第十二章 第3節(jié) 滑輪（教學(xué)設(shè)計）2024-2025學(xué)年度人教版（2024）物理八年級下冊

第十二章第3節(jié)滑輪（教學(xué)設(shè)計）2024-2025學(xué)年度人教版（2024）物理八年級下冊學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容第十二章第3節(jié)滑輪

本節(jié)課內(nèi)容涉及人教版（2024）物理八年級下冊第十二章第三節(jié)“滑輪”的相關(guān)知識。主要內(nèi)容包括滑輪的分類、定滑輪和動滑輪的工作原理及其在實際生活中的應(yīng)用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將了解滑輪的工作原理，掌握定滑輪和動滑輪的特點，并能夠運用所學(xué)知識解決簡單的力學(xué)問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察和分析能力，提升學(xué)生對力學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力。通過滑輪的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的模型建構(gòu)、科學(xué)探究和工程思維，增強學(xué)生在實際問題中運用物理知識解決問題的能力。重點難點及解決辦法重點：

1.滑輪的分類和工作原理：學(xué)生需要理解定滑輪和動滑輪的區(qū)別及其工作原理。

2.滑輪系統(tǒng)的力學(xué)分析：學(xué)生需要掌握如何計算滑輪系統(tǒng)中繩子的拉力和力的分解。

難點：

1.動滑輪的力學(xué)分析：理解動滑輪的力臂和力的傳遞方式對學(xué)生來說較為困難。

2.復(fù)雜滑輪系統(tǒng)的分析：對于包含多個滑輪的系統(tǒng)，學(xué)生難以進(jìn)行準(zhǔn)確的力學(xué)計算。

解決辦法：

1.通過實際操作和模型演示，幫助學(xué)生直觀理解滑輪的分類和工作原理。

2.利用實例和練習(xí)題，逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握動滑輪的力學(xué)分析，強調(diào)力臂和力的傳遞關(guān)系。

3.對于復(fù)雜滑輪系統(tǒng)，采用逐步分解的方法，先分析單個滑輪，再逐步合并，幫助學(xué)生逐步建立整體系統(tǒng)的力學(xué)模型。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：結(jié)合多媒體演示，講解滑輪的分類和工作原理，確保學(xué)生掌握基本概念。

2.實驗法：組織學(xué)生進(jìn)行滑輪實驗，觀察定滑輪和動滑輪的力學(xué)效果，加深理解。

3.討論法：引導(dǎo)學(xué)生分組討論滑輪在實際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的分析和解決問題的能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體課件：展示滑輪的結(jié)構(gòu)圖和動畫演示，幫助學(xué)生直觀理解滑輪的工作原理。

2.實驗器材：準(zhǔn)備滑輪、繩子、鉤碼等實驗器材，讓學(xué)生親自動手操作，驗證理論知識。

3.互動平臺：利用在線教學(xué)平臺，進(jìn)行課堂提問和討論，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞滑輪的分類和工作原理，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解滑輪的分類和工作原理。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解滑輪的相關(guān)知識，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過展示滑輪在日常生活中的應(yīng)用案例，如升國旗、搬運重物等，引出滑輪課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識點：詳細(xì)講解定滑輪和動滑輪的工作原理，結(jié)合力的分解和合成，幫助學(xué)生理解滑輪的力學(xué)特性。

-組織課堂活動：設(shè)計小組實驗，讓學(xué)生通過實際操作觀察滑輪系統(tǒng)的力學(xué)效果，并記錄數(shù)據(jù)。

-解答疑問：針對學(xué)生在實驗和討論中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組實驗，體驗滑輪的力學(xué)效果，記錄實驗數(shù)據(jù)。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解滑輪的力學(xué)特性。

-實驗活動法：設(shè)計小組實驗，讓學(xué)生在實踐中掌握滑輪系統(tǒng)的力學(xué)分析。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論和實驗合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解滑輪的力學(xué)原理，掌握力的分解和合成。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：布置涉及滑輪系統(tǒng)分析的練習(xí)題，要求學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)的物理實驗網(wǎng)站或書籍，供學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，針對學(xué)生的錯誤給予指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生進(jìn)行自我修正。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師推薦的資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的滑輪知識和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握程度：

