第2課時(shí)滑輪組課題滑輪組課型新授課教學(xué)目標(biāo)1.知道滑輪組的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用，會(huì)根據(jù)要求使用和組裝滑輪組.2.了解其他簡單機(jī)械如輪軸和斜面的工作原理和使用方法.3.經(jīng)歷組裝滑輪組的過程，學(xué)會(huì)按要求組裝滑輪組.4.關(guān)心生活、生產(chǎn)中有關(guān)滑輪組、斜面和輪軸的實(shí)際使用.教學(xué)重點(diǎn)探究滑輪組的特點(diǎn)，會(huì)按要求組裝教具準(zhǔn)備多媒體課件、定滑輪、動(dòng)滑輪、鉤碼、細(xì)繩、彈簧測力計(jì)、扳手、水龍頭、長木板等教學(xué)難點(diǎn)了解輪軸和斜面的工作原理教學(xué)課時(shí)1課時(shí)新課導(dǎo)入師：現(xiàn)實(shí)生活中我們除了應(yīng)用定滑輪和動(dòng)滑輪，還使用了其他簡單機(jī)械，如我們可以將動(dòng)滑輪和定滑輪組裝起來，形成一種新的簡單機(jī)械，并研究它的特點(diǎn)和組裝方式，請(qǐng)同學(xué)們說說生活中你還見過哪些簡單機(jī)械.生：扳手、水龍頭等.教師提示：其實(shí)我們生活中還有很多常見的簡單機(jī)械，比如汽車在蜿蜒盤旋的公路上行駛到山頂便是利用了斜面這種簡單機(jī)械；而汽車使用方向盤改變方向、開門時(shí)使用門把手將門打開便是利用了輪軸這種簡單機(jī)械.下面我們就一起來探究滑輪組、斜面、輪軸這三種簡單機(jī)械吧.進(jìn)行新課滑輪組師：我們知道使用定滑輪可以改變力的方向，使用動(dòng)滑輪可以省力，那能否把二者的優(yōu)點(diǎn)都利用起來，組合在一起構(gòu)成一個(gè)新機(jī)械呢？生討論、交流.師：請(qǐng)同學(xué)們按你們的設(shè)想，將剛才的一個(gè)定滑輪、一個(gè)動(dòng)滑輪組合起來，看哪一組做的又好又快，并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證是否既省力，又可以改變力的方向.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，教師巡視指導(dǎo).學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，交流實(shí)驗(yàn)結(jié)論.師：像這樣把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起就是滑輪組，當(dāng)用滑輪組提升重物時(shí)拉力與物重之間有何關(guān)系？請(qǐng)大家分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，找出其關(guān)系.教師參與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，并在黑板上畫出甲、乙兩組不同的滑輪組，并演示組裝，然后請(qǐng)一名學(xué)生上臺(tái)用甲、乙兩個(gè)滑輪組將同一個(gè)鉤碼提起來.要求學(xué)生注意觀察、記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，并說說甲、乙兩個(gè)滑輪組中動(dòng)滑輪的繞線方法有何不同.師：兩次示數(shù)不同的原因是什么？學(xué)生觀察、討論后回答：承擔(dān)鉤碼的繩子段數(shù)不同.師：你能數(shù)出有幾段繩子吊著鉤碼嗎？學(xué)生觀察、討論后進(jìn)行回答：甲有2段，乙有3段.教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)數(shù)繩子段數(shù)的方法：數(shù)繞在動(dòng)滑輪上和固定在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù).有幾段繩子吊著物體，拉力就是鉤碼重的幾分之一.但是在實(shí)際情況中動(dòng)滑輪的重力不能忽略，所以在實(shí)驗(yàn)中得出的拉力并不是鉤碼重的幾分之一，而是稍大于這個(gè)值.教師在黑板上畫出股數(shù)分別是2、3、4、5的滑輪組的繞法圖，如圖所示，讓學(xué)生數(shù)數(shù)是幾段繩子吊著物體，判斷滑輪組的省力情況.（讓學(xué)生體會(huì)相同數(shù)目的滑輪采用不同的繞線方式，承擔(dān)重物的繩子段數(shù)不同，導(dǎo)致省力多少不同.）教師讓學(xué)生觀察四個(gè)不同的繞法圖，引導(dǎo)學(xué)生找出其中的規(guī)律，得出關(guān)于繩子繞法的結(jié)論：奇動(dòng)偶定（繩子的固定端在動(dòng)滑輪上，則為奇數(shù)段繩子；繩子的固定端在定滑輪上，則為偶數(shù)段繩子），并且進(jìn)一步總結(jié)出繩子自由端拉力移動(dòng)距離s和物體上升的高度h之間的關(guān)系：s=nh.