滑轮教学设计

滑轮教学设计 银川唐徕回中（宝湖校区） 赵宁教学目标知识与技能1认识定滑轮和动滑轮，理解定滑轮、动滑轮的作用。2. 会根据要求使用和组装滑轮组过程与方法1通过观察和实验，得出定滑轮、动滑轮的工作特点；2通过自制教具以及杠杆的平衡条件，对定滑轮、动滑轮的工作特点进行分析，培养学生的分析观察能力，得出定滑轮是一种等臂杠杆、动滑轮是一种省力杠杆的变形；3在对实例的分析和解释中进一步理解定滑轮、动滑轮的应用。情感、态度和价值观1意识到定滑轮和动滑轮的不同作用，提高探究简单机械的兴趣；2运用学过的科学知识解释生活中的滑轮，进一步感受到生活和科学的关系；教学重点和难点重点：定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用及特点。难点：1.定滑轮是一种等臂杠杆、动滑轮是一种省力杠杆的变形； 2.找动滑轮的支点。教学过程一、引入：讲故事：图片中展示了一个关于运送面粉的故事胖点的人将面粉送到了二楼，瘦点的人反而被面粉袋吊了起来。提问：该现象说明了什么？通过上面固定的轮子，要想拉起面粉，施力的人体重必须大于被拉物体的重力。提问：图示中的轮子在生活中常见吗？能不能举例说明。回答：旗杆上面、起重机等。讲授：像这样改装好的装置就叫做滑轮，它也是一种简单机械。在现代化生产中，人们使用的往往是复杂的机械，但复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合起来的。今天我们就开始学习滑轮。二、新课教学：请学生观察：滑轮由哪些部分组成呢？（PPT出现一个滑轮）学生：有轮子 （轮子的边缘有什么特点呢？） 学生：有凹陷 （我们把它称为槽。）教师：轮子会不会转呢？ （会）教师：绕着什么转？ （绕着圆心）教师：也就是绕着通过圆心的轴转动。 教师：轴用框固定。 教师：框的上下还各有一个钩子。 引入定义：像这样能够绕轴转动的，边缘有槽的轮子就叫做滑轮。ppt展示生活、生产中的滑轮板书：一、滑轮1 定义：能够绕2 组成部分：轮 轴 框 钩一、滑轮画法：（用PPT） 先画轮，再画轴，然后框，最后钩。再请学生观察：这两个滑轮在构造有没有不同呢？（没有）1. 把滑轮挂在铁架台上2. 在绳子的一端挂上钩码3. 将绳子绕过滑轮4. 在绳子的另一端施加一个向下的拉力思考：教师提供一套完全相同的器材，请学生用这个滑轮想出另一种方法，同样也把这个钩码拉起来。学生讨论：请同学你上来表演。总结：操作步骤：1. 将绳子的一端固定在铁架台上2. 把钩码挂在滑轮的下方3. 将绳子穿过滑轮4. 在绳子的另一端施加一个向上的拉力，钩码就被提起来了思考：这两个滑轮在构造上是相同的，大家认真观察，它们在工作过程中有什么不同呢？（一个滑轮会动，另一个不会动）哪一个不会动？ （左边）教师在左边这个滑轮上贴一个小圆点，当向下拉绳子的时候，看看滑轮有没在动？总结：可见，不能说是滑轮不动，而是滑轮的轴不动。而右边这个滑轮的轴会随着物体的运动而运动。（PPT）定义：把在工作过程中轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 把在工作过程中轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。板书： 3. 分类：定滑轮：轴固定不动 动滑轮：轴随物体一起运动 可见，定滑轮和动滑轮不是构造不同，也不是一个会动，一个不会动。而是由在工作过程中轴会不会随着物体一起运动来区分的。二、定滑轮的工作特点1.利用定滑轮工作有什么好处呢？分析：在没有利用定滑轮时，要将钩码举高，力就要向上。（演示）而用了定滑轮之后，力的方向可以向下。（边讲边演示）总结：使用定滑轮的好处是：可以改变力的方向。2.利用定滑轮工作能不能省力呢？如果直接匀速向上（副板书：匀速）提起物体，需要多大的力？测量: 拉力为多少牛？ (2N) 那么物体的重力也就是2N。即阻力为2N, 记为F2=G=2N (副板书)而用了定滑轮之后，需要的拉力为多大呢？