滑輪教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第二節(jié) 滑輪及其應(yīng)用宿松縣木梓初級(jí)中學(xué) 王三虎教學(xué)任務(wù)分析：學(xué)生原有水平分析： （1）學(xué)生已經(jīng)知道了三種杠桿即省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿的特點(diǎn)。 （2）學(xué)生基本掌握了杠桿的平衡條件。本節(jié)教學(xué)中，只有讓學(xué)生親自動(dòng)手去探究，才能使他們?cè)趯W(xué)習(xí)上獲得主動(dòng)權(quán)，才 能擺脫傳統(tǒng)教學(xué)中教師 “灌”的、陳舊的 “填鴨式 ”的教學(xué)方式，問(wèn)題提出后，讓學(xué)生自 行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄、比較歸納、討論交流等一系列的教與 學(xué)的活動(dòng)， 充分展現(xiàn)物理學(xué)科的特點(diǎn)和魅力，讓學(xué)生初步體驗(yàn)科學(xué)探究中的曲直與艱 辛，滲透物理學(xué)的基本研究方法，培養(yǎng)學(xué)生帶著教材走向生活的學(xué)習(xí)習(xí)慣，注重多種 能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。真正做到從生

2、活走向物理，從物理走向社會(huì)。 降低坡度，分散難點(diǎn)，強(qiáng)化重點(diǎn) “滑輪”是初中物理力學(xué)中比較重要的一種簡(jiǎn)單機(jī)械，它是在同學(xué)們學(xué)習(xí)了杠桿后，對(duì) 一些變形的杠桿的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)， 對(duì)生活中現(xiàn)象的進(jìn)一步觀察和應(yīng)用。由于滑輪按使用 情況可以分為定滑輪、 動(dòng)滑輪和滑輪組， 而且學(xué)生對(duì)滑輪組的繞線及段數(shù)的判斷不容 易理解。為了降低坡度， 分散教學(xué)難點(diǎn)， 我們讓學(xué)生始終處于問(wèn)題的氛圍中， 去猜想、 去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并和其他的同學(xué)交流討論，學(xué)生在自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)的熱烈情 境中，不知不覺(jué)加深了對(duì)知識(shí)的理解。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪，理解定滑輪、動(dòng)滑輪的作用。2. 會(huì)根據(jù)要求使用和組裝滑輪組。過(guò)程與方法

3、1通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，得出定滑輪、動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)。2通過(guò)自制教具以及杠桿的平衡條件，對(duì)定滑輪、動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)進(jìn)行分析， 培養(yǎng)學(xué)生的分析觀察能力，得出定滑輪是一種等臂杠桿、動(dòng)滑輪是一種省力杠 桿。3在對(duì)實(shí)例的分析和解釋中進(jìn)一步理解定滑輪、動(dòng)滑輪的應(yīng)用。情感、態(tài)度和價(jià)值觀 1意識(shí)到定滑輪和動(dòng)滑輪的不同作用，提高探究簡(jiǎn)單機(jī)械的興趣； 2運(yùn)用學(xué)過(guò)的科學(xué)知識(shí)解釋生活中的滑輪，進(jìn)一步感受到生活和科學(xué)的關(guān)系； 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)： 定滑輪、動(dòng)滑輪及滑輪組的作用及特點(diǎn)。難點(diǎn)： 1.定滑輪是一種等臂杠桿、動(dòng)滑輪是一種省力杠桿的變形；2. 找動(dòng)滑輪的支點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程一引入：演示：杠桿提水的實(shí)驗(yàn) 在杠桿的一端施加一個(gè)

