滑轮教学案例设计

第十二章第2节 滑轮莆田第二十七中学 黄黎鲲三维目标知识与技能1.认识定滑轮、动滑轮；2.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用；3.会根据要求使用和组装滑轮组。过程与方法1.经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法。2.经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法情感、态度与价值观1.关心生活、生产中有关滑轮的实际使用，对实践中滑轮的工作特点具有好奇心。2.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。3.通过了解滑轮应用，认识科学技术对人类社会发展的作用。教学重点：动滑轮、定滑轮及滑轮组的作用及特点。教学难点：1.定滑轮及动滑轮的实质；2.滑轮组省力情况判断，根据要求组装滑轮组。课时安排：1小时教学准备：滑轮、铁架台、钩码、细线、弹簧测力计、刻度尺、多媒体课件导入新课复习导入：上节课，我们一起学习了杠杆这一种常用的简单机械，请大家一起回忆一下杠杆的种类以及各类杠杆的特点：【课件演示】省力杠杆：省力但费了距离。如：钳子、指甲刀等费力杠杆：费力却省了距离。如：船桨、筷子等等臂杠杆：既不省力也不费距离 如：天平今天，我们要一起学习另一种简单的机械：滑轮漫画导入：让学生观察和欣赏课本的三幅漫画。【课件图片】学生活动：观察思考，讨论交流。想想为什么会出现这样的笑话？其中蕴含着什么科学道理？学习会带着“滑轮到底有什么作用”这一问题开始本节课的学习。情景导入：多媒体投影展示生活中常见的使用滑轮的一些画面：起重机吊臂上的滑轮、使用滑轮从井水中提水、窗帘中的滑轮、升旗中的滑轮.【课件视频】学生活动：观察思考，讨论交流。滑轮在我们的生活钟应用广泛，使用滑轮给我们的生活带来了哪些好处和方便呢？滑轮的特点有哪些？在实际应用中如何连接滑轮？要想了解这些知识，需要学习本节课的内容。引出课题：滑轮。推进新课：一 定滑轮和动滑轮1. 定滑轮和动滑轮的概念教师活动：生活中，人们常常使用滑轮来提升重物。请您观察桌上摆放的滑轮，说出它的结构特点，想一想滑轮的这些结构在提升重物时有什么功能吗？学生活动：出示一个滑轮，让学生观察其结构，归纳：滑轮就是边缘有槽、能绕轴心转动的轮子。情景创设：工人要装修三楼的房子，他们需要把货物从地面运到三楼。工人甲在底楼地面，工人乙站在三楼。他们都想利用一根绳子和一只滑轮将货物从地面运到三楼。提出问题：如果你是工人甲，你该怎么使用滑轮，讲货物从地面运到三楼？如果你是工人乙，你又该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？模拟实验：下面我们用钩码代替货物，利用细线、滑轮在铁架台上分别模拟甲、乙工人提起重物。【实验操作】分别用定滑轮和动滑轮提起一个重物，如图所示。学生活动：1.（小组合作）探究滑轮的使用方法；(体验实验、观察比较)2.个别学生上台演示交流滑轮的使用方法。教师活动：1.用flash再现滑轮的使用；2.提问：仔细观察两种情况下滑轮的运动情况，比较装置的不同之处。归纳总结：（板书）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮；动滑轮：使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。思考：什么地方会用到这两种滑轮？分析用哪种方法更省力？为什么呢？定滑轮：旗杆的顶端、起重机的吊臂。过渡：通过学习，我们知道省力的杠杆一定费距离，费力的杠杆一定省距离，那么在滑轮中是否也存在一样的现象呢？让我们通过实验来探究这两个问题：1.使用滑轮是否省力？2.使用滑轮是否省距离？2.探究：定滑轮的特点：1.按图所示方式组装定滑轮；仔细观察实验，注意力的方向及大小；注意物体移动的距离和绳子自由端移动的距离。2.在它的右侧挂钩码，左侧竖直向下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力大小有什么样的关系？（将测得的数据填入表格里）实验次数钩码的重力G/N作用在绳子自由端的拉力 F/N重物移动的距离h/cm绳子自由端移动的距离s/cm3.