年級
八年級
授課時間
課題
3.4 簡單機(jī)械（第3課時）
教學(xué)
目標(biāo)
科學(xué)觀念：區(qū)分定滑輪和動滑輪，了解其特點及實質(zhì)；了解滑輪組的特點；
科學(xué)思維：歸納定滑輪和動滑輪的特點；經(jīng)歷從具體到抽象的研究過程，學(xué)會比較。會應(yīng)用公式進(jìn)行簡單計算。
探究實踐：通過利用滑輪提升重物的活動，培養(yǎng)學(xué)生動手操作觀察和描述的能力；通過畫圖的方法尋找滑輪的五要素，能得出滑輪的實質(zhì)就是杠桿的結(jié)論。
態(tài)度責(zé)任：學(xué)會合作和交流，體驗成功探究帶來的樂趣，感悟生活中處處有科學(xué)。通過學(xué)習(xí)體會提高機(jī)械效率對節(jié)約能源和促進(jìn)社會發(fā)展的重要意義。
教學(xué)
重難點
重點：滑輪組的特點
難點：滑輪組的特點
學(xué)情
分析
本節(jié)內(nèi)容選自浙教版九上第三章第4節(jié)，本節(jié)主要內(nèi)容：杠桿、杠桿的應(yīng)用、定滑輪和動滑輪、滑輪組、機(jī)械效率。杠桿、滑輪、斜面都是重要的簡單機(jī)械，它們在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，學(xué)好這部分知識具有重要的實際意義。教材通過學(xué)生熟悉的日常生活中使用的器具，經(jīng)過科學(xué)抽象出杠桿、滑輪的概念，初步體會科學(xué)教學(xué)中建立科學(xué)模型的方法，并通過實驗探究出杠桿的平衡條件，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。通過機(jī)械效率的計算公式，了解簡單機(jī)械的機(jī)械效率如何計算。
本節(jié)內(nèi)容擬用4課時完成。第1課時主要內(nèi)容是杠桿的概念及杠桿五要素；第2課時主要內(nèi)容是杠桿的平衡及應(yīng)用；第3課時主要內(nèi)容是定滑輪和動滑輪、滑輪組；第4課時主要內(nèi)容是斜面和機(jī)械效率。
教學(xué)
準(zhǔn)備
課件、課本、活動器材等
教學(xué)過程
教師活動
學(xué)生活動
新
課
導(dǎo)
入
起重機(jī)上安裝著一種叫做滑輪的簡單機(jī)械。學(xué)校每天早晨升國旗時也是利用滑輪將紅旗升上天空，你有觀察過滑輪的具體結(jié)構(gòu)嗎？
觀察圖片，思考滑輪的結(jié)構(gòu)
新 知 講 授
一、定滑輪和動滑輪
觀察以下圖片，歸納滑輪結(jié)構(gòu)？
滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子
為了認(rèn)識滑輪的作用，我們先來學(xué)習(xí)最簡單的兩種滑輪。
活動：
（1）觀察滑輪，并指出它的結(jié)構(gòu)特點。
（2）請用滑輪、細(xì)線、鐵架臺等設(shè)計兩種方案，要求利用滑輪把鉤碼提升起來，在圖中畫出實驗裝置示意圖。
（3）利用設(shè)計的方案，組裝好裝置，提升鉤碼。
使用滑輪工作時，根據(jù)滑輪軸的位置是否移動，可將滑輪分成定滑輪和動滑輪兩類。定滑輪的軸固定不變，動滑輪的軸隨鉤碼一起移動。
活動：
（1）如圖甲所示，用彈簧測力計測出鉤碼的重G1。
（2）如圖乙所示，通過定滑輪用彈簧測力計勻速向下拉動鉤碼，記錄彈簧測力計的讀數(shù)F1，并與鉤碼的重相比較。改變拉力的方向，如圖丙所示，觀察彈簧測力計的讀數(shù)是否發(fā)生變化？同時注意觀察F1拉過距離s與重物上升高度h間的關(guān)系。
定滑輪
G1=F1，s=?
改變拉力方向，拉力依然為F1，力的大小不變。
由此可知：使用定滑輪不能省力，但能夠改變力的作用方向。
如旗桿頂部安裝的是定滑輪，如不使用定滑輪，將國旗升到旗桿頂部需要使用向上的拉力將國旗拉上去，現(xiàn)在使用定滑輪，只需要站在旗桿底部使用向下的力，即可將國旗升上旗桿。
（3）先用彈簧測力計測出鉤碼和滑輪的總重G2。如圖丁所示，通過動滑輪用彈簧測力計勻速向上拉動鉤碼，記錄彈簧測力計的讀數(shù)F2，并與鉤碼和滑輪的總重相比較。同時注意觀察F2拉過距離s與重物上升高度h間的關(guān)系。
動滑輪
F2=12G2，s=2h
由此可知：使用動滑輪可以省一半力，但不能改變力的作用方向，而且動力移動的距離大于鉤碼上升的距離（費距離）。