4、向下的動(dòng)力，發(fā)現(xiàn)杠桿已經(jīng)碰地了，小桶還沒(méi)有離開井口。 提問(wèn)：該怎么辦呢 操作：將杠桿向上移動(dòng)，就能使杠桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，小桶就會(huì)繼續(xù)被舉高。 （邊講邊做） 如果杠桿能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，小桶就可以被舉得更高。 （演示） 提問(wèn)：杠桿要是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的話，大家想象一下，會(huì)是怎樣的情況呢 操作：轉(zhuǎn)動(dòng)紅色的等臂杠桿 現(xiàn)象：看到它形成了一個(gè)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(shí)際上就是杠桿的變形，它也是一種簡(jiǎn) 單機(jī)械。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，人們使用的往往是復(fù)雜的機(jī)械，但復(fù)雜機(jī)械中的許 多部件就是由杠桿、滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械組合起來(lái)的。今天我們就開始學(xué)習(xí)滑輪。二新課教學(xué)： 請(qǐng)學(xué)生觀察：滑輪由哪些部分

5、組成呢（ PPT出現(xiàn)一個(gè)滑輪） 學(xué)生：有輪子 （輪子的邊緣有什么特點(diǎn)呢） 學(xué)生：有凹陷（我們把它稱為槽。 ）教師：輪子會(huì)不會(huì)轉(zhuǎn)呢 （會(huì)） 教師：繞著什么轉(zhuǎn) （繞著圓心） 教師：也就是繞著通過(guò)圓心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。教師：軸用框固定。 教師：框的上下還各有一個(gè)鉤子。 引入定義：像這樣能夠繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(qǐng)學(xué)生觀察：這兩個(gè)滑輪在構(gòu)造有沒(méi)有不同呢（沒(méi)有） 老師利用其中一個(gè)滑輪將這個(gè)重物舉高：1. 把滑輪掛在鐵架臺(tái)上2. 在繩子的一端掛上重物3. 將繩子繞過(guò)滑輪4.

6、 在繩子的另一端施加一個(gè)向下的拉力 思考：教師提供一套完全相同的器材，請(qǐng)學(xué)生用這個(gè)滑輪想出另一種方法，同樣也 把這個(gè)重物舉高。學(xué)生討論：請(qǐng)同學(xué)你上來(lái)表演。 （學(xué)生操作過(guò)程中，滑輪會(huì)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(jié)：操作步驟：1. 將繩子的一端固定在鐵架臺(tái)上2. 把重物掛在滑輪的下方3. 將繩子穿過(guò)滑輪4. 在繩子的另一端施加一個(gè)向上的拉力，重物就被舉高了 操作：教師同時(shí)利用這兩個(gè)滑輪將重物舉高。 （操作：兩邊同時(shí)拉） 思考：這兩個(gè)滑輪在構(gòu)造上是相同的，大家認(rèn)真觀察，它們?cè)诠ぷ鬟^(guò)程中有什么不同呢（一個(gè)滑輪會(huì)動(dòng)，另一個(gè)不會(huì)動(dòng)）哪一個(gè)不會(huì)動(dòng) （

7、左邊）教師在左邊這個(gè) 滑輪上貼一個(gè)小圓點(diǎn)，當(dāng)向下拉繩子的時(shí)候，看看滑輪有沒(méi)在動(dòng) 總結(jié)：可見，不能說(shuō)是滑輪不動(dòng)，而是滑輪的軸不動(dòng)。而右邊這個(gè)滑輪的軸會(huì)隨著物體的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。 （PPT） 定義：把在工作過(guò)程中軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。把在工作過(guò)程中軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。 （板書： 3. 分類：定滑輪：軸固定不動(dòng) 動(dòng)滑輪：軸隨物體一起運(yùn)動(dòng) ） 可見，定滑輪和動(dòng)滑輪不是構(gòu)造不同，也不是一個(gè)會(huì)動(dòng)，一個(gè)不會(huì)動(dòng)。 而是由在工作過(guò)程中軸會(huì)不會(huì)隨著物體一起運(yùn)動(dòng)來(lái)區(qū)分的。（板書： 二、定滑輪的工作特點(diǎn)） 1.利用定滑輪工作有什么好處呢 分析：在沒(méi)有利用定滑輪時(shí)，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(jié)：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(cè)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(cè)量：此時(shí)拉力為多少（）這是動(dòng)力，記為 F1= （副板書 ） 分析：因?yàn)閯?dòng)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(gè)問(wèn)題如何分析誰(shuí)想出來(lái)了 （請(qǐng)同學(xué)發(fā)言） 分析：剛才我們已經(jīng)知道了滑輪實(shí)際上就是杠桿的變形， （出示教具）現(xiàn)在我們?cè)侔?