-學(xué)生能夠正確理解和區(qū)分定滑輪和動滑輪的基本概念，明確它們在工作中的區(qū)別。

-學(xué)生能夠掌握滑輪系統(tǒng)的力學(xué)分析，包括力的分解和合成，能夠計算出滑輪系統(tǒng)中繩子的拉力。

-學(xué)生能夠識別和應(yīng)用滑輪在實際生活中的應(yīng)用場景，如起重機、滑車等。

2.技能培養(yǎng)：

-學(xué)生通過實驗和實踐活動，提高了動手操作能力，能夠獨立完成滑輪系統(tǒng)的組裝和實驗操作。

-學(xué)生在解決問題的過程中，培養(yǎng)了觀察、分析和歸納的能力，能夠從實際問題中提取有效信息。

-學(xué)生在小組討論和合作學(xué)習(xí)中，提高了溝通能力和團(tuán)隊合作意識。

3.思維能力：

-學(xué)生通過思考滑輪的工作原理，培養(yǎng)了邏輯思維和抽象思維能力。

-學(xué)生在解決復(fù)雜滑輪系統(tǒng)問題時，能夠運用逆向思維和類比思維，尋找解決方案。

-學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，能夠運用類比和歸納的方法，將所學(xué)知識應(yīng)用于其他領(lǐng)域。

4.學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣：

-學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中，養(yǎng)成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠按時完成預(yù)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)習(xí)效率。

-學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，積極參與討論，勇于提問，培養(yǎng)了良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。

-學(xué)生在課后拓展學(xué)習(xí)中，能夠主動尋找相關(guān)資料，拓寬知識視野。

5.學(xué)習(xí)成果：

-學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠獨立完成涉及滑輪系統(tǒng)的力學(xué)分析題目，提高了解題能力。

-學(xué)生在課堂活動中，能夠展示自己的實驗成果，與同學(xué)分享學(xué)習(xí)心得。

-學(xué)生在課后拓展學(xué)習(xí)過程中，能夠發(fā)現(xiàn)滑輪在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，提出自己的創(chuàng)新想法。

具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.學(xué)生能夠運用所學(xué)知識解決實際生活中的問題，如設(shè)計簡易滑輪系統(tǒng)、計算滑輪系統(tǒng)中的力等。

2.學(xué)生能夠運用類比和歸納的方法，將滑輪知識應(yīng)用于其他物理現(xiàn)象的解釋，如斜面、杠桿等。

3.學(xué)生在小組討論和合作學(xué)習(xí)中，能夠提出有針對性的問題，引導(dǎo)討論方向，提高討論效果。

4.學(xué)生在課后拓展學(xué)習(xí)過程中，能夠主動尋找相關(guān)資料，如實驗報告、學(xué)術(shù)論文等，拓寬知識面。

5.學(xué)生能夠?qū)⒆约旱膶W(xué)習(xí)成果與其他同學(xué)分享，如制作實驗報告、展示實驗成果等，提高交流能力。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)是評價教學(xué)效果的重要指標(biāo)。評價內(nèi)容包括學(xué)生的出勤率、參與度、注意力集中程度和課堂互動情況。

-出勤率：通過考勤記錄，確保所有學(xué)生都參與了課堂教學(xué)，評價學(xué)生的出勤情況。

-參與度：觀察學(xué)生在課堂討論中的發(fā)言頻率和質(zhì)量，評價學(xué)生的參與積極性和思考深度。

-注意力集中：通過提問或觀察學(xué)生的眼神，評價學(xué)生在課堂上的注意力集中程度。

-課堂互動：記錄學(xué)生與教師、學(xué)生之間的互動情況，評價課堂氛圍的活躍度。

2.小組討論成果展示：

小組討論是培養(yǎng)學(xué)生合作能力和交流技巧的重要環(huán)節(jié)。評價內(nèi)容包括小組的組織結(jié)構(gòu)、討論過程和最終成果。

-組織結(jié)構(gòu)：評價小組內(nèi)部的分工是否明確，成員是否積極參與。

-討論過程：評價討論是否有序，是否圍繞主題展開，是否能夠提出有建設(shè)性的意見。

-最終成果：評價小組是否能夠完成既定的任務(wù)，如實驗報告、問題解決方案等。

3.隨堂測試：

隨堂測試是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效手段。評價內(nèi)容包括學(xué)生對基本概念的理解程度、應(yīng)用能力和問題解決能力。

-基本概念：評價學(xué)生對滑輪分類、工作原理等基本概念的記憶和掌握情況。

-應(yīng)用能力：評價學(xué)生能否將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題，如計算滑輪系統(tǒng)的拉力。

-問題解決能力：評價學(xué)生在面對新問題時，能否運用所學(xué)知識進(jìn)行分析和解決。

4.課后作業(yè)反饋：

課后作業(yè)是鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。評價內(nèi)容包括作業(yè)完成情況、作業(yè)質(zhì)量和對錯誤的認(rèn)識。