注意：由于摩擦力的存在，實際所用的力要大一些。
滑輪實質(zhì)上是杠桿。上述實驗的結(jié)論，我們可以用杠桿的平衡條件來分析論證。
活動：在圖乙、丁中分別作出定滑輪、動滑輪的動力臂和阻力臂，并找出動力臂和阻力臂之間的關(guān)系。分析為什么使用定滑輪不省力，而使用動滑輪可以省一半力。
定滑輪的動力臂和阻力臂相等，均為半徑，故定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件：
F1R=G1R，故F1=G1。
改變拉力的方向，動力臂和阻力臂不變，還是半徑，故力的大小不變。
動滑輪的動力臂是直徑2R，阻力臂是半徑R，根據(jù)杠桿平衡條件：
F2×2R=G2×R，F(xiàn)2=12G2
故動滑輪的實質(zhì)是一個動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿。
改變拉力的方向，動力臂減?。ㄐ∮谥睆?R），阻力和阻力臂不變，故動力F2減小，說明拉力方向改變，雖然省力的幅度變小。
二、滑輪組
實際應(yīng)用時，常常將定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。
那么，使用滑輪組時，拉力的大小究竟跟什么因素有關(guān)呢？
活動：（1）用彈簧測力計測出鉤碼和動滑輪的總重G。
（2）按如圖甲所示方式勻速拉動繩子，記錄此時承擔(dān)重物和動滑輪總重的繩子股數(shù)和彈簧測力計的讀數(shù)F1。
實驗
鉤碼和動滑輪的總重（牛）
承重繩子股數(shù)
彈簧測力計的拉力（牛）
甲
20
4
5
F1=14G
（3）按如圖乙所示方式勻速拉動繩子，記錄此時承擔(dān)重物和動滑輪總重的繩子股數(shù)和彈簧測力計的讀數(shù)F2。
實驗
鉤碼和動滑輪的總重（牛）
承重繩子股數(shù)
彈簧測力計的拉力（牛）
乙
20
5
4
F2=15G
由此可知：
使用滑輪組時，重物和動滑輪的總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之一。（忽略繩重及各處的摩擦力）
F=1nG總
以上實驗過程中可觀察并記錄繩子自由端（末端）移動的距離s和物體（動滑輪）上升高度h的之間的關(guān)系。我們可以發(fā)現(xiàn)：
繩子自由端移動的距離s與物體上升的高度h的關(guān)系是：
s＝nh
思考：繩子自由端移動的速度v自和物體（動滑輪）移動速度v物的之間的關(guān)系？
根據(jù)s=vt，t相同，故v自=nv物
思考與討論
杠桿、滑輪等簡單機(jī)械，有的省力、有的不省力，使用它們時，有的可以少移動距離，有的卻要多移動距離。在使用簡單機(jī)械時，你認(rèn)為省力或費力、省距離或費距離，它們之間有什么關(guān)系？
當(dāng)動力臂等于阻力臂時，杠桿既不省力，也不費力，既不省距離，也不費距離；
當(dāng)動力臂大于阻力臂時，杠桿省力，但是費距離；
當(dāng)動力臂小于阻力臂時，杠桿費力，但是省距離。
【例題】纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛，用它連接成如圖所示的滑輪組，能否提升600牛的重物？（已知動滑輪重20牛，摩擦及繩的質(zhì)量不計）
解：在圖3-49所示的滑輪組中，重物和動滑輪的總重
G＝600N＋20N＝620N
因為總重是由2股繩子承擔(dān)，所以，所用的拉力為：
F=12G=12×620N=310N
可見，拉力大于繩子所能承受的最大拉力，所以不能用來提升600牛的重物。
答：該滑輪組不能用來提升600牛的重物。
滑輪組橫拉物體的特點
F=13T=13f
①繩子自由端拉F=1nf力
②繩子自由端移動距離s自與物體移動距離s物： s自=ns物
③繩子自由端移動速度v自與物體移動速度v物： v自=nv物
注意：以上規(guī)律不考慮繩、輪間的摩擦及繩重、動滑輪重，這和用滑輪組吊重物的原理相同，只是把重物的重力換成了摩擦力。
觀察圖片，總結(jié)滑輪的結(jié)構(gòu)
觀察圖片，能區(qū)分定滑輪和動滑輪
根據(jù)活動現(xiàn)象總結(jié)定滑輪的特點
根據(jù)活動現(xiàn)象總結(jié)動滑輪的特點
分析定滑輪的實質(zhì)
分析動滑輪的實質(zhì)
了解滑輪組的優(yōu)點
