2024八年級(jí)物理下冊(cè)第十一章機(jī)械與功第2節(jié)滑輪教案新版教科版

Page12.滑輪【教學(xué)目標(biāo)】一、學(xué)問與技能1.知道定滑輪、動(dòng)滑輪，并能識(shí)別它們.2.理解定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)與實(shí)質(zhì)，并能用它們來解決簡潔的問題.3.知道滑輪組的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用，會(huì)依據(jù)要求運(yùn)用和組裝滑輪組.二、過程與方法1.經(jīng)驗(yàn)探究定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組工作特點(diǎn)的過程，進(jìn)一步駕馭用視察、對(duì)比來探討問題的方法.2.經(jīng)驗(yàn)組裝滑輪組的過程，學(xué)會(huì)按要求組裝滑輪組.三、情感、看法與價(jià)值觀1.關(guān)注生活、生產(chǎn)中有關(guān)定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的實(shí)際運(yùn)用.2.具有利用簡潔機(jī)械改善勞動(dòng)條件的愿望.【教學(xué)重點(diǎn)】探究定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)和應(yīng)用.【教學(xué)難點(diǎn)】駕馭定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)；會(huì)按要求組裝滑輪組，并畫出它的繞線.【教具打算】多媒體課件、定滑輪、動(dòng)滑輪、鉤碼、細(xì)繩、鐵架臺(tái)等.【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】老師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一課時(shí)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)問的鞏固.【新課引入】師同學(xué)們，我們?cè)谇懊鎸W(xué)習(xí)了杠桿，知道了杠桿的分類和特點(diǎn).現(xiàn)實(shí)生活中我們還應(yīng)用了其他簡潔機(jī)械，如我們每周一升國旗，升旗手用力向下拉繩子，我們會(huì)看到國旗緩緩上升；工人在滑輪組的幫助下，盡然用500N的力提起重幾噸的物體，你知道這些是應(yīng)用了什么嗎？學(xué)生思索、探討.老師對(duì)學(xué)生的回答先不急于解答.師在剛才的事例中，我們用到了定滑輪和動(dòng)滑輪，它們也是一種簡潔機(jī)械.你們知道定滑輪和動(dòng)滑輪有什么特點(diǎn)嗎？它們是如何工作的呢？【進(jìn)行新課】老師展示一架定滑輪、動(dòng)滑輪裝置，并利用它們分別提起鉤碼，對(duì)滑輪的構(gòu)造簡潔介紹.引導(dǎo)學(xué)生留意視察它們?cè)诠ぷ鬟^程中有什么不同？生：定滑輪工作時(shí)，軸不動(dòng)，輪轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)滑輪工作時(shí)，軸隨著物體一起向上或向下運(yùn)動(dòng).師回答正確.好，下面請(qǐng)大家分別探究定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn).老師總結(jié)：1.滑輪是一個(gè)周邊有槽，并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子.2.滑輪有兩種：定滑輪和動(dòng)滑輪.運(yùn)用時(shí)滑輪的位置固定不變的叫做定滑輪；運(yùn)用時(shí)滑輪的位置跟被拉動(dòng)的物體一起運(yùn)動(dòng)的叫做動(dòng)滑輪.定滑輪老師演示動(dòng)滑輪提升鉤碼，學(xué)生視察定滑輪.師定滑輪有什么特點(diǎn)？演示試驗(yàn)：稱量鉤碼的重力；②演示如圖所示的試驗(yàn)，勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，物體上升，變更拉力的方向，分別點(diǎn)幾名學(xué)生讀數(shù).生：變更拉力的方向，但彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變，特點(diǎn)是G＝F.師運(yùn)用定滑輪不能省力，那么能否省距離？依據(jù)下圖進(jìn)行演示.使學(xué)生清晰地看到：“動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s與物體上上升度h相等，運(yùn)用定滑輪不能省力，也不能省距離.”師定滑輪運(yùn)用有什么好處？生：運(yùn)用定滑輪吊起物體時(shí)，可以變更力的作用方向，達(dá)到操作便利的目的.師定滑輪是一個(gè)等臂杠桿.