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1、第二节滑轮及其应用【教学目标】知识与技能1.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。2.能识别生活和生产中常见的滑轮。3.会根据要求使用和组装滑轮组。过程与方法通过实验探究过程认识定滑轮、动滑轮的特点及滑轮组的作用。情感态度与价值观培养学生善于动脑,善于观察,实事求是的科学精神。【重点难点】重点:理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点和作用。难点:运用杠杆平衡条件分析定滑轮与动滑轮的特点。【教学方法】实验探究、启发诱导。【教学准备】教师准备:多媒体课件、弹簧测力计、定滑轮、钩码、细绳、动滑轮、铁架台。学生准备:学案、弹簧测力计、定滑轮、钩码、细绳、动滑轮、铁架台。【教学设计】教学过程:一、引入新课你知道国
2、旗是怎样升到旗杆顶上的吗?其实它依靠的是旗杆上的滑轮让国旗升到顶上。什么是滑轮呢?二、新课讲授1.滑轮:(1)滑轮:周边有槽,能绕轴转动的小轮叫作滑轮。(2)滑轮分类:定滑轮和动滑轮两种。甲:旗杆上的滑轮的轴固定不动就是定滑轮。乙:滑轮的轴跟物体一起运动是动滑轮。2.定滑轮:(1)定滑轮。定义:使用滑轮时,其轴固定不动的滑轮叫作定滑轮。由图可知:使用定滑轮可以将向下的对绳的作用力转化为绳对重物的向上的拉力,所以说定滑轮可以改变作用力的方向。那么,使用定滑轮能省力吗?(2)实验探究:定滑轮特点。实验器材:弹簧测力计、定滑轮、钩码、细绳实验步骤:a.用弹簧测力计直接测出钩码的重力b.用弹簧测力计通
3、过一个定滑轮测量重物c.竖直向下匀速拉动弹簧测力计,观察重物移动的距离和拉力作用点移动的距离(3)定滑轮特点视频。(4)实验数据填入表格。重物G/N弹簧测力计的示数/N重物移动的距离/cm拉力作用点移动的距离/cm实验结论:定滑轮特点:定滑轮不省力也不费距离,但能改变力的方向。(5)定滑轮的实质。定滑轮的实质相当于一个等臂杠杆由杠杆平衡的条件:F1L1=F2L2即:F1L1=GL2因为:L1=L2所以:F1 =G只使用定滑轮,无论拉力方向怎么样,F=G,所以定滑轮不省力但能改变力的方向。3.动滑轮:(1)定义:滑轮的轴跟物体一起运动的滑轮叫作动滑轮。(2)实验探究:动滑轮特点。实验器材:弹簧测
4、力计、轻质动滑轮、钩码、细绳实验步骤:a.用弹簧测力计直接测出钩码的重力b.用弹簧测力计通过一个轻质动滑轮测量重物c.竖直向上匀速拉动弹簧测力计,观察重物移动的距离和拉力作用点移动的距离(3)动滑轮的特点实验视频。(4)实验数据填入表格。重物G/N弹簧测力计的示数/N重物移动的距离/cm拉力作用点移动的距离/cm实验结论:动滑轮特点:不能改变力的方向,但能省力,而且费距离。 (5)动滑轮的实质。由杠杆平衡的条件:F1L1=F2L2即:F1L1=GL2L1=2L2F1 =G2动滑轮的实质:相当于一个动力臂等于阻力臂2倍的杠杆。L1=2L2经过分析发现动滑轮省一半力,但在实验中却发现不能省一半力,
5、针对此点,讲解动滑轮自重问题。注意:轻质动滑轮不计重力,F1=G2思考:如果考虑动滑轮的重力,那么拉力应等于什么?F1=(G物+G动)24.滑轮组:定滑轮能改变力的方向,但不能省力;动滑轮能省一半力,但不能改变力的方向。为了把它们各自的优点结合起来,于是人们就把定滑轮和动滑轮组合起来使用。(1)滑轮组:把定滑轮和动滑轮组合起来使用的装置。(2)实验探究:滑轮组的拉力和物重的关系。实验器材:定滑轮、动滑轮、弹簧测力计、细绳、铁架台、钩码。实验步骤:a.测量动滑轮和钩码的重力;b.按实验装置图a组装滑轮组,匀速拉动绳子的自由端读出弹簧测力计的示数F1;由图可知重物由两根绳子承担,n=2。c.按实验
6、装置图b组装滑轮组,匀速拉动绳子的自由端读出弹簧测力计的示数F2;由图可知重物由三根绳子承担,n=3。(3)滑轮组的拉力和物重的关系视频。(4)滑轮组的拉力和物重的关系。实验动滑轮和钩码的重力G/N弹簧测力计示数F1/N吊起动滑轮的绳子股数n拉力与物重关系a2.131.052b2.130.733(5) 实验结论:拉力F的大小与承担物体总重的绳子段数n有关。在使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重力和摩擦力不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一。F=1nG,S=nh(6)几种升降机械。在现代化生产中,人们使用的往往是复杂的机械,但复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合起来的。
7、三、课堂练习1.学校旗杆顶端装有定滑轮,这样做()A.既省力,也改变施力的方向B.省力,但不改变施力的方向C.不省力,但改变施力的方向D.既不省力,也不改变施力的方向答案:C2.如图所示的滑轮组,每个滑轮重为20 N,绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为100 N的物体,所用的拉力F是()A.50 NB.60 NC.70 ND.120 N答案:B3.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时,则F1、F2、F3的大小关系是。答案:乙F1=F3F24.如图表示三种不同的滑轮组,用它们提起重为G的相同重物,在A端所用的拉力分别为F1=
8、,F2=,F3=,不计滑轮本身的重和摩擦。答案:GG2G35.如图是现代家庭经常使用的自动升降衣架的结构示意图,它可以很方便地晾起洗好的衣服,取下晒干的衣服,其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。图中动滑轮有个,此装置改变动力的方向。答案:2能四、课堂小结1.定滑轮:(1)特点:滑轮工作时轴位置不动。(2)作用:不省力但可以改变力的方向。(3)原理:等臂杠杆。2.动滑轮:(1)作用:省力但不可以改变力的方向。(2)特点:滑轮工作时轴的位置随物体运动。(3)原理:动力臂是阻力臂二倍的杠杆。3.滑轮组:特点:既可以省力又可以改变力的方向。【教学板书】第二节滑轮及其应用一、滑轮滑轮分为:定滑轮
9、和动滑轮两种。二、定滑轮定滑轮不省力也不费距离,但能改变力的方向。三、动滑轮不能改变力的方向,但能省一半的力,而且费距离。四、滑轮组在使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重力和摩擦力不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一。【教学反思】本节内容设计为探究模式。因为实验难度不算大,且器材也不是问题,更重要的是,学生在实际操作中将获得演示和讲述不能获得的直接经验,为后面机械效率的讲述做好铺垫。这与现在“重过程轻结果”的实验思路相吻合。本节课的亮点和成功之处。其一,学生收获了不一样的体验,自信心有提高,实事求是的科学态度落到实处,所学习的目标和效果是好的。这一点可以从学生在我宣布下课时自发的掌声中可以看出;也可以从部分同学下课后依然围绕在我的身边可以看出。其二,在突破动滑轮实质,即支点在哪里这一问题上。其三,在板书设计和课堂小结上比以前有所提高,体现出分层教学的理念。不足之处及改进措施。在学生画图和设计上效率低;实验时间过长。关于第一点,在设计环节上可以采取先画出定滑轮的示意图,后针对性强的提问“你还有其他方法帮助他吗,试画出其示意图,比较哪组同学创造能力更强。