测量：此时拉力为多少？（2.1N）这是动力，记为F1=2.1N (副板书)分析：因为动力大于阻力， 所以使用定滑轮不省力。3.为什么使用定滑轮不能省力呢？这个问题如何分析？谁想出来了？（请同学发言）分析：刚才我们已经知道了滑轮实际上就是杠杆的变形，现在我们再把它变回杠杆进行分析。（将滑轮变回杠杆）（ppt）引导：大家观察一下，当提起重物时，支点在哪？（在轴上） 这是动力作用线，这是阻力作用线，（边讲边用手比划）从支点到动力作用线的距离为动力臂；从支点到阻力作用线的距离为阻力臂。（用手比划）发现：动力臂等于半径，阻力臂也等于半径，即l1=l2。也就是说定滑轮的实质是一个什么杠杆？（等臂杠杆）（再点PPT） 证明：当匀速举起重物时，杠杆处于平衡状态。根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2 因为l1= l2 所以F1 =F2可是刚才我们测出F1=2.1，F2=2N；为什么实际过程中F1略大于F2呢？分析：因为轮在绕着轴转动时，轴与轮之间会产生摩擦，同时绳子与槽之间也有摩擦。若忽略摩擦力的话，则F1等于F2。 4.如果沿着不同方向拉绳子，一样可以将物体匀速举高，那么力的大小会一样吗？（会/不会）用实验来验证。演示： 向下拉时，F1=2.1N 斜向下拉，F2=2.1N 水平拉时，F3=2.1N 无论沿哪个方向拉，力的大小都不变。这又是为什么呢？ 5.为什么沿不同方向拉绳子，力的大小都不变呢？分析：斜拉时，阻力和阻力臂不变，现在动力是沿着这个方向的，发现动力臂还是等于半径，即定滑轮还是个等臂杠杆。因此F1= F2。水平拉时，动力臂仍然等于半径，说明它仍然是一个等臂杠杆，则F3= F1总结：所以，无论我们沿什么方向拉，定滑轮始终是一个等臂杠杆。 综上所述，定滑轮工作的特点是：板书： 1.可以改变力的方向 2.不能省力 3.实质：等臂杠杆三、动滑轮的工作特点1.利用动滑轮工作会不会改变力的方向呢？请一个同学来分析。分析：在没有利用动滑轮时，要将钩码竖直向上拉起，力的方向要竖直向上。而用了动滑轮，力的方向还是竖直向上。（边讲边演示）总结：利用动滑轮不能改变力的方向。 2.利用动滑轮工作能不能省力呢？演示：现在我用了动滑轮也把重物匀速举高，所需要的拉力为多少呢？再用弹簧测力计测一下。（1.1N）记为动力F1=1.1N发现动力小于阻力，所以使用动滑轮可以省力。3.为什么使用动滑轮可以省力呢？该如何分析？再将动滑轮抽象为杠杆模型来分析。分析：当提起重物的时候，支点在哪里？ 在绳子和轮接触的地方这是动力作用线，这是阻力作用线，（边讲边用手比划）把动力臂和阻力臂画出来从支点到动力作用线的距离为动力臂；从支点到阻力作用线的距离为阻力臂。（先用手比划）动力臂等于直径，阻力臂等于半径，即l1=2l2。也就是说动滑轮的实质是一个省力杠杆4.那使用动滑轮可以省多少的力呢？请一个同学到黑板上证明： 当匀速举起重物时，杠杆出于平衡状态。根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2 因为l1=2 l2 所以F1 =1/2F2即使用动滑轮可以省多少的力？（一半）若学生没有写根据杠杆平衡条件四个字，就问学生，这个公式成立的条件是什么呢？（杠杆要平衡）那现在杠杆平衡了吗？（平衡了）为什么呢？因为我们是匀速举起钩码，杠杆是匀速转动，所以杠杆处于平衡状态。 5.刚才我们测出F2=2N， F1=2.1N，为什么实际过程中F1略大于1/2F2？学生：因为有摩擦力。补充：除了有摩擦力之外，还有其他原因吗？刚才我们将钩码举高的时候，什么也被举高了？（动滑轮也被举高了），如果忽略摩擦力，也忽略了动滑轮和绳子的重的话，则F1等于1/2F2。综上所述，我们可以总结出利用动滑轮工作的特点是：板书： 1.不能改变力的方向 2.可以省力 3.实质：省力杠杆四、滑轮组现在请大家回忆刚开始的一幅漫画：大家看漫画里有两个人，一个胖子，一个瘦子，还有一袋很重的面粉。