《滑輪》教學設計-2025-2026學年北師大版（北京）初中物理八年級(全一冊）一、核心素養(yǎng)教學目標（一）物理觀念1.認識定滑輪和動滑輪，能準確說出它們的結構特點和區(qū)別。2.理解定滑輪和動滑輪的工作原理，知道定滑輪不省力但能改變力的方向，動滑輪能省一半力但不能改變力的方向。3.能結合生活實例說明滑輪在實際中的應用，如起重機、旗桿頂部的滑輪等。（二）科學思維1.通過對定滑輪和動滑輪工作特點的探究，運用分析與綜合的思維方法，歸納出它們的省力情況和力的方向變化規(guī)律。2.在解決與滑輪相關的實際問題時，能運用數(shù)學知識（如力的平衡）分析受力情況，培養(yǎng)邏輯推理和定量分析能力。3.能從機械效率的角度初步認識滑輪的使用，理解使用機械雖然可能省力或改變方向，但會做額外功。（三）科學探究經歷探究定滑輪和動滑輪工作特點的實驗過程，學會通過控制變量法設計實驗，如分別探究兩種滑輪在提升重物時的拉力大小和方向變化。能根據(jù)實驗目的選擇合適的實驗器材（如滑輪、彈簧測力計、鉤碼、細線等），完成實驗操作并準確記錄數(shù)據(jù)。在實驗探究中，學會與同學合作交流，分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結論，培養(yǎng)科學探究能力。（四）科學態(tài)度與責任1.在實驗和學習過程中，培養(yǎng)嚴謹認真的科學態(tài)度，如實記錄實驗數(shù)據(jù)，尊重客觀事實。2.認識到滑輪在生產生活中的廣泛應用，如建筑工地上的滑輪組、家庭中的晾衣架等，增強將物理知識應用于實際的意識。3.通過了解滑輪的發(fā)展歷史，體會簡單機械對人類生產生活的重要影響，培養(yǎng)對科學的熱愛和責任感。二、教學重難點教學重點1.定滑輪和動滑輪的結構特點及工作原理。2.定滑輪不省力但能改變力的方向，動滑輪能省一半力但不能改變力的方向的特點。3.結合實例理解滑輪在實際中的應用。教學難點理解動滑輪能省一半力的原理，能對動滑輪進行受力分析。區(qū)分定滑輪和動滑輪在實際應用中的不同作用，能根據(jù)需求選擇合適的滑輪。運用滑輪的特點解決實際問題，如計算使用滑輪時的拉力大小。三、教學過程（一）課程導入（5分鐘）教師活動：展示兩張圖片，一張是起重機吊起重物的場景，另一張是工人用繩子直接提升重物的場景。提問學生：“起重機吊起重物時，繩子的一端并沒有像工人那樣直接用力拉，而是通過一個輪子來拉動，這個輪子有什么作用呢？它能讓起重變得更輕松嗎？”引導學生思考輪子在提升重物過程中的作用，引出本節(jié)課的主題——滑輪。設計意圖：通過對比生活中不同的起重場景，激發(fā)學生的好奇心和學習興趣，讓學生初步感知滑輪的存在和作用，為后續(xù)學習做好鋪墊。（二）知識回顧（3分鐘）教師活動：請學生回顧之前學過的簡單機械——杠桿的相關知識，包括杠桿的定義（在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒）、杠桿的五要素（支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂）以及杠桿的平衡條件（動力×動力臂=阻力×阻力臂）。學生活動：學生回憶并回答問題，部分學生可以舉例說明生活中的杠桿，如蹺蹺板、撬棍等。設計意圖：鞏固杠桿的知識，因為滑輪本質上是一種變形的杠桿，為學生理解滑輪的工作原理奠定基礎。（三）新課講授——滑輪的概念和分類（7分鐘）1.教師活動：展示教材中關于滑輪的定義（師大版八年級物理教材第十一章第二節(jié)）：“滑輪是一個周邊有槽，能繞著軸轉動的小輪。”讓學生朗讀并標記重點。然后介紹滑輪的分類：根據(jù)滑輪在工作時軸的位置是否固定，可分為定滑輪和動滑輪。2.教師活動：展示定滑輪和動滑輪的實物或模型，讓學生觀察它們的結構。講解定滑輪的特點：軸的位置固定不動；動滑輪的特點：軸的位置隨被拉物體一起運動。同時在黑板上畫出定滑輪和動滑輪的示意圖，標注軸的位置。3.學生活動：學生觀察實物或模型，對比定滑輪和動滑輪的結構，記錄它們的區(qū)別，在筆記本上畫出兩種滑輪的示意圖。4.設計意圖：通過教材內容和實物觀察，讓學生準確認識滑輪的概念和分類，明確定滑輪和動滑輪在結構上的差異，培養(yǎng)學生的物理觀念。（四）實驗探究——定滑輪的工作特點（15分鐘）1.教師活動：提出問題：“使用定滑輪提升重物時，拉力的大小與重物的重力有什么關系？拉力的方向與重物上升的方向是否相同？”引導學生設計實驗進行探究。提供實驗器材：定滑輪、彈簧測力計、鉤碼、細線、鐵架臺。2.教師活動：引導學生設計實驗方案：①用彈簧測力計測出鉤碼的重力G；②將定滑輪固定在鐵架臺上，用細線一端系住鉤碼，另一端繞過定滑輪，用彈簧測力計拉住細線的自由端；③緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼勻速上升，觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)F和拉力的方向；④改變鉤碼的重力，重復上述實驗，記錄多組數(shù)據(jù)。3.學生活動：學生分組進行實驗，按照實驗步驟操作，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中（如下表）。4.教師活動：巡視各小組實驗情況，指導學生正確操作，強調要使鉤碼勻速上升，這樣彈簧測力計的示數(shù)才等于拉力的大小。