第二節(jié) 滑輪及其應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)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(lái)解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題3.知道滑輪組的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用，會(huì)根據(jù)要求使用和組裝滑輪組.4.能識(shí)別生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)的滑輪，能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算二、過(guò)程與方法經(jīng)歷探究定滑輪、動(dòng)滑輪工作特點(diǎn)的過(guò)程，學(xué)會(huì)組裝滑輪組，進(jìn)一步掌握用觀察、對(duì)比來(lái)研究問(wèn)題的方法 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.關(guān)心生活、生產(chǎn)中有關(guān)定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的實(shí)際應(yīng)用.2.對(duì)實(shí)踐中的滑輪的工作特點(diǎn)有好奇心.3.具有利用簡(jiǎn)單機(jī)械改善條件的愿望.4.具有對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用是否合理進(jìn)行評(píng)價(jià)的意識(shí).5.通過(guò)了解簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用.【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.會(huì)按要求組裝滑輪組.【教學(xué)難點(diǎn)】掌握定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì).會(huì)進(jìn)行滑輪組的相關(guān)計(jì)算.【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、定滑輪、動(dòng)滑輪、鉤碼、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì).【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)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)知識(shí)的鞏固.【新課引入】教師播放大型起重機(jī)吊起大型鋼梁的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考，這些滑輪可分為幾種類型？各有什么特點(diǎn)？它們是如何工作的？要知道答案，下面我們就來(lái)學(xué)習(xí)第二節(jié)“滑輪及其應(yīng)用”.【課堂導(dǎo)學(xué)】【指導(dǎo)預(yù)習(xí)】閱讀課本P191P193頁(yè)的文字內(nèi)容和插圖，在基本概念、定義、規(guī)定及規(guī)律上，用紅筆做上記號(hào)，并完成學(xué)案中“課前預(yù)習(xí)”部分.各小組內(nèi)部交流討論，提出預(yù)習(xí)疑問(wèn).【交流展示】1.各小組代表舉手發(fā)言，報(bào)告“課前預(yù)習(xí)”答案，教師評(píng)價(jià)訂正.2.學(xué)生質(zhì)疑，教師指導(dǎo)釋疑.【拓展探究】知識(shí)點(diǎn)1 定滑輪師：什么是定滑輪？其主要作用是什么？生：其軸固定不動(dòng)的滑輪，如旗桿上的定滑輪，可以改變作用力的方向.師：學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)探究：先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量鉤碼的重力，然后再用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量利用定滑輪拉起鉤碼的拉力，并改變拉力的方向多次測(cè)量，如教材圖10-14所示，記錄每次拉力的大小和繩子移動(dòng)的距離，然后對(duì)數(shù)據(jù)分析，比較拉力的大小與物重關(guān)系生：定滑輪不能省力.師生互動(dòng)歸納：定滑輪不能省力，但可以改變力的方向.引導(dǎo)學(xué)生利用杠桿平衡條件分析定滑輪的工作原理，并用課件加以展示分析.教師提示，杠桿沒(méi)有固定的形狀，學(xué)生小組討論分析如圖10-15（a）（b）所示杠桿的動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，然后利用杠桿平衡條件判斷得出：定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿.知識(shí)點(diǎn)2 動(dòng)滑輪(1)學(xué)生小組內(nèi)部討論交流，回答什么是動(dòng)滑輪？師生互動(dòng)歸納：軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪.(2)學(xué)生結(jié)合教材圖10-16進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并記錄數(shù)據(jù).小組討論使用動(dòng)滑輪時(shí)拉力的方向與鉤碼重力的方向、拉力與鉤碼重力的大小以及彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離與鉤碼提升高度之間的關(guān)系，教師加以提示和補(bǔ)充，最后總結(jié)歸納出動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變力的方向.教師結(jié)合課本圖10-16動(dòng)滑輪引導(dǎo)學(xué)生找出動(dòng)滑輪的五要素，教師重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：動(dòng)滑輪在使用時(shí)，杠桿的支點(diǎn)在哪個(gè)位置，然后利用杠桿平衡條件分析動(dòng)滑輪的工作原理，得出拉力與物重的關(guān)系FG物/2（不計(jì)滑輪重及摩擦）.最后總結(jié)出動(dòng)滑輪實(shí)際上是動(dòng)力臂是阻力臂二倍的省力杠桿.教師補(bǔ)充：使用動(dòng)滑輪時(shí)，省一半力.但同時(shí)費(fèi)了一倍的距離.知識(shí)點(diǎn)3 滑輪組（一）學(xué)生小組內(nèi)部交流討論，回答下列問(wèn)題：師：什么是滑輪組？滑輪組的作用怎樣？生：定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組.使用滑輪組既能改變力的方向，又能省力.（二）組裝滑輪組并探究滑輪組的省力情況教師出示：一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪、細(xì)線、鉤碼等器材，提出問(wèn)題：把一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成一個(gè)滑輪組，有幾種組合方式學(xué)生小組合作，動(dòng)手組裝，得出兩種繞線方式，并將其示意圖畫(huà)出向其他小組成員進(jìn)行展示，并加以說(shuō)明：二者的不同是繩子的固定點(diǎn)的位置不同，第一種方式是繩子一端固定在定滑輪上，與動(dòng)滑輪相連的繩子有兩段，第二種方式是繩子的一端固定在動(dòng)滑輪上，與動(dòng)滑輪相連的繩子有三段(如圖甲、乙所示)然后小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察兩種滑輪組在提升重物時(shí)有什么特點(diǎn)？