他让瘦子帮他抓住绳子，自己上楼去搬，提问：大家猜猜看，胖子会成功吗？ 我们看到面粉落地了，瘦子反而被提起来了， 所以，胖子失败了。失败原因： 1. G瘦子G面粉 2. 使用定滑轮不能省力思考：现在，还是这袋面粉，还是这个定滑轮，以钩码代替面粉，钩码和瘦子都在地面上，老师再给你一个滑轮，请你帮助他们想想办法，怎样才能让瘦子把面粉拉到二楼的窗口呢？大家讨论一下。分析：首先，老师提供给你的滑轮必须把它组装成动滑轮呢还是定滑轮呢？（动）对，因为我们要省力，所以必须把它组装成动滑轮，用它来省力；其次，原来的那个定滑轮还要不要用呢？（要）还需要一个定滑轮来改变力的方向；总结：那既要用动滑轮来省力，又要用定滑轮来改变力的方向，因此，我们就必须将动滑轮和定滑轮组合起来使用。怎么组合呢？也就是绳子怎么绕呢？（边说边组装成并列的滑轮组）实际上动滑轮固定在铁架台上的绳子可以直接挂在定滑轮的钩子上，也是一样的。那我们来看一下正确的绕线方法：应当是从内到外绕的：PPT: 应当是从内到外绕的：先从定滑轮的钩子开始从上往下绕过动滑轮，再从下往上绕过定滑轮，最后拉力的方向是往下的。定义：像这样，将动滑轮和定滑轮组合在一起的装置就叫做滑轮组。它既可以省力，又可以改变力的方向。思考；请大家思考一下，使用这样的滑轮组可以省多少的力呢？请同学们小组合作探究。分析：我们把钩码和动滑轮看成一个整体，大家想想这里是几段绳子在承担物重呢？现在我们把绳子剪断，大家可以看到这两段绳子是吊着物体的，而另外一段直接就落地了，所以承当物重的绳子只有这两段，即n2，若忽略了动滑轮的重的话，每一段绳子只承当二分之一的G物，即F拉1/2G物，也就是可以省一半的力。若钩码重2N,则拉力只要1N.思考：再请大家思考一下，如果我要用0.7N即1/3 G物的力将钩码提升，还是这个滑轮组，那又该如何组装呢？请大家讨论。分析：首先力要用1/3 G物，那n要等于多少？也就是必须有三段绳子来承当物重。刚才吊着动滑轮的只有两段，现在还需要一段，该系在哪里呢？只能系在钩子上。PPT: 我们再把绳子剪断，发现这三端都是吊这动滑轮的，可见每一段都承当1/3G物，即0.7N的力就可以把钩码提升起来。思考：再请大家看这个滑轮组，承当物重的绳子有几段？5那这个滑轮组呢？承当物重的绳子有几段？16 若用n来表示承担物重的绳子的段数的话，则F拉1/nG物 如若不忽略滑轮的重力：则五、小结：结合自制教具回顾课堂所学知识，请同学小结内容定滑轮：（1）特点：可以改变力的方向，但不省力（2）实质：是一个等臂杠杆动滑轮：（1）特点：不能改变力的方向，但可以省一半的力（2）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆3.滑轮组：（1）优点：既可以省力，又可以改变力的方向。（2）公式：F拉=1/nG物 （不计动滑轮的重及摩擦） 计入动滑轮的重六、教学反思为了激发学生的好奇心，本节课的引入我作了如下安排：瘦子利用定滑轮提升重物，反而自己被重物提了起来。学生的情绪一下高涨起来，在情不自禁地笑起来时不仅会有疑问：瘦子为什么会被提起来？滑轮到底有什么作用？情景的创设是比较成功的。学生带着这样的兴趣开始学习滑轮的知识。先认识了生活中的滑轮，升旗仪式，建筑工地上的吊车这些都是学生身边的事物，熟悉而亲切（升旗手就是自己的同学），学生感受到生活中处处有物理知识，平时要懂得去观察和发现，同时对滑轮的使用有了直观的认识，为下面组装滑轮起了一定的铺垫作用。再通过自主活动探究总结出定滑轮和动滑轮的作用。滑轮这节课，也贯穿了杠杆平衡的思想，通过对教具的观察和课件的模拟，充分调动学生的想象力，把杠杆知识迁移到滑轮，学生从杠杆平衡的角度去理解定滑轮的实质是个等臂杠杆，动滑轮的实质是个省力杠杆。通过这样的教学过程，可以培养学生运用知识、迁移知识的能力。最后分析一开始的动画情景产生的原因，引导学生作这样的思考：为了充分发挥定滑轮和动滑轮各自的优点，能否将它们组合起来综合运用。达到知识的拓展。自制教具的使用，是同学们更形象的对定滑轮、动滑轮、滑轮组的特