教師用多媒體播放課件“滑輪組的組裝”，并講解.滑輪組的組裝（多媒體課件）組裝滑輪組需要解決三個(gè)方面的問題：，可得承擔(dān)物重的繩子段數(shù)或，n應(yīng)取整數(shù)，且要采用進(jìn)位法.也可以根據(jù)繩子自由端移動(dòng)距離s與物體上升高度h之間的關(guān)系確定，即.（2）確定滑輪個(gè)數(shù).當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，按照每個(gè)動(dòng)滑輪有2段繩子承擔(dān)，則動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為，定滑輪個(gè)數(shù)為，即比動(dòng)滑輪少1個(gè)，若要改變力的方向，則需要再加一個(gè)定滑輪，這時(shí)動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相等.當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，如不需要改變力的方向，則動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相等，均為；若要改變力的方向，則需要再加1個(gè)定滑輪，即動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為，定滑輪個(gè)數(shù)為.滑輪組中動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)可按“一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定”的方法確定.（3）確定繩子的起點(diǎn)：當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的起點(diǎn)在定滑輪上；當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的起點(diǎn)在動(dòng)滑輪上.即按“奇動(dòng)偶定”的方法確定.例題1（用多媒體展示）同一物體沿相同水平地面做勻速移動(dòng)，如圖所示，拉力分別為，不計(jì)滑輪與輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則（）A.B.C.D.解析：甲圖為一個(gè)定滑輪，因?yàn)槎ɑ啿皇×?，故拉力大小等于阻力f，即；圖乙是動(dòng)滑輪，省一半的力，故拉力；圖丙由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成，由三段繩子承擔(dān)，故拉力.綜上所述，符合題意的是B項(xiàng).答案：B例題2（用多媒體展示）電氣化鐵路的高壓輸電線，無論嚴(yán)冬還是盛夏都要繃直，才能使高壓線與列車的電極接觸良好，這就必須對(duì)高壓線施加恒定的拉力.為此，工程師設(shè)計(jì)了如圖所示的恒定拉力系統(tǒng)，其簡化原理圖如圖所示.實(shí)際測量得到每個(gè)水泥塊的體積為1.5×10-2m3，共懸掛20個(gè)水泥塊.已知水泥塊的密度為2.6×103kg/m3，g取10N/kg.（1）請(qǐng)指出圖中的動(dòng)滑輪、定滑輪.（2）每個(gè)水泥塊的重力是多少？（3）滑輪組對(duì)高壓線的拉力是多大？解：（1）圖中C是動(dòng)滑輪，A、B是定滑輪.（2）每個(gè)水泥塊質(zhì)量.每個(gè)水泥塊的重力為.（3）水泥塊對(duì)鋼絲繩的拉力為F1=20G1=20×390N=7.8×103N.由圖可知，動(dòng)滑輪由3段繩子承擔(dān)，所以滑輪組對(duì)高壓輸電線的拉力為F2=3F1=3×7.8×103N=2.34×104N.師：我們通過學(xué)習(xí)杠桿，知道有的杠桿省力，有的杠桿省距離，定滑輪不省力，動(dòng)滑輪省一半的力，但要費(fèi)二倍的距離.大家思考，有沒有一種機(jī)械既省力，又省距離呢？生思考、交流、討論：省力的機(jī)械就必定費(fèi)距離，省距離的機(jī)械必定費(fèi)力，沒有一種機(jī)械既省力又省距離.輪軸和斜面1.輪軸師：同學(xué)們通過閱讀教材P115《科學(xué)世界》及圖12.3-6中實(shí)例，歸納它們的共同特征，總結(jié)出輪軸的概念.生1：由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成，并能繞共同的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的簡單機(jī)械叫輪軸.生2：輪軸上中間靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸線半徑較小的是軸，離軸線較遠(yuǎn)半徑較大的是輪.生3：動(dòng)力一般是作用在輪上，阻力作用在軸上，因此，輪軸是省力機(jī)械.教師引導(dǎo)學(xué)生分析：輪軸也相當(dāng)于一個(gè)杠桿.