根據(jù)活動現(xiàn)象總結(jié)滑輪組的特點
了解杠桿分類的方法
總結(jié)滑輪組橫拉物體的特點
課
堂
練
習(xí)
例1. 一輛車不小心陷進(jìn)了泥潭中，小科按如圖甲、乙兩種方法均可將車從泥潭中拉出。如果車受到的阻力為800牛，則下列說法正確的是（ ）
A.甲可以省力
B.乙能改變力的方向
C.甲所用的力至少400牛
D.乙所用的力至少400牛
【答案】D
【解析】AC.甲圖滑輪為定滑輪，使用定滑輪不省力，故AC錯誤；
BD.乙圖滑輪為動滑輪，使用動滑輪可以省力，但不能改變力的方向，若繩與滑輪間的摩擦不計，乙所用的力至少為F=12f=800N2=400N，故B錯誤，D正確。
故選D。
例2. 小樂用如圖所示的兩種方式豎直勻速提升某物體，且都使物體上升了2m。已知物體重200N，滑輪重40N，提升時的拉力分別為F甲和F乙。若不計繩重和摩擦，則在提升過程中（ ）
A.F甲=240N
B.F甲做的功為240J
C.F乙向上移動距離為4m
D.F乙所做的功為440J
【答案】D
【解析】A.甲圖中繩未端的拉力為：F甲=12G物+G動=12×200N+40N=120N，故A不符合題意；
B.F甲做的功為W=Fs=120N×4m=480J，故B不符合題意；
C.已知繩末端移動的距離為2m，則F乙向上移動距離為1m，故C不符合題意；
D.F乙所做的功為W=Fs=(200N×2+40N)×1m=440J，故D符合題意。
故選D
例3.用如圖所示的三個裝置先后提升同一個物體G，若不考慮滑輪的自重和摩擦，作用于繩子自由端的拉力F1、F2、F3的大小關(guān)系是（ ）
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.一樣大
【答案】A
【解析】不計滑輪重力和摩擦，左邊圖中使用定滑輪不省力，也不省距離，所以F1=G；
不計滑輪重力和摩擦，中間圖中與動滑輪相連的繩子有2股，故F2=12G；
不計滑輪重力和摩擦，右邊圖中與動滑輪相連的繩子有3股，故F3=13G；
所以，F(xiàn)1最大，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A
例4.某同學(xué)研究動滑輪的使用特點時，實驗過程如圖1（每次都勻速提起相同鉤碼，不計摩擦）；
（1）根據(jù)圖1可知，實驗中所用動滑輪的重力為 牛；
（2）根據(jù)該同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)，如果家里安裝日光燈，你認(rèn)為圖2中的 安裝方式更合理。（選填“甲”或“乙”）
【答案】（1）0.2（2）甲
【解析】（1）根據(jù)圖1可知，直接用手提起兩個鉤碼，彈簧測力計示數(shù)為2N，則兩個鉤碼的重力為2N，使用動滑輪提起兩個鉤碼，動滑輪上有兩股繩，彈簧測力計示數(shù)為1.1N，則動滑輪重力G動=2F拉?G物=2×1.1N?2N=0.2N；
（2）由圖1可知，拉力與豎直方向夾角越大，拉力也越大，所以圖2中，圖乙繩子承受的拉力更大，故應(yīng)該選用甲圖比較合理。
課
堂
小
結(jié)
1.定滑輪和動滑輪
（1）滑輪概念：周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子。
（2）滑輪分類：定滑輪：滑輪軸固定不動；動滑輪：滑輪軸隨鉤碼一起移動。
（3）定滑輪：實質(zhì)是等臂杠桿，只能改變力的方向，不能改變力的大小。不省力也不省距離。改變力的方向不會改變力的大小。
（4）動滑輪：實質(zhì)上是一個動力臂為阻力臂２倍的省力杠桿。省力費距離。不能改變力的方向。若力的方向不與動滑輪直徑垂直，則省的力小于一半，不是最省力的方法。動力移動的距離大于鉤碼上升的距離。
2.滑輪組
（1）滑輪組不但可以省力，而且可以改變力的方向。
（2）豎直拉物體：自由端拉力和總重力的關(guān)系是F＝1nG總
繩子自由端移動的距離s與物體上升的高度h的關(guān)系是s＝nh。
移動速度的關(guān)系v自=nv物
水平拉物體：自由端拉力和摩擦力的關(guān)系是F＝1nf
繩子自由端移動的距離s與物體移動距離s物的關(guān)系是s＝ns物。
移動速度的關(guān)系v自=nv物
注意：n為圍繞動滑輪上繩子的股數(shù)。
板
書
設(shè)
計
作
業(yè)
設(shè)
計
反
思
評
價

