第4节简单机械第3课时（导学案）（学生版）科学浙教版九年级上册

第4节简单机械第3课时（导学案）科学观念：区分定滑轮和动滑轮，了解其特点及实质；了解滑轮组的特点；科学思维：归纳定滑轮和动滑轮的特点；经历从具体到抽象的研究过程，学会比较。会应用公式进行简单计算。探究实践：通过利用滑轮提升重物的活动，培养学生动手操作观察和描述的能力；通过画图的方法寻找滑轮的五要素，能得出滑轮的实质就是杠杆的结论。态度责任：学会合作和交流，体验成功探究带来的乐趣，感悟生活中处处有科学。通过学习体会提高机械效率对节约能源和促进社会发展的重要意义。1.定滑轮和动滑轮（重点）2.滑轮组的特点（难点）1.定滑轮：滑轮轴；动滑轮：滑轮轴。2.定滑轮实质是，改变力的方向，改变力的大小。省力省距离。改变力的方向改变力的大小。动滑轮实质上是一个。力距离。改变力的方向。若力的方向不与动滑轮直径垂直，则省的力一半，最省力的方法。动力移动的距离大于钩码上升的距离。3.竖直拉物体：自由端拉力F和总重力G的关系是绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是自由端移动速度v自和物体移动速度v物的关系水平拉物体：自由端拉力F和摩擦力f的关系是绳子自由端移动的距离s自与物体移动距离s物的关系是自由端移动速度v自和物体移动速度v物的关系注：n为围绕动滑轮上绳子的股数。起重机上安装着一种叫做滑轮的简单机械。你知道它的结构是怎样的吗？一、定滑轮和动滑轮认识滑轮观察图片，滑轮的结构有哪些特点？为了认识滑轮的作用，我们先来学习最简单的两种滑轮。活动（1）观察滑轮，并指出它的结构特点。（2）请用滑轮、细线、铁架台等设计两种方案，要求利用滑轮把钩码提升起来，在图中画出实验装置示意图。（3）利用设计的方案，组装好装置，提升钩码。观察滑轮动态过程，这两种滑轮有什么区别？使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮→定滑轮的轴动滑轮→动滑轮的轴定滑轮和动滑轮的作用有什么区别呢？活动（1）如图甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重G1。（2）如图乙所示，通过定滑轮用弹簧测力计匀速向下拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F1，并与钩码的重相比较。改变拉力的方向，观察弹簧测力计的读数是否发生变化？同时注意观察F1拉过距离s与重物上升高度h间的关系。实验现象由此可知：（3）先用弹簧测力计测出钩码和滑轮的总重G2。如图丁所示，通过动滑轮用弹簧测力计匀速向上拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F2，并与钩码和滑轮的总重相比较。同时注意观察F2拉过距离s与重物上升高度h间的关系。（忽略摩擦）实验现象由此可知：为什么定滑轮和动滑轮的作用有很大的差异呢？滑轮实质上是杠杆，上述实验中得出的结论，我们可以用杠杆的平衡条件来分析论证。活动在图乙、丁中分别作出定滑轮、动滑轮的动力臂和阻力臂，并找出动力臂和阻力臂之间的关系。分析为什么使用定滑轮不省力，而使用动滑轮可以省一半力。定滑轮实质定滑轮的动力臂和阻力臂，故定滑轮的实质是；根据杠杆平衡条件列式：改变拉力的方向，动力臂和阻力臂，故力的大小。动滑轮实质动滑轮的动力臂是，阻力臂是。根据杠杆平衡条件列式：故动滑轮的实质是改变拉力的方向，动力臂，阻力和阻力臂，故动力F2，说明拉力方向改变，虽然省力但。二、滑轮组实际应用时，我们常常将定滑轮和动滑轮组合在一起使用，结合定滑轮和动滑轮的作用，你知道滑轮组有什么作用吗？那么，使用滑轮组时，拉力的大小究竟跟什么因素有关呢？活动（1）用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重G。（2）按如图甲所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数n和弹簧测力计的读数F1。实验钩码和动滑轮的总重（牛）承重绳子股数弹簧测力计的拉力（牛）甲2045F1=G（3）按如图乙所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数n和弹簧测力计的读数F2。实验钩码和动滑轮的总重（牛）承重绳子股数弹簧测力计的拉力（牛）乙2054F2=G实验结论以上实验过程中可观察并记录绳子自由端（末端）移动的距离s和物体（动滑轮）上升高度h的之间的关系。据此可知：绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是：s=h思考与讨论绳子自由端移动的速度v自和物体（动滑轮）移动速度v滑轮组规律（竖拉）（1）F=1使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几（n）股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。（2）s绳子自由端移动的距离是动滑轮上升的高度的n倍。（3）v绳子自由端移动的速度是动滑轮移动速度的n倍。滑轮组规律（横拉）F=①绳子自由端拉力：②绳子自由端移动距离s自与物体移动距离s物：③绳子自由端移动速度v自与物体移动速度v物：忽略绳、轮间的摩擦及绳重、动滑轮重，和用滑轮组吊重物的原理相同，只是把重物的重力换成了摩擦力思考与讨论杠杆、滑轮等简单机械，有的省力、有的不省力，使用它们时，有的可以少移动距离，有的却要多移动距离。在使用简单机械时，你认为省力或费力、省距离或费距离，它们之间有什么关系？【例题】缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，用它连接成如图所示的滑轮组，能否提升600牛的重物？（已知动滑轮重20牛，摩擦及绳的质量不计）课堂小结：1.如图所示，在力F1、F2、F3的作用下，重物都处于静止状­态（不计摩擦），那么（）A．F1＞F2＞F3 B．Fl＜F2＜F3C．Fl＝F2＞F3 D．Fl＝F2＝F32．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。已知G＝18N，F＝10N。这一过程中，不能得到的结论是（）A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4JC．动滑轮重为2N D．物体克服重力做功3.6J3．如下图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法正确的是（）A．F2的功率为0.3WB．如果增大F2，物体A相对于地面仍静止C．弹簧测力计读数为6ND．地面对物