（如圖）輪和軸的中心O點(diǎn)是支點(diǎn)，作用在輪上的力F1是動(dòng)力，作用在軸上的力F2為阻力，輪半徑為R，軸半徑為r，由杠桿平衡條件可知F1R=F2r，R＞r，F(xiàn)1＜F2，所以輪軸省力.板書：輪軸：由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成能繞共同的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的簡單機(jī)械，實(shí)質(zhì)是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，使用輪軸可以省力.注意：輪軸使用時(shí)，當(dāng)輪半徑是軸半徑的n倍時(shí)，在不計(jì)摩擦情況下，作用在輪上的力的大小為作用在軸上的力的大小的.師：輪軸在生活中的應(yīng)用也有很多，你發(fā)現(xiàn)周圍還有哪些物體是輪軸？生1：用螺絲刀擰螺絲時(shí)，手抓的木柄較粗的部分是輪，金屬桿部分較細(xì)的是軸，因此螺絲刀擰螺絲是輪軸.生2：拖拉機(jī)或汽車用人工發(fā)動(dòng)時(shí)使用的搖把也是一個(gè)輪軸.生3：電視中見過以前農(nóng)村常用的轆轤也是輪軸.生4：卷揚(yáng)機(jī)的搖桿也是輪軸.2.斜面師：了解了輪軸，再來討論斜面為什么也是簡單機(jī)械，這種簡單機(jī)械對(duì)我們有什么用呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P115及圖12.3-7中實(shí)例，并舉出生產(chǎn)生活中使用斜面的例子.生1：使用斜面看起來是費(fèi)了距離，但是省了力，如果從山下直通山頂需要很大的力，不容易爬上去，而沿著彎彎曲曲的盤山公路行走就可以用較小的力爬上山頂.生2：我們常見的螺絲釘就可以認(rèn)為是一種斜面.板書：斜面：是一個(gè)費(fèi)了距離但能省力的簡單機(jī)械.注意：斜面長是斜面高度的n倍時(shí)，在不計(jì)摩擦的情況下，所用的推力為物重的.例題3（用多媒體展示）人們在生產(chǎn)勞動(dòng)的過程中表現(xiàn)出了非凡的創(chuàng)造性和聰明才智.如圖甲是使用扳手?jǐn)Q螺母，它其實(shí)是一個(gè)，當(dāng)作用在手柄上的力為F1時(shí)，則擰開螺母的力F2F1（選填“＞”“＝”或“＜”）.如圖乙是工人師傅將貨物搬運(yùn)到車上的情形，工人師傅這么做利用的科學(xué)知識(shí)是.解析：圖甲中的扳手可以看成是一個(gè)輪軸，當(dāng)動(dòng)力作用在輪上時(shí)可以省力，即在手柄處用一個(gè)較小的力可以在螺母處產(chǎn)生一個(gè)較大的力.圖乙中的裝置是一個(gè)斜面，使用它可以省力.答案：輪軸＞斜面可以省力教學(xué)板書課堂小結(jié)通過這節(jié)課，我們共同學(xué)習(xí)了滑輪組的特點(diǎn)和組裝；了解了輪軸和斜面的工作原理和使用方法；我們還知道省力的機(jī)械就必定費(fèi)距離，省距離的機(jī)械必定費(fèi)力，沒有一種機(jī)械既省力又省距離.教學(xué)反思1.教師在教學(xué)過程中始終記住，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，尤其是在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，合理適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生，做到既要避免放羊式課堂，又要使每個(gè)學(xué)生參與教學(xué)中，動(dòng)手探究，感受到自己在探究中求得知識(shí)，嘗到學(xué)習(xí)成功的喜悅，體會(huì)到學(xué)習(xí)的輕松、快樂.總之，教師要想熟練地駕馭課堂教學(xué)非一日之功，要經(jīng)常不斷地積累和錘煉.2.對(duì)于閱讀材料的教學(xué)把握，我認(rèn)為應(yīng)在完成本節(jié)課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容并且時(shí)間充裕的條件下，教師才適當(dāng)進(jìn)行教學(xué)，通常還是留給學(xué)生課后自學(xué)處理.教學(xué)過程中老師的疑問：教師點(diǎn)評(píng)和總結(jié)：課后·知能演練基礎(chǔ)鞏固1.如圖升旗時(shí),旗桿頂端的裝置是()A.定滑輪——可改變用力的方向B.動(dòng)滑輪——可以省力C.動(dòng)滑輪——可改變用力的方向D.定滑輪——可以省力2.施工中,一工人利用如圖所示的滑輪,若沿不同方向?qū)⒁煌澳嗌程岬礁咛?不計(jì)摩擦),那么工人用的拉力()A.F1大 B.F2大 C.F3大 D.一樣大3.用如圖所示的滑輪將重3N的物體勻速提升10cm,如果動(dòng)滑輪重為1N,則下列說法正確的是()A.拉力F=2N B.拉力F=1.5NC.