滑輪教學設計

1、第二節(jié) 滑輪及其應用宿松縣木梓初級中學 王三虎教學任務分析：學生原有水平分析： （1）學生已經知道了三種杠桿即省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿的特點。 （2）學生基本掌握了杠桿的平衡條件。本節(jié)教學中，只有讓學生親自動手去探究，才能使他們在學習上獲得主動權，才 能擺脫傳統教學中教師 “灌”的、陳舊的 “填鴨式 ”的教學方式，問題提出后，讓學生自 行設計實驗，通過實驗探究、實驗現象的記錄、比較歸納、討論交流等一系列的教與 學的活動， 充分展現物理學科的特點和魅力，讓學生初步體驗科學探究中的曲直與艱 辛，滲透物理學的基本研究方法，培養(yǎng)學生帶著教材走向生活的學習習慣，注重多種 能力的協調發(fā)展。真正做到從生

2、活走向物理，從物理走向社會。 降低坡度，分散難點，強化重點 “滑輪”是初中物理力學中比較重要的一種簡單機械，它是在同學們學習了杠桿后，對 一些變形的杠桿的進一步認識， 對生活中現象的進一步觀察和應用。由于滑輪按使用 情況可以分為定滑輪、 動滑輪和滑輪組， 而且學生對滑輪組的繞線及段數的判斷不容 易理解。為了降低坡度， 分散教學難點， 我們讓學生始終處于問題的氛圍中， 去猜想、 去設計實驗驗證，并和其他的同學交流討論，學生在自評、互評、教師評價的熱烈情 境中，不知不覺加深了對知識的理解。教學目標知識與技能1認識定滑輪和動滑輪，理解定滑輪、動滑輪的作用。2. 會根據要求使用和組裝滑輪組。過程與方法

3、1通過觀察和實驗，得出定滑輪、動滑輪的工作特點。2通過自制教具以及杠桿的平衡條件，對定滑輪、動滑輪的工作特點進行分析， 培養(yǎng)學生的分析觀察能力，得出定滑輪是一種等臂杠桿、動滑輪是一種省力杠 桿。3在對實例的分析和解釋中進一步理解定滑輪、動滑輪的應用。情感、態(tài)度和價值觀 1意識到定滑輪和動滑輪的不同作用，提高探究簡單機械的興趣； 2運用學過的科學知識解釋生活中的滑輪，進一步感受到生活和科學的關系； 教學重點和難點重點： 定滑輪、動滑輪及滑輪組的作用及特點。難點： 1.定滑輪是一種等臂杠桿、動滑輪是一種省力杠桿的變形；2. 找動滑輪的支點。教學過程一引入：演示：杠桿提水的實驗 在杠桿的一端施加一個

4、向下的動力，發(fā)現杠桿已經碰地了，小桶還沒有離開井口。 提問：該怎么辦呢 操作：將杠桿向上移動，就能使杠桿繼續(xù)轉動，小桶就會繼續(xù)被舉高。 （邊講邊做） 如果杠桿能夠連續(xù)轉動，小桶就可以被舉得更高。 （演示） 提問：杠桿要是連續(xù)轉動起來的話，大家想象一下，會是怎樣的情況呢 操作：轉動紅色的等臂杠桿 現象：看到它形成了一個圓。操作：用自制教具改裝。 講授：像這樣改裝好的裝置就叫做滑輪，滑輪實際上就是杠桿的變形，它也是一種簡 單機械。在現代化生產中，人們使用的往往是復雜的機械，但復雜機械中的許 多部件就是由杠桿、滑輪等簡單機械組合起來的。今天我們就開始學習滑輪。二新課教學： 請學生觀察：滑輪由哪些部分

5、組成呢（ PPT出現一個滑輪） 學生：有輪子 （輪子的邊緣有什么特點呢） 學生：有凹陷（我們把它稱為槽。 ）教師：輪子會不會轉呢 （會） 教師：繞著什么轉 （繞著圓心） 教師：也就是繞著通過圓心的軸轉動。教師：軸用框固定。 教師：框的上下還各有一個鉤子。 引入定義：像這樣能夠繞軸轉動的，邊緣有槽的輪子就叫做滑輪。（板書：一、滑輪1 定義：能夠繞2 組成部分：輪 軸 框 鉤） 滑輪畫法：（用 PPT） 先畫輪，再畫軸，然后框，最后鉤。 再請學生觀察：這兩個滑輪在構造有沒有不同呢（沒有） 老師利用其中一個滑輪將這個重物舉高：1. 把滑輪掛在鐵架臺上2. 在繩子的一端掛上重物3. 將繩子繞過滑輪4.