圖中所示定滑輪兩邊的力與輪相切，中心軸為杠桿的支點(diǎn).輪的直徑可以看做是一根硬棒，動(dòng)力和阻力作用在直徑的兩端，動(dòng)力臂等于阻力臂.總結(jié)：定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿,運(yùn)用時(shí)既不省力，也不省距離，但可以變更力的作用方向.例題1如圖所示，沿三種不同的方向拉繩使物體上升，所用的力分別是F1、F2、F3，則（）A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.一樣大解析：因?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于一等臂杠桿，只能變更力的方向，而不省力，故定滑輪拉同一重物G，沿三個(gè)不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物體的重力.答案：D.動(dòng)滑輪1.試驗(yàn)探究：運(yùn)用動(dòng)滑輪（1）老師邊講邊演示動(dòng)滑輪提升重物.要求學(xué)生探討分析，此時(shí)提起重物運(yùn)用的滑輪與剛才演示試驗(yàn)運(yùn)用的定滑輪有何不同點(diǎn)？老師在學(xué)生探討后小結(jié)：動(dòng)滑輪工作時(shí)，軸和重物一起移動(dòng)；另外用力方向也不同，用定滑輪時(shí)拉力方向是向下的，運(yùn)用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)拉力的方向是向上的.（2）提問：運(yùn)用動(dòng)滑輪有什么好處？（3）組織學(xué)生試驗(yàn)，按課本試驗(yàn)探究，參照下圖進(jìn)行試驗(yàn).由于探討定滑輪時(shí)老師已演示過試驗(yàn)，學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)出試驗(yàn)步驟.說明：重物用2個(gè)鉤碼表示，有利于分析數(shù)據(jù).用彈簧秤測出鉤碼重.讀取彈簧秤的示數(shù)時(shí)，跨過動(dòng)滑輪的兩條繩要豎直、平行.試驗(yàn)：兩人一組，自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)步驟及表格記錄數(shù)據(jù).學(xué)生試驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo).學(xué)生試驗(yàn)完畢后，老師請(qǐng)幾組學(xué)生分別將自己的一組數(shù)據(jù)填到教材中的表格中，分析學(xué)生數(shù)據(jù).（4）學(xué)生總結(jié)：運(yùn)用動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼，彈簧秤的示數(shù)約是鉤碼重的二分之一.兩根繩子吊著重物和滑輪，這兩根繩子的力之和約等于鉤碼的重力，符合平衡力的原理.動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是物體上上升度h的2倍.說明：在提升鉤碼的過程中也把動(dòng)滑輪提升起來了，當(dāng)鉤碼重遠(yuǎn)大于動(dòng)滑輪重時(shí)，動(dòng)滑輪才可忽視不計(jì)，從而得出訪用動(dòng)滑輪可以省一半力的結(jié)論.師動(dòng)滑輪是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿.如圖所示，動(dòng)滑輪由于一邊懸于固定點(diǎn)，重物的重力作用線通過滑輪中心軸，滑輪的“支點(diǎn)”位于固定邊與輪相切的地方.過“支點(diǎn)”的輪的直徑相當(dāng)于杠桿，重物的重力為作用在杠桿上的阻力，人施加的力為動(dòng)力，因此動(dòng)力臂是直徑，阻力臂是半徑，動(dòng)力臂是阻力臂的二倍.2.總結(jié)：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，不能變更動(dòng)力方向，可以省一半的力，但要多移動(dòng)一倍的距離.例題2如圖所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物體A勻速移動(dòng)，物體A受到地面的摩擦力為5N，不計(jì)滑輪、繩子的重力及摩擦，拉力F的大小是（）A.5NB.10NC.40ND.20N解析：如圖所示，該滑輪為動(dòng)滑輪，∵不計(jì)滑輪、繩子的重力及摩擦，∴A受地面的摩擦力f=F/2=5N，∴拉力F=2f=2×5N=10N.答案：B.滑輪組師我們知道運(yùn)用定滑輪可以變更力的方向，運(yùn)用動(dòng)滑輪可以省力，那能否把二者的優(yōu)點(diǎn)都利用起來，組合在一起構(gòu)成一個(gè)新機(jī)械呢？學(xué)生探討、溝通.師請(qǐng)同學(xué)們按你們的設(shè)想，將剛才的一個(gè)定滑輪、一個(gè)動(dòng)滑輪組合起來，看哪一組做的又好又快，并且進(jìn)行試驗(yàn)，來驗(yàn)證是否既省力，又可以變更力的方向.