二、滑輪（教學設(shè)計）

年級九年級學科物理課時數(shù)教師

課題二、滑輪

1.知道定滑鴕、動滑輪、滑輪組的構(gòu)造及工作時的特點。

教學

2.了解定滑鴕、動滑輪的實質(zhì)。

目標

3.能識別生產(chǎn)和生活中常見的滑輪，能根據(jù)要求組裝簡單的滑輪組。

本節(jié)內(nèi)容選自蘇科版九年級物理上冊《簡單機械和功》第一節(jié)《滑輪》。

本節(jié)既是對前面所學杠桿知識的拓展，也是后續(xù)學習功、功率以及機械

效率等概念的必要鋪墊。教材通過“定滑輪一動滑輪一滑輪組一輪軸”

教材

的遞進式結(jié)構(gòu)，引導學生經(jīng)歷觀察一實驗一歸納一應用的完整科學探究

分析

過程。教學中要引導學生在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計實驗、

獲取證據(jù)、解釋結(jié)論、遷移應用，從而形成科學探究能力與良好科學態(tài)

度。

1.探究定滑鴕和動滑輪特點的實驗過程；

教學重

2.掌握定滑給和動滑輪的特點，并學會分析、應用等；

點

3.學習滑輪組及其特點；滑輪組的繞繩方法。

1.動滑輪特點的綜合應用；

教學難

2.定滑輪和動滑輪本質(zhì)的分析；

點

3.滑輪組的特點及應用。

教學過程

教師活動學生活動

導入新課

思考聯(lián)想

生活中的

滑輪

健身器材上的滑輪升國旗旗桿上的滑輪起重機上的滑輪

滑輪在日常生活中有著廣泛的應用，這些滑輪究竟起到了什么作用？

學習新課一、定滑輪和動滑輪

1.滑輪

了解滑輪

滑輪：在提升重物時，人們常常用到滑輪。滑輪的主要部分是能繞軸轉(zhuǎn)動的

的主要構(gòu)

輪子。

造及工作

滑輪有兩種分類：工作時，軸固定不動的滑輪稱為定滑輪；軸隨被拉動的物

特點

體一起運動的滑輪稱為動滑輪。

定滑輪與動滑輪的實例：升旗、吊木箱、歐洲中世紀使用吊車

西

通過實例

認識定滑

定滑輪動滑輪輪和動滑

【實驗探究】定滑輪的特點輪的區(qū)別

1.測出鉤碼所受的重力，然后按下圖組裝定滑輪。豎直向下拉彈簧測力計,

使鉤碼勻速上升。記錄鉤碼所受的重力、（彈簧測力計）拉力的大小、鉤碼

上升的距離、拉力移動的距離。

2.增加鉤碼的個數(shù)，重復實驗，把測得的數(shù)據(jù)填入下表。

經(jīng)歷探究

定滑輪的

特點實驗

過程

【實驗表格】

鉤碼上升的拉力移動

實驗序號鉤碼重力G/N拉力F/N

高度h/cm距離s/cm

①

②

③

【思考與討論】通過實驗，發(fā)現(xiàn)使用定滑輪有什么特點？

【實驗結(jié)論】

①拉力與鉤碼重力的大小關(guān)系：尸=°,即使用定滑輪不省力。

②拉力（繩末端）移動距離s與鉤碼上升高度h的關(guān)系：S=\

【做一做】改變拉力的方向：測出鉤碼所受的重力，然后按如右圖1所示,

分別沿豎直方向拉升、斜著拉升、水平拉升鉤碼，觀察拉力鼻、Fz、F3、的

②

③

【思考與討論】通過實驗，發(fā)現(xiàn)使用動滑輪有什么特點？

【實驗結(jié)論】

①拉力與鉤碼重力的大小關(guān)系：,—3。即使用動滑輪可以省一半力。

S=2h

②拉力（繩末端）移動距離S與鉤碼上升高度h的關(guān)系：o

探究動滑

輪使用時

拉力和拉

動距離的

特點

學習新課二、滑輪的實質(zhì)

1.滑輪的實質(zhì)

滑輪種類特點圖片

轉(zhuǎn)軸。是支點。由杠桿平衡條件能夠從杠

定滑輪是等臂可知，動力E與阻力1?2大小相等，

桿的角度

杠桿使用它可以改變施力的方向，但

:,)理解定滑

不省力

〃〃彳〃/

輪和動滑

動滑輪是支點支點在滑輪左側(cè)邊緣的點0處，

輪的實質(zhì)

