
課時2 滑輪組 一、教學目標 1.知道滑輪組的作用。 2.會根據(jù)要求使用滑輪組。 二、教學重難點 1.重點:滑輪組的裝配及省力情況。 2.難點:了解滑輪組的繞線方式不一樣,省力情況也不一樣。 三、教學過程 (一)導入 通過上節(jié)課的學習,我們知道了定滑輪、動滑輪各自的實質(zhì)和作用。如果把兩種滑輪組合起來使用,那又會有什么不一樣的地方?在學習完今天的課程后,我們將會知曉。 (二)新課教學 1.滑輪組 教學情境:請同學們觀看生活中常見的場景圖片后,教師講解滑輪組的定義。 知識歸納:定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組。 2.探究滑輪組的特點 教學情境:上節(jié)課學習完定滑輪和動滑輪的知識后我們清楚地知道,使用定滑輪可以改變力的方向,但不能省力;使用動滑輪可以省力,但不能改變用力的方向。現(xiàn)實生活中,我們經(jīng)常會見到下圖所示的情況,聯(lián)系生活從圖中分析總結(jié),使用滑輪組的原因: a.使用滑輪組是為了省力; b.使用滑輪組是為了改變力的方向。 提出問題:使用滑輪組一定能改變力的方向嗎?使用滑輪組可以省力,其大小與重物的重力大小有什么關(guān)系呢?滑輪的個數(shù)越多越省力,還是繞線的有效繩子段數(shù)越多越省力?使用滑輪組的拉力大小與哪些因素有關(guān)? (1)設(shè)計實驗 實驗器材:定滑輪、動滑輪、鉤碼、彈簧測力計、細線、刻度尺 (2)實驗步驟 ①用彈簧測力計勻速豎直向上提拉一定數(shù)量的鉤碼,記下彈簧測力計的示數(shù)為G,并用刻度尺測量出鉤碼上升的高度為h; ②將步驟①中的鉤碼用細線繞過滑輪組,如圖a所示,用彈簧測力計勻速向下拉動鉤碼,將其提升相同的高度h,記下彈簧測力計的示數(shù)為F1,并用刻度尺測量出細線移動的長度為s1; ③將步驟①中的鉤碼用細線繞過滑輪組,如圖b所示,用彈簧測力計勻速向上拉動鉤碼,將其提升相同的高度h,記下彈簧測力計的示數(shù)為F2,并用刻度尺測量出細線移動的長度為s2; ④重復上述操作,將滑輪組更換為如圖c所示,記下彈簧測力計的示數(shù)為F3,測量出細線移動的長度為s3; ⑤更換不同數(shù)量的鉤碼,依次重復上述①②③④步驟,并且記錄下對應的實驗數(shù)據(jù); ⑥用彈簧測力計測量出滑輪組里動滑輪的重力為G動; ⑦根據(jù)最終的實驗數(shù)據(jù),并結(jié)合圖d、e、f,讓同學試著總結(jié)出滑輪組的特點: a.滑輪組既能省力,有時也能改變力的方向,但費距離; b.相同的滑輪組,繞線方式不一樣,最終的拉力大小也不一樣,且有效繩子段數(shù)越多,拉力越小; c.上升相同的高度,有效繩子段數(shù)越多,繩子自由端移動的長度越長; d.由b、c圖可知,拉力的大小與定滑輪的個數(shù)無關(guān)。 知識歸納: (1)用滑輪組提拉重物時(不計繩重與摩擦),滑輪組用n段繩子提升物體,繩子自由端移動的距離s繩是重物提升高度h物的n倍,即:s繩=nh物。 (2)繩子自由端的拉力F拉是物體和動滑輪總重的,即:。 (3)若不考慮摩擦與動滑輪的自重,則:。 (4)n是指直接與動滑輪連接的有效繩子段數(shù)。 (5)滑輪組繞線問題:奇動偶定,先里后外,一動配一定。 a.奇動:指的是當動滑輪上的有效繩子段數(shù)為奇數(shù)時,繩子的起始端在動滑輪上; b.偶定:指的是當動滑輪上的有效繩子段數(shù)為偶數(shù)時,繩子的起始端在定滑輪上。 說明:滑輪組水平放置時,水平拉著物體做勻速直線運動,此時拉力的大小(不計繩子與滑輪之間的摩擦):(f為物體受到的摩擦力);繩子自由端移動的距離:s繩=ns物(s物為物體移動的距離)。 3.例題講解 例 某興趣小組用如圖所示的滑輪組(物體與動滑輪用繩子連接)勻速拉動放在水平面上的物體,此時物體的重力為1000N,受到的摩擦力為200N,用80N的拉力F,10s內(nèi)把物體拉動的距離為2m。求:(不計繩重與摩擦) (1)動滑輪的重力; (2)拉繩的速度。 解:(1)因為不計繩重和繩與滑輪間的摩擦,由圖可知,n=3,由力的方向可得,,動滑輪的重力:G動=nF-f=3×80N-200N=40N (2)物體的速度: 拉繩的速度:v繩=nv=3×0.2m/s=0.6m/s 四、布置作業(yè)與教學反思實驗次數(shù)G/Nh/cmF1/Ns1/cmF2/Ns2/cmF3/Ns3/cm123
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