將提起重物所用的拉力與物重相比較，再數(shù)一數(shù)承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)，尋找其中的規(guī)律.學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)，提示學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要?jiǎng)蛩儇Q直向上或向下拉，在指針?lè)€(wěn)定時(shí)讀數(shù)，并及時(shí)記錄相關(guān)數(shù)據(jù).學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得結(jié)論：使用滑輪組提升重物時(shí)，物重由幾段繩子承擔(dān)，所用拉力就是物重的幾分之一.教師針對(duì)學(xué)生回答情況進(jìn)行補(bǔ)充：可用隔離法判斷與動(dòng)滑輪相連繩子的段數(shù)，把重物和動(dòng)滑輪從滑輪組中“隔離”出來(lái)，就很容易弄清直接與動(dòng)滑輪連接的繩子的段數(shù)n，在圖甲中我們把重物和動(dòng)滑輪從滑輪組隔離，以重物和動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，有兩段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪及重物，所以用力，同理分析乙圖可知，提起重物及動(dòng)滑輪的力教師在黑板上畫(huà)出段數(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，判斷滑輪組的省力情況(讓學(xué)生體會(huì)相同數(shù)目的滑輪采用不同的繞線方式，承擔(dān)重物的繩子段數(shù)不同，導(dǎo)致省力多少不同)教師就學(xué)生觀察四個(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.教師用多媒體播放課件“滑輪組的組裝”，并講解.滑輪組的組裝(多媒體課件)組裝滑輪組需要解決三個(gè)方面的問(wèn)題：(1)確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù)由滑輪組的省力情況或，可得承擔(dān)物重的繩子段數(shù)或，n應(yīng)取整數(shù)，且要采用進(jìn)位法也可以根據(jù)繩子自由端移動(dòng)距離s與物體上升高度h之間的關(guān)系確定，即.(2)確定滑輪個(gè)數(shù)當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，按照每個(gè)動(dòng)滑輪有2段繩子承擔(dān)，則動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為，定滑輪個(gè)數(shù)為-1，即比動(dòng)滑輪少1個(gè)，若要改變力的方向，則需要再加一個(gè)定滑輪，這時(shí)動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相等當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，如不需要改變力的方向，則動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相等，均為;若要改變力的方向，則需要再加1個(gè)定滑輪，即動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為，定滑輪個(gè)數(shù)為滑輪組中動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)可按 “一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定”的方法確定(3)確定繩子的起點(diǎn)當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的起點(diǎn)在定滑輪上；當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的起點(diǎn)在動(dòng)滑輪上即按“奇動(dòng)偶定”的方法確定.課堂小結(jié)教師指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了什么.1.定滑輪：（1）定義：使用滑輪時(shí)，軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪.（2）特點(diǎn)：既不省力，又不省距離，但可以改變力的方向.（3）實(shí)質(zhì)：等臂杠桿.2.動(dòng)滑輪：（1）定義：軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪.（2）特點(diǎn)：能省一半的力，但要費(fèi)二倍的距離，不能改變力的方向.（3）實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂是阻力臂二倍的省力杠桿.3.滑輪組：既能省力，又能省距離，滑輪組中承擔(dān)物重的繩子有幾段，拉力就是物重的幾分之一.課后作業(yè)1.請(qǐng)同學(xué)們完成課本P193-P194頁(yè)作業(yè)1、2、3、4、5.2.請(qǐng)同學(xué)們完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)的練習(xí).教材習(xí)題解答(P193-P194)1.D 2.左 動(dòng) 定 3.200 100 4.100N 500N 5.250N1.列表比較定滑輪和動(dòng)滑輪2.滑輪組(1)定義：由兩個(gè)以上的滑輪組合而成的裝置叫滑輪組(2)好處：既省力又改變用力的方向(3)缺點(diǎn)：多移動(dòng)距離；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較多的滑輪(4)滑輪組中拉力F、物重G與繩子段數(shù)n的關(guān)系：.(5)物體移動(dòng)的距離h、自由端移動(dòng)的距離s與繩子段數(shù)n的關(guān)系：s=nh本課內(nèi)容屬于實(shí)驗(yàn)探究，要求學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn).大多數(shù)學(xué)生很容易想到定滑輪的繞線方法，但是在設(shè)計(jì)動(dòng)滑輪繞線時(shí)，少數(shù)幾個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的方法都還是定滑輪，因此，教師要適時(shí)引導(dǎo)，避免學(xué)生感到茫然，參與學(xué)生動(dòng)手繞線，介紹二者的不同之處這樣不僅節(jié)約了教學(xué)時(shí)間，而且調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的積極性在探究定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生試圖從拉力與鉤碼重力的大小、方向、移動(dòng)距離等方面進(jìn)行比較，鼓勵(lì)每個(gè)小組的同學(xué)都動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)，分工協(xié)作，如拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)、讀取測(cè)力計(jì)的示數(shù)、測(cè)量鉤碼上升的距離和測(cè)力計(jì)上升的距離、記錄數(shù)據(jù)等，相互之間起到監(jiān)督的作用，還有利于共同分析數(shù)據(jù)、歸納出結(jié)論、分享實(shí)驗(yàn)成果8