详见课本相关演示实验）：
先用弹簧测力计直接测出每一个钩码的重力，再按图示那样拉弹簧测力计，比较每次拉力和钩码重力的大小关系。研究使用定滑轮提升物体时，注意用力大小、方向以及移动距离方面的特点。
2.定滑轮：
（1）定义：使用时，轴固定不动的滑轮。
（2）实质：等臂杠杆。
（3）特点：使用定滑轮不能省力，但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮（不计绳重和轮轴间摩擦）有F＝G，绳子自由端移动的距离sF（或速度vF）＝重物移动的距离sG（或速度vG）。
3.动滑轮（如右图）：
（1）定义：使用时，轴和重物一起移动的滑轮。
（2）实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
（3）特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
对理想的动滑轮（不计绳重、轴间摩擦和动滑轮重力）有F＝G；只忽略绳重、轮轴间的摩擦，则拉力F＝（G物＋G动）；绳子自由端移动的距离sF（或速度vF）＝2倍的重物移动的距离sG（或速度vG）。
例题讲解：
【例1】如下图所示，滑轮　　　　（选填“A”或“B”）可以看作是等臂杠杆。若物体所受重力均为20N且处于静止状态，不计绳重、摩擦和滑轮的重力，力F2的大小为　　　　N。物体上升时，它的重力势能　　　　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【解析】A是定滑轮，本质是等臂杠杆，B是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆。不计绳重、摩擦和滑轮的重力，B滑轮可以省一半的力，因此F2＝×20N＝10N。物体上升时，高度增加，它的重力势能增大。
【答案】A　10　增大
二、滑轮组
阅读课本“滑轮组”相关内容，归纳总结：
1.实质：定滑轮和动滑轮的组合。
2.特点：既可以省力，又能改变用力的方向，但要费距离。
注意：滑轮组工作时，用力的方向不一定发生改变。
小组同学根据所学知识，总结出滑轮组的省力公式。
（1）在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时，F＝G物。
（2）在不计绳重及摩擦时，F＝（G物＋G动）。
3.滑轮组中承重绳子股数如何来判断？
分割法：承重绳子的股数n为绕过动滑轮的绳子股数。
例题讲解：
【例2】在下图中画出使用该滑轮组提升重物最省力的绳子绕法。
　　
　　【解析】本题为一个定滑轮、两个动滑轮组成的滑轮组。关于滑轮组的绕法，其绕线规律是“奇动偶定”，“奇动”表示如果绳子的段数是奇数，则绳的固定端在动滑轮上，即从动滑轮绕起。绳子的段数是指吊着动滑轮并承担力（以重力和阻力为主）的绳子的段数。注意一个滑轮不能重复绕线。本题绳的固定端如果在动滑轮上，如图甲所示，则有一个动滑轮没有用上，承担物重的绳子的段数为奇数，不是最省力的方法，所以本题最省力的绳子绕法如图乙所示，承担物重的绳子段数为4，是偶数。
【答案】如图乙所示
【迷津指点】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，绳子的段数越多，越省力。如果题中要求站在地面上去操作，表明在绳子的自由端所用拉力方向是向下的。
三、轮轴和斜面
老师引导学生阅读课本相关内容，了解轮轴和斜面相关知识。
板书设计
第3节　滑　轮
滑轮
教学反思
　　学习了“杠杆”之后，再来学习另一种简单机械——滑轮，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，再次体会从具体到抽象的研究方法。可惜的是由于动滑轮实验时细线的长度不够，实验效果略差一些。

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