學(xué)生分組試驗(yàn)進(jìn)行探究，老師巡察指導(dǎo).學(xué)生完成試驗(yàn)，溝通試驗(yàn)結(jié)論.師像這樣把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起就是滑輪組，當(dāng)用滑輪組提升重物時(shí)拉力與物重之間有何關(guān)系？請(qǐng)大家分組進(jìn)行試驗(yàn)探究，找出其關(guān)系.老師參加試驗(yàn)指導(dǎo)，并用多媒體出示甲、乙兩組不同的滑輪組，并演示組裝，然后請(qǐng)一名學(xué)生上臺(tái)用甲、乙兩個(gè)滑輪組將同一個(gè)鉤碼提起來.要求學(xué)生留意視察、記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，并說說甲、乙兩個(gè)滑輪組中動(dòng)滑輪的繞線方法有何不同.師兩次示數(shù)不同的緣由是什么？學(xué)生視察、探討后回答：擔(dān)當(dāng)鉤碼的繩子段數(shù)不同.師你能數(shù)出有幾段繩子吊著鉤碼嗎？學(xué)生視察、探討后進(jìn)行回答：甲有2段，乙有3段.老師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)數(shù)繩子段數(shù)的方法：數(shù)繞在動(dòng)滑輪上和固定在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù).有幾段繩子吊著物體，拉力就是鉤碼重的幾分之一.但是在實(shí)際狀況中動(dòng)滑輪的重力不能忽視，所以在試驗(yàn)中得出的拉力并不是鉤碼重的幾分之一，而是稍大于這個(gè)值.老師用多媒體出示段數(shù)分別是2、3、4、5的滑輪組的繞法圖，如圖所示，讓學(xué)生數(shù)數(shù)是幾段繩子吊著物體，推斷滑輪組的省力狀況.（讓學(xué)生體會(huì)相同數(shù)目的滑輪采納不同的繞線方式，擔(dān)當(dāng)重物的繩子段數(shù)不同，導(dǎo)致省力多少不同.）老師就學(xué)生視察四個(gè)不同的繞法圖，引導(dǎo)學(xué)生找出其中的規(guī)律，得出關(guān)于繩子繞法的結(jié)論：奇動(dòng)偶定（繩子的固定端在動(dòng)滑輪上，則為奇數(shù)段繩子；繩子的固定端在定滑輪上，則為偶數(shù)段繩子），并且進(jìn)一步總結(jié)出繩子自由端拉力移動(dòng)距離s和物體移動(dòng)距離ｈ之間的關(guān)系：s＝ｎｈ.總結(jié)：定義：由兩個(gè)以上的滑輪組合而成的裝置叫滑輪組.好處：既可以省力又可以變更用力的方向.拉力F、物重G與繩子股數(shù)n的關(guān)系：F＝G/ｎ.物體移動(dòng)的距離ｈ、自由端移動(dòng)的距離s與繩子股數(shù)ｎ的關(guān)系：s＝ｎｈ.例題3如圖所示，用滑輪或滑輪組提起同一重物，不計(jì)摩擦及滑輪的重，其中最省力的是（）解析：此題中，A由兩段繩子擔(dān)當(dāng)動(dòng)滑輪和物體的重；B是定滑輪，不能省力，C由3段繩子擔(dān)當(dāng)動(dòng)滑輪和物體的重；D由兩段繩子擔(dān)當(dāng)動(dòng)滑輪和物體的重.因此最省力的是C.答案：C.【老師結(jié)束語】大家通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，收獲的確不少.我們共同學(xué)習(xí)了定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)，知道了定滑輪不省力，但能變更力的方向；動(dòng)滑輪省一半的力，但要移動(dòng)兩倍的距離；滑輪組既可以省力又可以變更用力的方向.這節(jié)課就學(xué)到這里，好，感謝大家！【課后作業(yè)】完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí)教材習(xí)題解答我的設(shè)計(jì)如圖所示.自我評(píng)價(jià)1.省力變更力的方向省力變更用力的方向2.D由于定滑輪支點(diǎn)在輪中心，而輪中心到輪邊緣的各點(diǎn)距離相等（都是半徑），即三個(gè)力的力臂都相等且等于物體重力的力臂，依據(jù)杠桿的平衡條件，三個(gè)力一樣大.3.繩端向上移動(dòng)的距離s=2h=2×0.5m=1m.本課內(nèi)容屬于試驗(yàn)探究，要求學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行試驗(yàn)“探究定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)”.大多數(shù)學(xué)生很簡潔想到定滑輪、動(dòng)滑輪的繞線方法，但是在設(shè)計(jì)滑輪組繞線時(shí)，學(xué)生設(shè)計(jì)的方法簡潔出錯(cuò)，因此，老師要適時(shí)引導(dǎo)，避開學(xué)生感到茫然，參加學(xué)生動(dòng)手繞線，介紹滑輪