第二節 滑輪及其應用【教學目標】一、知識與技能1.知道定滑輪、動滑輪，并能識別它們2.理解定滑輪、動滑輪的特點與實質，并能用它們來解決簡單的問題3.知道滑輪組的結構、特點和應用，會根據要求使用和組裝滑輪組.4.能識別生產、生活中常見的滑輪，能進行相關的計算二、過程與方法經歷探究定滑輪、動滑輪工作特點的過程，學會組裝滑輪組，進一步掌握用觀察、對比來研究問題的方法 三、情感、態度與價值觀1.關心生活、生產中有關定滑輪、動滑輪、滑輪組的實際應用.2.對實踐中的滑輪的工作特點有好奇心.3.具有利用簡單機械改善條件的愿望.4.具有對現實生活中簡單機械的應用是否合理進行評價的意識.5.通過了解簡單機械的應用，初步認識科學技術對人類社會發展的作用.【教學重點】探究定滑輪、動滑輪、滑輪組的特點和應用.會按要求組裝滑輪組.【教學難點】掌握定滑輪和動滑輪的實質.會進行滑輪組的相關計算.【教具準備】多媒體課件、定滑輪、動滑輪、鉤碼、細繩、彈簧測力計.【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】教師播放大型起重機吊起大型鋼梁的視頻，引導學生觀察思考，這些滑輪可分為幾種類型？各有什么特點？它們是如何工作的？要知道答案，下面我們就來學習第二節“滑輪及其應用”.【課堂導學】【指導預習】閱讀課本P191P193頁的文字內容和插圖，在基本概念、定義、規定及規律上，用紅筆做上記號，并完成學案中“課前預習”部分.各小組內部交流討論，提出預習疑問.【交流展示】1.各小組代表舉手發言，報告“課前預習”答案，教師評價訂正.2.學生質疑，教師指導釋疑.【拓展探究】知識點1 定滑輪師：什么是定滑輪？其主要作用是什么？生：其軸固定不動的滑輪，如旗桿上的定滑輪，可以改變作用力的方向.師：學生小組實驗探究：先用彈簧測力計測量鉤碼的重力，然后再用彈簧測力計測量利用定滑輪拉起鉤碼的拉力，并改變拉力的方向多次測量，如教材圖10-14所示，記錄每次拉力的大小和繩子移動的距離，然后對數據分析，比較拉力的大小與物重關系生：定滑輪不能省力.師生互動歸納：定滑輪不能省力，但可以改變力的方向.引導學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，杠桿沒有固定的形狀，學生小組討論分析如圖10-15（a）（b）所示杠桿的動力、阻力、動力臂和阻力臂，然后利用杠桿平衡條件判斷得出：定滑輪的實質是一個等臂杠桿.知識點2 動滑輪(1)學生小組內部討論交流，回答什么是動滑輪？師生互動歸納：軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪.(2)學生結合教材圖10-16進行實驗探究，并記錄數據.小組討論使用動滑輪時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力計移動距離與鉤碼提升高度之間的關系，教師加以提示和補充，最后總結歸納出動滑輪的特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變力的方向.教師結合課本圖10-16動滑輪引導學生找出動滑輪的五要素，教師重點強調：動滑輪在使用時，杠桿的支點在哪個位置，然后利用杠桿平衡條件分析動滑輪的工作原理，得出拉力與物重的關系FG物/2（不計滑輪重及摩擦）.最后總結出動滑輪實際上是動力臂是阻力臂二倍的省力杠桿.教師補充：使用動滑輪時，省一半力.但同時費了一倍的距離.知識點3 滑輪組（一）學生小組內部交流討論，回答下列問題：師：什么是滑輪組？滑輪組的作用怎樣？生：定滑輪和動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：一個動滑輪和一個定滑輪、細線、鉤碼等器材，提出問題：把一個定滑輪和一個動滑輪組成一個滑輪組，有幾種組合方式學生小組合作，動手組裝，得出兩種繞線方式，并將其示意圖畫出向其他小組成員進行展示，并加以說明：二者的不同是繩子的固定點的位置不同，第一種方式是繩子一端固定在定滑輪上，與動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滑輪上，與動滑輪相連的繩子有三段(如圖甲、乙所示)然后小組根據實驗器材進行實驗，觀察兩種滑輪組在提升重物時有什么特點？