9、它變回杠桿進(jìn)行分析。 （將滑輪變回杠桿） 引導(dǎo)：大家觀察一下，當(dāng)提起重物時(shí)，支點(diǎn)在哪（在軸上） 這是動(dòng)力作用線，這是阻力作用線， （邊講邊用手比劃） 從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離為動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的距離為阻力 臂。（用手比劃） 發(fā)現(xiàn)：動(dòng)力臂等于半徑，阻力臂也等于半徑，即 l1=l2。也就是說(shuō)定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)什么杠桿（等臂杠桿） （再點(diǎn) PPT） 證明：當(dāng)勻速舉起重物時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)。根據(jù)杠桿的平衡條件： F1×l1=F2×l2 因?yàn)?l1= l2 所以 F1 =F2 可是剛才我們測(cè)出 F1=，F(xiàn)2=2N；為什么實(shí)際過(guò)程中 F1略大于 F2 呢 分析：因?yàn)檩喸诶@著

10、軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 軸與輪之間會(huì)產(chǎn)生摩擦， 同時(shí)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(huì)一樣 嗎（會(huì)&不會(huì)）用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。演示： 向下拉時(shí)， F1= 斜向下拉， F1 = 水平拉時(shí)， F1 = 無(wú)論沿哪個(gè)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(shí)，阻力和阻力臂不變，現(xiàn)在動(dòng)力是沿著這個(gè)方向的，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力臂還是等于半徑，即定滑輪還是個(gè)等臂杠桿。因此 F1= F2。 水平拉時(shí)，動(dòng)力臂仍然等于半徑，說(shuō)明它仍然是一個(gè)等臂杠桿，則F1= F2總結(jié)：所以，無(wú)論我們沿

11、什么方向拉，定滑輪始終是一個(gè)等臂杠桿。綜上所述，定滑輪工作的特點(diǎn)是：（板書： 1.可以改變力的方向2.不能省力3.實(shí)質(zhì)：等臂杠桿）（板書：三、動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)） 1.利用動(dòng)滑輪工作會(huì)不會(huì)改變力的方向呢 請(qǐng)一個(gè)同學(xué)來(lái)分析。 分析：在沒(méi)有利用動(dòng)滑輪時(shí)，要將重物豎直向上舉高，力的方向要豎直向上。而用了 動(dòng)滑輪，力的方向還是豎直向上。 （邊講邊演示） 總結(jié)：利用動(dòng)滑輪不能改變力的方向。2.利用動(dòng)滑輪工作能不能省力呢 演示：現(xiàn)在我用了動(dòng)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(cè)力計(jì) 測(cè)一下。（）記為動(dòng)力 F1= 發(fā)現(xiàn)動(dòng)力小于阻力，所以使用動(dòng)滑輪可以省力。3. 為什么使用動(dòng)滑輪可以省力呢該如何分

12、析 再將動(dòng)滑輪變回杠桿來(lái)分析。分析：當(dāng)提起重物的時(shí)候，支點(diǎn)在哪里 在繩子和輪接觸的地方這是動(dòng)力作用線，這是阻力作用線， （邊講邊用手比 劃）把動(dòng)力臂和阻力臂畫出來(lái)從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離為動(dòng)力臂；從支點(diǎn) 到阻力作用線的距離為阻力臂。 （先用手比劃）動(dòng)力臂等于直徑，阻力臂等 于半徑，即 l1=2l2。也就是說(shuō)動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)省力杠桿4. 那使用動(dòng)滑輪可以省多少的力呢 請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上證明： 當(dāng)勻速舉起重物時(shí)，杠桿出于平衡狀態(tài)。根據(jù)杠桿的平衡條件： F1×l1=F2× l2因?yàn)?l1=2 l2所以 F1 =1/2F2 即使用動(dòng)滑輪可以省多少的力（一半）若學(xué)生沒(méi)有寫根據(jù)杠桿平