6、 在繩子的另一端施加一個向下的拉力 思考：教師提供一套完全相同的器材，請學生用這個滑輪想出另一種方法，同樣也 把這個重物舉高。學生討論：請同學你上來表演。 （學生操作過程中，滑輪會打翻，可以提示：先將重物掛在滑輪上） （注意：舉高后一定要將繩子的自由端固定好。 ）總結：操作步驟：1. 將繩子的一端固定在鐵架臺上2. 把重物掛在滑輪的下方3. 將繩子穿過滑輪4. 在繩子的另一端施加一個向上的拉力，重物就被舉高了 操作：教師同時利用這兩個滑輪將重物舉高。 （操作：兩邊同時拉） 思考：這兩個滑輪在構造上是相同的，大家認真觀察，它們在工作過程中有什么不同呢（一個滑輪會動，另一個不會動）哪一個不會動 （

7、左邊）教師在左邊這個 滑輪上貼一個小圓點，當向下拉繩子的時候，看看滑輪有沒在動 總結：可見，不能說是滑輪不動，而是滑輪的軸不動。而右邊這個滑輪的軸會隨著物體的運動而運動。 （PPT） 定義：把在工作過程中軸固定不動的滑輪叫定滑輪。把在工作過程中軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪。 （板書： 3. 分類：定滑輪：軸固定不動 動滑輪：軸隨物體一起運動 ） 可見，定滑輪和動滑輪不是構造不同，也不是一個會動，一個不會動。 而是由在工作過程中軸會不會隨著物體一起運動來區(qū)分的。（板書： 二、定滑輪的工作特點） 1.利用定滑輪工作有什么好處呢 分析：在沒有利用定滑輪時，要將重物舉高，力就要向上。 （演示） 而用

8、了定滑輪之后，力的方向可以向下。 （邊講邊演示） 總結：使用定滑輪的好處是：可以改變力的方向。2.利用定滑輪工作能不能省力呢 如果直接勻速向上（副板書：勻速）提起物體，需要多大的力 測量 : 拉力為多少牛 （2N） 那么物體的重力也就是 2N。即阻力為 2N, 記為 F2=G=2N （副板書 ） 而用了定滑輪之后，需要的拉力為多大呢 測量：此時拉力為多少（）這是動力，記為 F1= （副板書 ） 分析：因為動力大于阻力， 所以使用定滑輪不省力。3. 為什么使用定滑輪不能省力呢這個問題如何分析誰想出來了 （請同學發(fā)言） 分析：剛才我們已經知道了滑輪實際上就是杠桿的變形， （出示教具）現在我們再把

9、它變回杠桿進行分析。 （將滑輪變回杠桿） 引導：大家觀察一下，當提起重物時，支點在哪（在軸上） 這是動力作用線，這是阻力作用線， （邊講邊用手比劃） 從支點到動力作用線的距離為動力臂；從支點到阻力作用線的距離為阻力 臂。（用手比劃） 發(fā)現：動力臂等于半徑，阻力臂也等于半徑，即 l1=l2。也就是說定滑輪的實質是一個什么杠桿（等臂杠桿） （再點 PPT） 證明：當勻速舉起重物時，杠桿處于平衡狀態(tài)。根據杠桿的平衡條件： F1×l1=F2×l2 因為 l1= l2 所以 F1 =F2 可是剛才我們測出 F1=，F2=2N；為什么實際過程中 F1略大于 F2 呢 分析：因為輪在繞著

10、軸轉動時， 軸與輪之間會產生摩擦， 同時繩子與槽之間也有摩擦。 若忽略摩擦力的話，則 F1等于 F2。4. 如果沿著不同方向拉繩子，一樣可以將物體勻速舉高，那么力的大小會一樣 嗎（會&不會）用實驗來驗證。演示： 向下拉時， F1= 斜向下拉， F1 = 水平拉時， F1 = 無論沿哪個方向拉，力的大小都不變。這又是為什么呢5. 為什么沿不同方向拉繩子，力的大小都不變呢 分析：斜拉時，阻力和阻力臂不變，現在動力是沿著這個方向的，發(fā)現動力臂還是等于半徑，即定滑輪還是個等臂杠桿。因此 F1= F2。 水平拉時，動力臂仍然等于半徑，說明它仍然是一個等臂杠桿，則F1= F2總結：所以，無論我們沿

11、什么方向拉，定滑輪始終是一個等臂杠桿。綜上所述，定滑輪工作的特點是：（板書： 1.可以改變力的方向2.不能省力3.實質：等臂杠桿）（板書：三、動滑輪的工作特點） 1.利用動滑輪工作會不會改變力的方向呢 請一個同學來分析。 分析：在沒有利用動滑輪時，要將重物豎直向上舉高，力的方向要豎直向上。而用了 動滑輪，力的方向還是豎直向上。 （邊講邊演示） 總結：利用動滑輪不能改變力的方向。2.利用動滑輪工作能不能省力呢 演示：現在我用了動滑輪也把重物勻速舉高，所需要的拉力為多少呢再用彈簧測力計 測一下。（）記為動力 F1= 發(fā)現動力小于阻力，所以使用動滑輪可以省力。3. 為什么使用動滑輪可以省力呢該如何分