繩子向上移動(dòng)的距離為10cm D.繩子向上移動(dòng)的距離為5cm4.小王同學(xué)正在用滑輪組提升一箱重600N的粽子,如圖所示,以下說法錯(cuò)誤的是()A.滑輪組繩子股數(shù)n=3B.若小王所用拉力為220N,不計(jì)繩重和摩擦,則動(dòng)滑輪重40NC.若粽子上升5m,則小王需要拉動(dòng)繩子15mD.若小王拉動(dòng)繩子的速度為0.3m/s,則粽子上升的速度為0.1m/s5.如圖所示裝置中,不計(jì)滑輪、彈簧測力計(jì)及輕繩的質(zhì)量,若拉力F=4N時(shí),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),則甲、乙兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù)分別為()A.12N,8N B.8N,8N C.8N,12N D.12N,12N6.如圖所示,當(dāng)工人師傅用100N的拉力向下拉繩時(shí),使重180N的重物勻速上升1m,不計(jì)繩重及摩擦,此滑輪組中的動(dòng)滑輪重為N,繩子自由端下降m。

能力提升7.某同學(xué)用滑輪組提升物體,若物體升高1m時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離是3m,該同學(xué)用力的方向向下,則該滑輪組的組成情況是()A.由1個(gè)動(dòng)滑輪,2個(gè)定滑輪組成 B.由2個(gè)動(dòng)滑輪,1個(gè)定滑輪組成C.由1個(gè)動(dòng)滑輪,1個(gè)定滑輪組成 D.由2個(gè)動(dòng)滑輪,2個(gè)定滑輪組成8.一名重力為500N的舉重運(yùn)動(dòng)員,可舉起1200N的物體,這個(gè)人站在地面上,用如圖所示的裝置提升物體,滑輪重和摩擦均忽略不計(jì),在下列四個(gè)不同重力的物體中,他能提起的最重物體的重力是()A.500N B.2400N C.1200N D.1000N9.某工廠要提升一個(gè)零件,一位工人設(shè)計(jì)了圖示的四種方案,不計(jì)機(jī)械重力、繩重和摩擦,其中最省力的是()10.如圖所示,已知?jiǎng)踊喌闹亓?N,不計(jì)摩擦和繩重,當(dāng)豎直向上的力F=20N時(shí),恰能使重物勻速上升,則重物的重力G=N,重物上升10cm,F向上移動(dòng)cm。

11.如圖所示,用滑輪組提升重物,用最小的力將重物提升到高處,請(qǐng)畫出符合要求的繩子繞法。12.如圖所示,重力為600N的工人師傅用120N的拉力,使重為300N的物體以0.2m/s的速度勻速提升。不計(jì)繩重及摩擦。(1)求5s內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離。(2)求動(dòng)滑輪的重力。(3)若繩子所能承受的最大拉力為600N,則工人師傅所能提起的最大物重是多少?思維拓展13.在探究定滑輪和動(dòng)滑輪工作時(shí)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中:(1)在探究定滑輪工作的特點(diǎn)時(shí),如圖乙所示,使用彈簧測力計(jì)的操作方法是(填序號(hào))。

①隨意拉動(dòng)鉤碼②拉著鉤碼保持靜止③勻速向下拉動(dòng)(2)在探究定滑輪工作的特點(diǎn)時(shí),按照?qǐng)D乙操作,覺得讀數(shù)不方便,于是把彈簧測力計(jì)倒過來,即彈簧測力計(jì)吊環(huán)系在拉繩上,用手拉掛鉤,彈簧測力計(jì)的示數(shù)會(huì)(選填“變大”“不變”或“變小”),其理由是。

(3)在探究動(dòng)滑輪工作的特點(diǎn)時(shí),先測出的總重力,然后按照?qǐng)D丙組裝動(dòng)滑輪,實(shí)驗(yàn)時(shí)拉彈簧測力計(jì),使鉤碼上升,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟將記錄表格的第一行欄目補(bǔ)充完整(不要求填入實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù))。該實(shí)驗(yàn)至少要測量三組數(shù)據(jù)的目的是。此次實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裰苯拥贸觥笆褂脛?dòng)滑輪能省一半力”的結(jié)論?答:。

實(shí)驗(yàn)次序123參考答案【課后·知能演練】1.A2.D3.A4.B5.A6.2027.A8.A9.D10.9511.如圖所示12.(1)3m(2)60N(3)1740N解析(1)由題圖可知,n=35s內(nèi)物體移動(dòng)的高度為h=vt=0.2m/s×5s=1m繩子自由端移動(dòng)的距離為s=nh=3×1m=3m。(2)不計(jì)繩重及摩擦,由F=1n(G+G動(dòng)可得,動(dòng)滑輪重力為G動(dòng)=nF-G=3×120N-300N=60