【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.
二、過(guò)程與方法
1.經(jīng)歷探究定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組工作特點(diǎn)的過(guò)程，進(jìn)一步掌握用觀察、對(duì)比來(lái)研究問(wèn)題的方法.
2.經(jīng)歷組裝滑輪組的過(guò)程，學(xué)會(huì)按要求組裝滑輪組.
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.關(guān)注生活、生產(chǎn)中有關(guān)定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的實(shí)際使用.
2.具有利用簡(jiǎn)單機(jī)械改善勞動(dòng)條件的愿望.
【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.
【教學(xué)難點(diǎn)】 掌握定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)；會(huì)按要求組裝滑輪組，并畫(huà)出它的繞線.
【教具準(zhǔn)備】 多媒體課件、定滑輪、動(dòng)滑輪、鉤碼、細(xì)繩、鐵架臺(tái)等.
【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)上一課時(shí)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】
師 同學(xué)們，我們?cè)谇懊鎸W(xué)習(xí)了杠桿，知道了杠桿的分類(lèi)和特點(diǎn).現(xiàn)實(shí)生活中我們還應(yīng)用了其他簡(jiǎn)單機(jī)械，如我們每周一升國(guó)旗，升旗手用力向下拉繩子，我們會(huì)看到國(guó)旗緩緩上升；工人在滑輪組的幫助下，居然用500N的力提起重幾噸的物體，你知道這些是應(yīng)用了什么嗎？
學(xué)生思考、討論.教師對(duì)學(xué)生的回答先不急于解答.
師 在剛才的事例中，我們用到了定滑輪和動(dòng)滑輪，它們也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械.你們知道定滑輪和動(dòng)滑輪有什么特點(diǎn)嗎？它們是如何工作的呢？
【進(jìn)行新課】
教師展示一架定滑輪、動(dòng)滑輪裝置，并利用它們分別提起鉤碼，對(duì)滑輪的構(gòu)造簡(jiǎn)單介紹.引導(dǎo)學(xué)生注意觀察它們?cè)诠ぷ鬟^(guò)程中有什么不同？
生：定滑輪工作時(shí)，軸不動(dòng)，輪轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)滑輪工作時(shí)，軸隨著物體一起向上或向下運(yùn)動(dòng).
師 回答正確.好，下面請(qǐng)大家分別探究定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn).
教師總結(jié)：
1.滑輪是一個(gè)周邊有槽，并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子.
2.滑輪有兩種：定滑輪和動(dòng)滑輪.使用時(shí)滑輪的位置固定不變的叫做定滑輪；使用時(shí)滑輪的位置跟被拉動(dòng)的物體一起運(yùn)動(dòng)的叫做動(dòng)滑輪.
定滑輪
老師演示動(dòng)滑輪提升鉤碼，學(xué)生觀察定滑輪.
師 定滑輪有什么特點(diǎn)？
演示實(shí)驗(yàn)：
稱(chēng)量鉤碼的重力；
②演示如圖所示的實(shí)驗(yàn)，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，物體上升，改變拉力的方向，分別點(diǎn)幾名學(xué)生讀數(shù).
生：改變拉力的方向，但彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，特點(diǎn)是G＝F.
師 使用定滑輪不能省力，那么能否省距離？
按照下圖進(jìn)行演示.使學(xué)生清楚地看到：“動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s與物體上升高度h相等，使用定滑輪不能省力，也不能省距離.”
師 定滑輪使用有什么好處？
生：使用定滑輪吊起物體時(shí)，可以改變力的作用方向，達(dá)到操作方便的目的.
師 定滑輪是一個(gè)等臂杠桿.圖中所示定滑輪兩邊的力與輪相切，中心軸為杠桿的支點(diǎn).輪的直徑可以看做是一根硬棒，動(dòng)力和阻力作用在直徑的兩端，動(dòng)力臂等于阻力臂.
總結(jié)：定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿,使用時(shí)既不省力，也不省距離，但可以改變力的作用方向.
例題1 如圖所示，沿三種不同的方向拉繩使物體上升，所用的力分別是F1、F2、F3，則（ ）
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一樣大
解析：因?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于一等臂杠桿，只能改變力的方向，而不省力，故定滑輪拉同一重物G，沿三個(gè)不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物體的重力.
答案：D.
動(dòng)滑輪
1.實(shí)驗(yàn)探究：使用動(dòng)滑輪
（1）教師邊講邊演示動(dòng)滑輪提升重物.
要求學(xué)生討論分析，此時(shí)提起重物使用的滑輪與剛才演示實(shí)驗(yàn)使用的定滑輪有何不同點(diǎn)？
教師在學(xué)生討論后小結(jié)：動(dòng)滑輪工作時(shí)，軸和重物一起移動(dòng)；另外用力方向也不同，用定滑輪時(shí)拉力方向是向下的，使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)拉力的方向是向上的.
（2）提問(wèn)：使用動(dòng)滑輪有什么好處？
（3）組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)，按課本實(shí)驗(yàn)探究，參照下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn).由于研究定滑輪時(shí)教師已演示過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟.
說(shuō)明：重物用2個(gè)鉤碼表示，有利于分析數(shù)據(jù).用彈簧秤測(cè)出鉤碼重.讀取彈簧秤的示數(shù)時(shí)，跨過(guò)動(dòng)滑輪的兩條繩要豎直、平行.
實(shí)驗(yàn)：兩人一組，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟及表格記錄數(shù)據(jù).
學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo).
學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后，教師請(qǐng)幾組學(xué)生分別將自己的一組數(shù)據(jù)填到教材中的表格中，分析學(xué)生數(shù)據(jù).
（4）學(xué)生總結(jié)：
使用動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼，彈簧秤的示數(shù)約是鉤碼重的二分之一.
兩根繩子吊著重物和滑輪，這兩根繩子的力之和約等于鉤碼的重力，符合平衡力的原理.