改变弹簧测力计拉力的方向，观察弹簧测力的示数是否发生变化4.改变钩码的个数，当物重增大时，重做上述实验，观察测力计的示数怎样变化？5分析表格中的几次数据，得出的结论是：。结论：定滑轮不省力，但可以改变力的方向。学生探究：应用杠杆的平衡条件，说说使用定滑轮不省力的道理。如图所示是一个定滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮静止不动，定滑轮的轴心为支点（支点不动），动力、阻力作用点分布在绳子与轮相切的圆周边缘。显然，动力臂、阻力臂都等于圆的半径，根据杠杆平衡条件，有，既不省力。【课件演示】学生分析，教师归纳：结论：定滑轮的实质是：等臂杠杆，既不省力，也不省距离。探究：动滑轮的特点：1.按如图所示方式组装动滑轮；2.竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态，读出弹簧测力计示数，并思考这个示数与购码所受重力大小的关系。（将实验数据记录在表格中）实验次数钩码的重力G/N作用在绳子自由端的拉力 F/N重物移动的距离h/cm绳子自由端移动的距离s/cm1. 改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。2. 分析表中的数据，得出的结论是：。根据实验测得的数值分析得出，使用动滑轮提升钩码，弹簧测力计的示数约是钩码重的二分之一。教师指出：在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来，当钩码的重远大于动滑轮重时，动滑轮才可忽略不计，从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论。结论：使用动滑轮可以省一半拉力，此时钩码由由两端绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。但是动滑轮不能改变动力的方向，且要多费距离。学生探究：应用杠杆的平衡条件，说说使用动滑轮省一半力的道理。如图所示是一个动滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮也静止不动。支点在一边绳子与轮相切的位置，支点上下移动，而动力作用点在绳子与轮相切的另一边，阻力的作用点在轴心。显然动力臂为阻力臂的两倍，故依据杠杆平衡条件，即省一半力。学生分析后，教师归纳：结论：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂两倍的杠杆，所以使用动滑轮能省一半力【课件演示】归纳总结：定滑轮：可以改变里的方向；不省力也不费距离。实质：，等臂杠杆。动滑轮：不改变力的方向；省一半力但要多移动距离。实质：，动力臂为阻力臂两倍的杠杆，二 滑轮组提出问题：定滑轮和动滑轮有不同的特点，这也决定了它们有不同的用途，在什么时候我们需要使用定滑轮、什么时候需要用动滑轮呢？想要设计出一种既省力又可以改变里的方向的机械，可以做到吗？交流讨论：需要改变用力方向时用定滑轮，需要省力时用动滑轮。把定滑轮和动滑轮组合起来，就可以既能省力、又能改变用力方向。学生活动：绕线组成滑轮组。当把定滑轮和动滑轮组合起来，就形成了滑轮组。接下来请大家尝试利用一个定滑轮和一个动滑轮，组合链接成一个滑轮组，并探究滑轮组的规律。要求：.链接成功时，把链接的图画出来。.通过实验研究两个问题：是否省力？是否省距离？用数据说明问题。.有多少种链接方法？.能否归纳出缠绕滑轮组的方法？【课件演示】教师总结：滑轮组的链接方法：.绳子的起点只可能在定滑轮下方的挂钩或动滑轮上方的挂钩；起点链接完毕后，本着从上而下、从下而上的原则，按照固定的方向依次绕过每个滑轮；每个滑轮只能使用一次。（引导学生分析，滑轮组能省多少力实际上是由动滑轮部分决定的。思考问题：使用滑轮组可以省力，能省距离吗？实验探究：请学生观察钩码上升个格时，绳子的自由端下降了几个格。【课件演示】使用滑轮组提升物体时，物体上升的高度和绳子自由端移动的距离的关系是。结论：不考虑动滑轮重和摩擦时，如果动滑轮部分由根绳子连接，则：，【课件演示】板书设计第2节 滑轮. 定滑轮. 使用特点：