相關(guān)教案

初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第4節(jié) 簡單機(jī)械第4課時教案設(shè)計：

這是一份初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第4節(jié) 簡單機(jī)械第4課時教案設(shè)計，共10頁。教案主要包含了機(jī)械效率，斜面等內(nèi)容，歡迎下載使用。

初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第4節(jié) 簡單機(jī)械第2課時教案設(shè)計：

這是一份初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第4節(jié) 簡單機(jī)械第2課時教案設(shè)計，共11頁。教案主要包含了杠桿的平衡條件，杠桿的應(yīng)用等內(nèi)容，歡迎下載使用。

初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒第4節(jié) 簡單機(jī)械第1課時教案設(shè)計：

這是一份初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒第4節(jié) 簡單機(jī)械第1課時教案設(shè)計，共9頁。教案主要包含了杠桿的概念，杠桿五要素等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)教案 更多

初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第3節(jié) 能量轉(zhuǎn)化的量度第2課時教案

初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊第3節(jié) 能量轉(zhuǎn)化的量度第2課時教案
科學(xué)九年級上冊第6節(jié) 材料的利用與發(fā)展教案設(shè)計

科學(xué)九年級上冊第6節(jié) 材料的利用與發(fā)展教案設(shè)計
初中浙教版（2024）第2章 物質(zhì)轉(zhuǎn)化與材料利用第4節(jié) 物質(zhì)的分類教學(xué)設(shè)計

初中浙教版（2024）第2章 物質(zhì)轉(zhuǎn)化與材料利用第4節(jié) 物質(zhì)的分類教學(xué)設(shè)計
浙教版（2024）八年級上冊第6節(jié) 電流與電壓、電阻的關(guān)系第3課時教案

浙教版（2024）八年級上冊第6節(jié) 電流與電壓、電阻的關(guān)系第3課時教案
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
初中科學(xué)浙教版（2024）九年級上冊電子課本 舊教材

第4節(jié) 簡單機(jī)械

版本： 浙教版（2024）

年級： 九年級上冊

切換課文
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯誤

手機(jī)驗證碼 獲取驗證碼

手機(jī)驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部