简单机械和功-滑轮-初中-物理-教学设计

简单机械和功第二节滑轮李欣西安滨河学校【课程标准要求】知道简单机械。【核心素养目标】1.查阅资料，了解人类利用机械的大致历程，能说出人类使用滑轮的机械，机械的使用对社会发展的作用。2.经历探究定滑轮、动滑轮、滑轮组工作特点的过程，掌握用观察和对比来研究问题的方法；3.经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法。4.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用及实质。【教学重点】定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点。【教学难点】定滑轮、动滑轮、滑轮组的实质及其绕线。【学情分析】滑轮一节课，以实验探究为主，重点在于有序指导学生进行探究活动。因前一节已经学习过杠杆，弹簧测力计的使用已经有一定的基础，学生得到定滑轮、动滑轮特点难度不大。难点在于组装滑轮组，要求学生更多的进行小组合作探究及相互的配合。【课前预习】1.让学生利用各种手段去收集了解人类利用机械的大致历程，能说出人类使用滑轮的机械，机械的使用对社会发展的作用。2.识记定滑轮、动滑轮的特点，能辨识定滑轮、动滑轮、滑轮组，同时说出其基本特征。3.能根据定滑轮工作的特点实验数据表格，设计出动滑轮工作时的特点实验的数据表格。【教学内容】预习分享：让学生人类利用机械的大致历程，能说出人类使用滑轮的机械，机械的使用对社会发展的作用。引入：用绳子缠绕两个根子，安排两个大力的男生进行拔河，势均力敌时安排女生在旁边拉绳子，引入滑轮组及其省力的特点。探究一：定滑轮工作特点探究实验：1.用定滑轮匀速向上提升重物，观察弹簧测力计的示数；2.改变弹簧测力计的拉动方向：水平/倾斜/竖直向下，比较示数的变化；3.改变重物的重力，观察弹簧测力计的示数变化。探究总结：①定义：中间的轴固定不动的滑轮。l1l1l2F2F1③特点：使用定滑轮不能省力，也不费力，但是能改变动力的方向。④理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=重物移动的距离SG(或速度vG)探究二：动滑轮工作特点探究实验：1.竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，观察弹簧测力计的示数；2.改变弹簧测力计的方向，观察弹簧测力计的示数变化；3.改变重物的重力，观察弹簧测力计的示数变化。探究总结：F1F1l1F2l2②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)探究三：滑轮组工作特点探究实验：探究滑轮组（一定一动）不同绕法1.在省力1/3的滑轮组上竖直方向拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，观察弹簧测力计的示数；2.在省力1/4的滑轮组上竖直方向拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，观察弹簧测力计的示数；3.改变弹簧测力计的方向，观察示数变化；4.改变重物的重力，观察弹簧测力计的示数变化。探究总结：①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/nG。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动)/F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。eq\o\ac(○,5)滑轮组省力情况：几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。【课堂探究总结】滑轮种类及结构装置图动力F移动距离SF与物体移动距离h(或S物)的关系力F与物体重力G物（或物体所受摩擦力f关系）及动滑轮的重力G动关系实质定滑轮SF=S物1、F=G物(不计机械摩擦)2、F>G（考虑机械摩擦）等臂杠杆，不省力，也不费力，可改变拉力方向动滑轮SF=nS物(n=2)1、F=1/nG物(不计机械摩擦及机械自重)2、F=eq\f(1,n)（G物+G动）（不考虑机械摩擦）n=2动力臂是阻力臂二倍的杠杆，省一半力费一倍距离，不改变方向滑轮组SF=nS物(n=3)1、F=eq\f(1,n)G物(不计机械摩擦及自重)2、F=eq\f(1,n)（G物+G动）（不考虑机械摩擦）用滑轮组提起重物时，滑轮组用n段绳子提起重物，提起物体的力就是物重的n分之一。SF=nS物(n=2)【随堂小练】在如图所示的滑轮组上绕线，并标明省力关系.如图所示的两个滑轮，甲为，乙为，F甲=G，F乙=G如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物，哪种组合最省力()4.如图A所示，物重为250N，每个滑轮重50N，当物体被匀速提起时，加在绳子自由端的拉力F为N，当物体上升2m，则绳子自由端在移动了m。依次分析BCD选项。5.工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面)，其中最省力的方案是()4.如图所示，用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动，拉力分别为F1、F2、F3，比较它们的大小，其中正确的是（）A．F1=F2=F3B．F1＜F2＜F3C．F1＜F3＜F2D．F3＜F1＜F2

【课后练习】1.如图所示，水平桌面上放一重100N的物体A，A与桌面的摩擦力为40N，当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时，拉力F的大小为(不计滑轮摩擦及重力)()A.20NB.50NC.60ND.70N如图所示滑轮组，不计绳重及摩擦。则重物A对地面的压力为N。当重物B为N时，恰能让匀速上升。若重物A能以0.1m/s的速度匀速上升，则B的速度为m/s。此时，绳C的拉力为N。【课后教师反思】小组合作探究因分组较多，不能参与指导每个小组的探究活