實驗結束后，組織學生交流實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。5.教師活動：引導學生分析實驗數(shù)據(jù)得出結論：使用定滑輪時，拉力的大小等于鉤碼的重力（F=G），即定滑輪不省力；但拉力的方向與鉤碼上升的方向相反，即定滑輪能改變力的方向。6.教師活動：結合杠桿的知識，解釋定滑輪的工作原理。指出定滑輪的軸相當于杠桿的支點，動力臂和阻力臂都等于定滑輪的半徑，根據(jù)杠桿平衡條件F_1L_1=F_2L_2，由于L_1=L_2，所以F_1=F_2，即定滑輪不省力。7.設計意圖：通過實驗探究，讓學生親身體驗定滑輪的工作特點，結合杠桿原理進行解釋，加深學生對定滑輪不省力但能改變方向的理解，培養(yǎng)學生的科學探究能力和科學思維。（五）實驗探究——動滑輪的工作特點（15分鐘）教師活動：提出問題：“使用動滑輪提升重物時，拉力的大小與重物的重力有什么關系？拉力的方向與重物上升的方向是否相同？”引導學生設計實驗進行探究。提供實驗器材：動滑輪、彈簧測力計、鉤碼、細線、鐵架臺。教師活動：引導學生設計實驗方案：①用彈簧測力計測出鉤碼的重力G和動滑輪的重力G_??¨；②用細線一端固定在鐵架臺上，另一端繞過動滑輪，系住鉤碼，用彈簧測力計拉住細線的自由端；③緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼勻速上升，觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)F和拉力的方向；④改變鉤碼的重力，重復上述實驗，記錄多組數(shù)據(jù)（忽略動滑輪重力和摩擦時）。學生活動：學生分組進行實驗，按照實驗步驟操作，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中（如下表）。教師活動：巡視各小組實驗情況，指導學生正確操作，強調實驗中要勻速拉動鉤碼。實驗結束后，組織學生交流實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。教師活動：引導學生分析實驗數(shù)據(jù)（忽略動滑輪重力時）得出結論：使用動滑輪時，拉力的大小約為鉤碼重力的一半（），即動滑輪能省一半力；但拉力的方向與鉤碼上升的方向相同，即動滑輪不能改變力的方向。教師活動：結合杠桿的知識，解釋動滑輪的工作原理。指出動滑輪的支點在繩子與滑輪接觸的邊緣，動力臂是動滑輪的直徑，阻力臂是動滑輪的半徑，根據(jù)杠桿平衡條件F_1L_1=F_2L_2，由于L_1=2L_2，所以，即動滑輪能省一半力。同時說明實際中由于動滑輪有重力，拉力會稍大于鉤碼重力的一半。設計意圖：通過實驗探究和杠桿原理的解釋，讓學生理解動滑輪能省一半力但不能改變方向的特點，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和邏輯推理能力。（六）滑輪的應用（10分鐘）教師活動：展示生活中滑輪應用的實例圖片或視頻，如：①旗桿頂部的定滑輪，講解其作用是改變力的方向，方便向下拉繩子使國旗上升；②建筑工地上的動滑輪，說明其作用是省力，便于提升重物；③起重機上的滑輪組（由定滑輪和動滑輪組成），簡單介紹滑輪組既能省力又能改變方向。教師活動：提問學生：“生活中還有哪些地方用到了滑輪？它們分別是定滑輪還是動滑輪？起到了什么作用？”學生活動：學生結合生活經驗，舉例說明，如家用晾衣架上的定滑輪（改變方向）、吊車中的滑輪組等，分析其作用。設計意圖：將物理知識與生活實際相結合，讓學生體會滑輪在實際中的廣泛應用，增強學生運用物理知識解釋生活現(xiàn)象的能力，培養(yǎng)科學態(tài)度與責任。（七）例題講解與練習（8分鐘）教師活動：展示教材中的例題：“一個重為50N的物體，用定滑輪將其勻速提升，需要的拉力是多大？如果改用動滑輪（不計動滑輪重力和摩擦），需要的拉力又是多大？”引導學生分析：使用定滑輪不省力，拉力F=G=50N；使用動滑輪能省一半力，拉力。教師活動：讓學生完成練習題：“用一個動滑輪將重為80N的物體勻速提升（不計動滑輪重力和摩擦），拉力做的功是40J，物體被提升的高度是多少？”學生獨立完成后，教師講解解題步驟：先根據(jù)算出拉力F=40N，再根據(jù)W=Fs算出繩子自由端移動的距離，由于動滑輪省力費距離，物體上升高度。學生活動：學生跟隨教師分析例題，獨立完成練習題，部分學生上臺板演，其他學生進行點評和糾錯。設計意圖：通過例題和練習，讓學生掌握運用滑輪特點進行計算的方法，提高學生解決實際問題的能力，鞏固所學知識。（八）課堂討論（5分鐘）教師活動：提出討論問題：“定滑輪和動滑輪各有優(yōu)缺點，在實際使用中，我們如何根據(jù)具體需求選擇合適的滑輪？如果既想省力又想改變力的方向，應該怎么辦？”引導學生思考：根據(jù)是否需要省力或改變方向選擇滑輪；若既想省力又想改變方向，可以將定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。學生活動：學生分組討論，各小組推選代表發(fā)言，分享討論結果，其他小組進行補充。設計意圖：通過討論，讓學生進一步理解定滑輪和動滑輪的特點及適用場景，為后續(xù)學習滑輪組做好鋪墊，培養(yǎng)學生的合作交流能力和解決實際問題的意識。（九）課堂小結（2分鐘）教師活動：與學生一起回顧