-作業(yè)完成情況：評價學(xué)生是否按時提交作業(yè)，作業(yè)是否完整。

-作業(yè)質(zhì)量：評價作業(yè)的正確率、清晰度和邏輯性。

-對錯誤的認(rèn)識：評價學(xué)生是否能夠識別錯誤，并嘗試糾正。

5.教師評價與反饋：

教師的評價和反饋對于學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長至關(guān)重要。評價內(nèi)容包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、進(jìn)步情況和學(xué)習(xí)困難。

-學(xué)習(xí)態(tài)度：評價學(xué)生是否認(rèn)真對待學(xué)習(xí)，是否積極參與課堂和課后活動。

-進(jìn)步情況：評價學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中是否有所進(jìn)步，尤其是在理解復(fù)雜概念和解決難題方面。

-學(xué)習(xí)困難：識別學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的具體困難，并提供相應(yīng)的幫助和指導(dǎo)。重點題型整理1.滑輪系統(tǒng)中的力計算題

題目：一個重物掛在動滑輪上，滑輪的半徑為0.2米，繩子的拉力為5牛頓。求重物的重量。

答案：根據(jù)動滑輪的力臂關(guān)系，動滑輪的力臂是重物力臂的兩倍。設(shè)重物的重量為G，則有G=2*F*r，其中F為繩子拉力，r為滑輪半徑。代入數(shù)據(jù)得G=2*5N*0.2m=2N。

2.滑輪系統(tǒng)中的力傳遞題

題目：一個定滑輪和一個動滑輪串聯(lián)使用，重物的重量為20牛頓，繩子的一端固定在墻角，另一端施加10牛頓的力。求重物上升的速度。

答案：在動滑輪系統(tǒng)中，重物上升的速度是施加力的速度的一半。由于是定滑輪和動滑輪串聯(lián)，所以重物上升的速度是施加力的速度的一半的一半。設(shè)施加力的速度為v，重物上升的速度為v'，則有v'=v/2。由牛頓第二定律F=ma，可得v=√(2G/h)，其中G為重物的重量，h為重物上升的高度。代入數(shù)據(jù)得v=√(2*20N/h)，因此v'=√(20N/h)。

3.滑輪系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化題

題目：一個重物通過滑輪系統(tǒng)上升了2米，重物的重量為30牛頓。如果不計摩擦和繩子的重量，求滑輪系統(tǒng)對重物所做的功。

答案：在不計摩擦和繩子重量的情況下，滑輪系統(tǒng)對重物所做的功等于重物克服重力所做的功。功的計算公式為W=F*s，其中F為力，s為力的作用距離。在此題中，力F即為重物的重量G，作用距離s為重物上升的高度h。因此，W=G*h=30N*2m=60焦耳。

4.滑輪系統(tǒng)中的效率計算題

題目：一個滑輪系統(tǒng)，動滑輪的半徑為0.3米，重物的重量為40牛頓，繩子拉力為20牛頓。求滑輪系統(tǒng)的機械效率。

答案：滑輪系統(tǒng)的機械效率是指輸出功與輸入功的比值。輸出功等于重物上升的勢能變化，輸入功等于繩子拉力所做的功。輸出功W_out=G*h，輸入功W_in=F*r，其中F為繩子拉力，r為繩子拉力的作用距離。機械效率η=W_out/W_in。由于動滑輪的力臂是重物力臂的兩倍，所以r=2h。代入數(shù)據(jù)得η=(40N*h)/(20N*2h)=0.5。

5.滑輪系統(tǒng)中的復(fù)雜問題解決題

題目：一個復(fù)雜的滑輪系統(tǒng)包含兩個定滑輪和一個動滑輪，重物的重量為50牛頓，繩子的一端固定在屋頂，另一端施加10牛頓的力。求重物上升的速度和滑輪系統(tǒng)的機械效率。

答案：首先，重物上升的速度v可以通過繩子拉力F和滑輪半徑r計算得出，v=F/(2*r)。由于系統(tǒng)中有兩個定滑輪，所以繩子拉力的作用距離是重物上升距離的兩倍，即r=2*h。代入數(shù)據(jù)得v=10N/(2*0.2m)=25m/s。

對于機械效率，我們需要計算輸出功W_out和輸入功W_in。輸出功W_out=G*h，輸入功W_in=F*r。由于系統(tǒng)中有兩個定滑輪，所以r=2*h。機械效率η=W_out/W_in。代入數(shù)據(jù)得η=(50N*h)/(10N*2h)=0.5。因此，重物上升的速度為25m/s，滑輪系統(tǒng)的機械效率為50%。板書設(shè)計①滑輪概述

-滑輪的分類

-定滑輪

-動滑輪

-滑輪的工作原理

-力的傳遞與分配

-力臂的概念

②定滑輪

-定義

-特點

-力