12、析 再將動滑輪變回杠桿來分析。分析：當提起重物的時候，支點在哪里 在繩子和輪接觸的地方這是動力作用線，這是阻力作用線， （邊講邊用手比 劃）把動力臂和阻力臂畫出來從支點到動力作用線的距離為動力臂；從支點 到阻力作用線的距離為阻力臂。 （先用手比劃）動力臂等于直徑，阻力臂等 于半徑，即 l1=2l2。也就是說動滑輪的實質是一個省力杠桿4. 那使用動滑輪可以省多少的力呢 請一個同學到黑板上證明： 當勻速舉起重物時，杠桿出于平衡狀態(tài)。根據杠桿的平衡條件： F1×l1=F2× l2因為 l1=2 l2所以 F1 =1/2F2 即使用動滑輪可以省多少的力（一半）若學生沒有寫根據杠桿平

13、衡條件四個字， 就問學生， 這個公式成立的條件是什 么呢（杠桿要平衡）那現在杠桿平衡了嗎（平衡了） 為什么呢因為我們是勻速舉起重物，杠桿是勻速轉動，所以杠桿處于平衡狀 態(tài)。5. 剛才我們測出 F2=2N， F1=，為什么實際過程中 F1 略大于 1/2F2 學生：因為有摩擦力。補充：除了有摩擦力之外，還有其他原因嗎 剛才我們將物體舉高的時候，什么也被舉高了（動滑輪也被舉高了） ，如果忽 略摩擦力，也忽略了動滑輪和繩子的重的話，則 F1等于 1/2F2。綜上所述，我們可以總結出利用動滑輪工作的特點是：（板書： 1.不能改變力的方向2.可以省力3.實質：省力杠桿）（板書： 四滑輪組） 現在請大家欣

14、賞一幅漫畫：（PPT第一幅圖 ）大家看漫畫里有兩個人， 一個胖子， 一個瘦子，還有一袋很重的 面粉。（PPT第二幅圖）他讓瘦子幫他抓住繩子，自己上樓去搬， 提問：大家猜猜看，胖子會成功嗎所以，（PPT打出第三幅圖）：我們看到面粉落地了，瘦子反而被提起來了，胖子失敗了。請大家分析一下胖子失敗的原因是什么 （因為瘦子比面粉輕，瘦子力氣不夠大）PPT 失敗原因： 1. G 瘦子G面粉 2. 使用定滑輪不能省力 思考：現在，還是這袋面粉，還是這個定滑輪，面粉和瘦子都在地面上，老師再給你 一個滑輪，請你幫助他們想想辦法，怎樣才能讓瘦子把面粉拉到二樓的窗口 呢大家討論一下。分析： 首先，老師提供給你的滑輪

15、必須把它組裝成動滑輪呢還是定滑輪呢（動）對， 因為我們要省力，所以必須把它組裝成動滑輪，用它來省力；其次，原來的那 個定滑輪還要不要用呢（要）還需要一個定滑輪來改變力的方向； 總結：那既要用動滑輪來省力，又要用定滑輪來改變力的方向，因此，我們就必須將 動滑輪和定滑輪組合起來使用。 怎么組合呢也就是繩子怎么繞呢 （邊說邊組裝 成并列的滑輪組） 實際上動滑輪固定在鐵架臺上的繩子可以直接掛在定滑輪的 鉤子上，也是一樣的。那我們來看一下正確的繞線方法：應當是從內到外繞的：PPT: 應當是從內到外繞的： 先從定滑輪的鉤子開始從上往下繞過動滑輪， 再從下往上 繞過定滑輪，最后拉力的方向是往下的。定義：像這

16、樣，將動滑輪和定滑輪組合在一起的裝置就叫做滑輪組。它既可以省力， 又可以改變力的方向。思考；請大家思考一下，使用這樣的滑輪組可以省多少的力呢 分析：我們把面粉和動滑輪看成一個整體， 大家想想這里是幾段繩子在承擔物重呢現 在我們把繩子剪斷， 大家可以看到這兩段繩子是吊著物體的， 而另外一段直 接就落地了，所以承當物重的繩子只有這兩段，即n2，若忽略了動滑輪的重的話，每一段繩子只承當二分之一的 G 物，即 F 拉 1/2G 物，也就是可以省 一半的力。若面粉重 300N,則拉力只要 150N.思考：再請大家思考一下，如果我要用 100N即 1/3 G物的力將面粉提到二樓，還是這 個滑輪組，那又該如何組裝呢請大家討論。分析：首先力要用 1/3 G物，那 n 要等于多少也就是必須有三段繩子來承當物重。剛才 吊著動滑輪的只有兩段，現在還需要一段，該系在哪里呢只能系在鉤子上。PPT: 繩子從動滑輪的鉤子上開始往上繞過定滑輪，再往下繞過動滑輪，最后拉力的 方向是向上得，所以此時，瘦子必須跑到二樓去拉。那這樣的連接方式對不對呢我們再用剛才的方法分析一下。PPT: 我們再把繩子剪斷， 發(fā)現這三端都是吊這動滑輪的， 可見每一段都承當 1/3G 物， 即 100N 的力就可以把面