將提起重物所用的拉力與物重相比較，再數一數承擔重物的繩子的段數，尋找其中的規律.學生實驗，教師指導，提示學生在實驗中使用彈簧測力計時要勻速豎直向上或向下拉，在指針穩定時讀數，并及時記錄相關數據.學生根據實驗數據分析可得結論：使用滑輪組提升重物時，物重由幾段繩子承擔，所用拉力就是物重的幾分之一.教師針對學生回答情況進行補充：可用隔離法判斷與動滑輪相連繩子的段數，把重物和動滑輪從滑輪組中“隔離”出來，就很容易弄清直接與動滑輪連接的繩子的段數n，在圖甲中我們把重物和動滑輪從滑輪組隔離，以重物和動滑輪為研究對象，有兩段繩子承擔動滑輪及重物，所以用力，同理分析乙圖可知，提起重物及動滑輪的力教師在黑板上畫出段數分別是2、3、4、5的滑輪組的繞法圖，如圖所示，讓學生數數是幾段繩子吊著物體，判斷滑輪組的省力情況(讓學生體會相同數目的滑輪采用不同的繞線方式，承擔重物的繩子段數不同，導致省力多少不同)教師就學生觀察四個不同的繞法圖，引導學生找出其中的規律，得出關于繩子繞法的結論：奇動偶定 (繩子的固定端在動滑輪上，則為奇數段繩子；繩子的固定端在定滑輪上，則為偶數段繩子)，并且進一步總結出繩子自由端拉力移動距離s和物體移動距離h之間的關系：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方面的問題：(1)確定承擔物重的繩子段數由滑輪組的省力情況或，可得承擔物重的繩子段數或，n應取整數，且要采用進位法也可以根據繩子自由端移動距離s與物體上升高度h之間的關系確定，即.(2)確定滑輪個數當承擔物重的繩子段數n為偶數時，按照每個動滑輪有2段繩子承擔，則動滑輪個數為，定滑輪個數為-1，即比動滑輪少1個，若要改變力的方向，則需要再加一個定滑輪，這時動滑輪和定滑輪個數相等當n為奇數時，如不需要改變力的方向，則動滑輪和定滑輪個數相等，均為;若要改變力的方向，則需要再加1個定滑輪，即動滑輪個數為，定滑輪個數為滑輪組中動滑輪和定滑輪的個數可按 “一動配一定，偶數減一定，變向加一定”的方法確定(3)確定繩子的起點當承擔物重的繩子段數n為偶數時，繩子的起點在定滑輪上；當承擔物重的繩子段數n為奇數時，繩子的起點在動滑輪上即按“奇動偶定”的方法確定.課堂小結教師指導學生歸納總結本節課學到了什么.1.定滑輪：（1）定義：使用滑輪時，軸固定不動的滑輪叫定滑輪.（2）特點：既不省力，又不省距離，但可以改變力的方向.（3）實質：等臂杠桿.2.動滑輪：（1）定義：軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪.（2）特點：能省一半的力，但要費二倍的距離，不能改變力的方向.（3）實質：動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，滑輪組中承擔物重的繩子有幾段，拉力就是物重的幾分之一.課后作業1.請同學們完成課本P193-P194頁作業1、2、3、4、5.2.請同學們完成本課時對應的練習.教材習題解答(P193-P194)1.D 2.左 動 定 3.200 100 4.100N 500N 5.250N1.列表比較定滑輪和動滑輪2.滑輪組(1)定義：由兩個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：多移動距離；結構復雜，需要較多的滑輪(4)滑輪組中拉力F、物重G與繩子段數n的關系：.(5)物體移動的距離h、自由端移動的距離s與繩子段數n的關系：s=nh本課內容屬于實驗探究，要求學生動手進行實驗.大多數學生很容易想到定滑輪的繞線方法，但是在設計動滑輪繞線時，少數幾個學生設計的方法都還是定滑輪，因此，教師要適時引導，避免學生感到茫然，參與學生動手繞線，介紹二者的不同之處這樣不僅節約了教學時間，而且調動學生探究的積極性在探究定滑輪、動滑輪和滑輪組特點的實驗進行過程中，引導學生試圖從拉力與鉤碼重力的大小、方向、移動距離等方面進行比較，鼓勵每個小組的同學都動手參與實驗，分工協作，如拉動彈簧測力計、讀取測力計的示數、測量鉤碼上升的距離和測力計上升的距離、記錄數據等，相互之間起到監督的作用，還有利于共同分析數據、歸納出結論、分享實驗成果8