13、衡條件四個(gè)字， 就問(wèn)學(xué)生， 這個(gè)公式成立的條件是什 么呢（杠桿要平衡）那現(xiàn)在杠桿平衡了嗎（平衡了） 為什么呢因?yàn)槲覀兪莿蛩倥e起重物，杠桿是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以杠桿處于平衡狀 態(tài)。5. 剛才我們測(cè)出 F2=2N， F1=，為什么實(shí)際過(guò)程中 F1 略大于 1/2F2 學(xué)生：因?yàn)橛心Σ亮?。補(bǔ)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(shí)候，什么也被舉高了（動(dòng)滑輪也被舉高了） ，如果忽 略摩擦力，也忽略了動(dòng)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(jié)出利用動(dòng)滑輪工作的特點(diǎn)是：（板書： 1.不能改變力的方向2.可以省力3.實(shí)質(zhì)：省力杠桿）（板書： 四滑輪組） 現(xiàn)在請(qǐng)大家欣

14、賞一幅漫畫：（PPT第一幅圖 ）大家看漫畫里有兩個(gè)人， 一個(gè)胖子， 一個(gè)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(wèn)：大家猜猜看，胖子會(huì)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(lái)了，胖子失敗了。請(qǐng)大家分析一下胖子失敗的原因是什么 （因?yàn)槭葑颖让娣圯p，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(xiàn)在，還是這袋面粉，還是這個(gè)定滑輪，面粉和瘦子都在地面上，老師再給你 一個(gè)滑輪，請(qǐng)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(dòng)滑輪呢還是定滑輪呢（動(dòng)）對(duì)， 因?yàn)槲覀円×?，所以必須把它組裝成動(dòng)滑輪，用它來(lái)省力；其次，原來(lái)的那 個(gè)定滑輪還要不要用呢（要）還需要一個(gè)定滑輪來(lái)改變力的方向； 總結(jié)：那既要用動(dòng)滑輪來(lái)省力，又要用定滑輪來(lái)改變力的方向，因此，我們就必須將 動(dòng)滑輪和定滑輪組合起來(lái)使用。 怎么組合呢也就是繩子怎么繞呢 （邊說(shuō)邊組裝 成并列的滑輪組） 實(shí)際上動(dòng)滑輪固定在鐵架臺(tái)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(lái)看一下正確的繞線方法：應(yīng)當(dāng)是從內(nèi)到外繞的：PPT: 應(yīng)當(dāng)是從內(nèi)到外繞的： 先從定滑輪的鉤子開始從上往下繞過(guò)動(dòng)滑輪， 再?gòu)南峦?繞過(guò)定滑輪，最后拉力的方向是往下的。定義：像這

16、樣，將動(dòng)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(qǐng)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(dòng)滑輪看成一個(gè)整體， 大家想想這里是幾段繩子在承擔(dān)物重呢現(xiàn) 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(dāng)物重的繩子只有這兩段，即n2，若忽略了動(dòng)滑輪的重的話，每一段繩子只承當(dāng)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(qǐng)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(gè)滑輪組，那又該如何組裝呢請(qǐng)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(lái)承當(dāng)物重。剛才 吊著動(dòng)滑輪的只有兩段，現(xiàn)在還需要一段，該系在哪里呢只能系在鉤子上。PPT: 繩子從動(dòng)滑輪的鉤子上開始往上繞過(guò)定滑輪，再往下繞過(guò)動(dòng)滑輪，最后拉力的 方向是向上得，所以此時(shí)，瘦子必須跑到二樓去拉。那這樣的連接方式對(duì)不對(duì)呢我們?cè)儆脛偛诺姆椒ǚ治鲆幌?。PPT: 我們?cè)侔牙K子剪斷， 發(fā)現(xiàn)這三端都是吊這動(dòng)滑輪的， 可見每一段都承當(dāng) 1/3G 物， 即 100N 的力就可以把面