動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是物體上升高度h的2倍.
說(shuō)明：在提升鉤碼的過(guò)程中也把動(dòng)滑輪提升起來(lái)了，當(dāng)鉤碼重遠(yuǎn)大于動(dòng)滑輪重時(shí)，動(dòng)滑輪才可忽略不計(jì)，從而得出使用動(dòng)滑輪可以省一半力的結(jié)論.
師 動(dòng)滑輪是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿.如圖所示，動(dòng)滑輪由于一邊懸于固定點(diǎn)，重物的重力作用線通過(guò)滑輪中心軸，滑輪的“支點(diǎn)”位于固定邊與輪相切的地方.過(guò)“支點(diǎn)”的輪的直徑相當(dāng)于杠桿，重物的重力為作用在杠桿上的阻力，人施加的力為動(dòng)力，因此動(dòng)力臂是直徑，阻力臂是半徑，動(dòng)力臂是阻力臂的二倍.
2.總結(jié)：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，不能改變動(dòng)力方向，可以省一半的力，但要多移動(dòng)一倍的距離.
例題2 如圖所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物體A勻速移動(dòng)，物體A受到地面的摩擦力為5N，不計(jì)滑輪、繩子的重力及摩擦，拉力F的大小是（）
A.5N B.10N C.40N D.20N
解析：如圖所示，該滑輪為動(dòng)滑輪，∵不計(jì)滑輪、繩子的重力及摩擦，∴A受地面的摩擦力f=F/2=5N，∴拉力F=2f=2×5N=10N.
答案：B.
滑輪組
師 我們知道使用定滑輪可以改變力的方向，使用動(dòng)滑輪可以省力，那能否把二者的優(yōu)點(diǎn)都利用起來(lái)，組合在一起構(gòu)成一個(gè)新機(jī)械呢？
學(xué)生討論、交流.
師 請(qǐng)同學(xué)們按你們的設(shè)想，將剛才的一個(gè)定滑輪、一個(gè)動(dòng)滑輪組合起來(lái)，看哪一組做的又好又快，并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證是否既省力，又可以改變力的方向.
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，教師巡視指導(dǎo).學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，交流實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
師 像這樣把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起就是滑輪組，當(dāng)用滑輪組提升重物時(shí)拉力與物重之間有何關(guān)系？請(qǐng)大家分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，找出其關(guān)系.
教師參與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，并用多媒體出示甲、乙兩組不同的滑輪組，并演示組裝，然后請(qǐng)一名學(xué)生上臺(tái)用甲、乙兩個(gè)滑輪組將同一個(gè)鉤碼提起來(lái).
要求學(xué)生注意觀察、記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并說(shuō)說(shuō)甲、乙兩個(gè)滑輪組中動(dòng)滑輪的繞線方法有何不同.
師 兩次示數(shù)不同的原因是什么？
學(xué)生觀察、討論后回答：承擔(dān)鉤碼的繩子段數(shù)不同.
師 你能數(shù)出有幾段繩子吊著鉤碼嗎？
學(xué)生觀察、討論后進(jìn)行回答：甲有2段，乙有3段.
教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)數(shù)繩子段數(shù)的方法：數(shù)繞在動(dòng)滑輪上和固定在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù).有幾段繩子吊著物體，拉力就是鉤碼重的幾分之一.但是在實(shí)際情況中動(dòng)滑輪的重力不能忽略，所以在實(shí)驗(yàn)中得出的拉力并不是鉤碼重的幾分之一，而是稍大于這個(gè)值.
教師用多媒體出示段數(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.
總結(jié)：
定義：由兩個(gè)以上的滑輪組合而成的裝置叫滑輪組.
好處：既可以省力又可以改變用力的方向.
拉力F、物重G與繩子股數(shù)n的關(guān)系：F＝G/ｎ.
物體移動(dòng)的距離ｈ、自由端移動(dòng)的距離s與繩子股數(shù)ｎ的關(guān)系：s＝ｎｈ.
例題3 如圖所示，用滑輪或滑輪組提起同一重物，不計(jì)摩擦及滑輪的重，其中最省力的是（）
解析：此題中，A由兩段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪和物體的重；B是定滑輪，不能省力，C由3段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪和物體的重；D由兩段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪和物體的重.因此最省力的是C.
答案：C.
【教師結(jié)束語(yǔ)】
大家通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，收獲確實(shí)不少.我們共同學(xué)習(xí)了定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)，知道了定滑輪不省力，但能改變力的方向；動(dòng)滑輪省一半的力，但要移動(dòng)兩倍的距離；滑輪組既可以省力又可以改變用力的方向.這節(jié)課就學(xué)到這里，好，謝謝大家！
【課后作業(yè)】
完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí)
教材習(xí)題解答
我的設(shè)計(jì)
如圖所示.
自我評(píng)價(jià)
1.省力 改變力的方向 省力 改變用力的方向
2.D 由于定滑輪支點(diǎn)在輪中心，而輪中心到輪邊緣的各點(diǎn)距離相等（都是半徑），即三個(gè)力的力臂都相等且等于物體重力的力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，三個(gè)力一樣大.
3.繩端向上移動(dòng)的距離s=2h=2×0.5 m=1 m.
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)“探究定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)”.大多數(shù)學(xué)生很容易想到定滑輪、動(dòng)滑輪的繞線方法，但是在設(shè)計(jì)滑輪組繞線時(shí)，學(xué)生設(shè)計(jì)的方法容易出錯(cuò)，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，介紹滑輪組的繞線方法.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、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.

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2 滑輪

版本： 教科版

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