在一側(cè)的不等動力臂是阻力臂的兩倍，使用它

臂杠桿最多可以省一半的力°h

Fi

滑輪實質(zhì)上是杠桿的變形

【思考與討論】我們前面豎直向上拉彈簧測力計，使鉤碼勻速上升，得到的

初步實驗結(jié)論是使用動滑輪可以省一半力，而教材是使用動滑輪最多可以省

一半的力。如何理解“最多”二字？

我們可以活學活用杠桿所學的滑輪實質(zhì)上是杠桿的變形；通過分析動力臂的

大小，從而分析動力F的大小。同學們可以嘗試多畫幾個非豎直方向的力

握、R、％,分別畫出它們的力臂，并將它們與豎直方向的力E對應的力臂

相比較，你會發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？

如下圖所示，豎直方向的力R對應的力臂是該圓的直徑，根據(jù)在同一圓中的

線段，直徑最大，即F2對應的力臂最大，根據(jù)杠桿平衡條件，所以豎直方向

的力E最小，因此最多省一半的力。而且在實際生活中還要考慮動滑輪的自

知道動滑

身重力以及摩擦力等。

輪省力的

特點

結(jié)論(動滑輪的特點)

使用動滑輪，最多可以省一半力，但不能改變施力的方向；

拉力(繩末端)移動距離8與重物上升高度h的關(guān)系：s=

堂習新課三、滑輪組

1.滑輪組

(1)滑輪組的定義：在實際使用中，人們常將動滑輪和定滑輪組合成滑輪

組，這樣既可以省力又可以改變施力的方向。

知道滑輪

【思考與討論】由一個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組有幾種組合?這樣的

組的構(gòu)成

組合各有什么特點？

及其特點

在不計繩重、摩擦及動滑輪自重時：

n:承擔重的繩子段數(shù).s：繩子末端移動的距離.

使用滑輪組省了力，但是費距離。

2.滑輪組的特點

(1)拉力F的大小與吊起動滑輪的繩子段數(shù)n有關(guān)。動滑輪被幾段繩子吊

起，所用的力就是物重的幾分之一即：

不計動滑輪重、繩重和摩擦："一二。

F=_(G+G動)

不計繩重和摩擦但考慮滑輪重：n

(2)拉力F(繩子自由端)移動距離s是物體上升高度h的n倍，即：S：

v=nXv

(3)繩子自由端的速度與被物體的速度的關(guān)系：事iS

學習確定

3.滑輪組的組裝

滑輪組繩

(1)確定繩子的段數(shù)

Gs子的段數(shù)

〃=—或〃=-

Fh和繞繩方

當n不是整數(shù)時，要采用只入不舍的“進一法”處理小數(shù)位。

法

(2)滑輪組的繞繩方法

當承重繩子的段數(shù)n為奇數(shù)時，繩子的固定端在動滑輪上；

當承重繩子的段數(shù)n為偶數(shù)時，繩子的固定端在定滑輪上；

概括為“奇動偶定”。

4.滑輪組的應用

滑輪組在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應用。

聶

(a)用滑輪組提升重物

【例1】用如圖所示的滑輪組提高物體，根據(jù)已知條件,請?zhí)顚懣瞻滋帲ú?/p>

物體以0.2m/s的

速度勻速上升

計繩重、摩擦及動滑輪自重）。

1.在不計機械自重和摩擦的情況下J0N的拉力不能提起重20N物體的是（A）

A.一個定滑輪B.一個動滑輪C.杠桿D.以上機械都

可以

2.升旗的旗桿頂上有一個滑輪，如圖所示，升旗時往下拉動繩子，旗子就會上升,

對該滑輪的說法中，正確的是（D）

A.這是一個定滑輪，費力

B.這是一個定滑輪，可省力

C.這是一個定滑輪，不能改變力的方向

D.這是一個定滑輪，可改變用力的方向

3.如圖所示，用6牛的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.4米。

若不計滑輪自重及摩擦，關(guān)于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s,下列判

斷中正確的是（D）

A.G=3N、s=0.2mB.G=3N、s=0.8m

C.G=12N、s=Q.4mD.G=12N、s=0.8m

F

G

4.如圖所示，用水平拉力F通過滑輪勻速拉動重力80N的物體A,已知A與水平

地面的滑動摩擦力為20N。則拉力F的大小為（B）

A.IONB.20NC.40ND.80N

/-----?尸

d—工------------A

5.如圖所示是用滑輪勻速提升同一重物的三種方式，所用的拉力分別為R、F?、

F；，,不計摩擦和滑輪自重，貝IJ（C）

A.用書書，B.F2<F.<F：iC.F2汨汨D.尸3汨汨

6.如圖所示，用滑輪組將重為180N的物體勻速提高了1米，動滑輪重為6N,則

下列說法正確的是（不計繩重及摩擦）（B）

A.拉力為60N

B.拉力為62N

C.繩的自由端移動了4m

D.繩的自由端移動了1m

7.某場館建設(shè)中，采用如圖所示的裝置提升重物，工人師傅站在水平地面上，豎

直向下拉動繩子自由端，使物體A在5s內(nèi)勻速上升了2m。已知物體A重400N,

每個滑輪重20N

,不計繩重與摩擦，下列說法不正確的是（B）

A.人對繩子的拉力為210N

B.繩子自由端移動的距離為6m

C.繩子自由端移動的速度為0.8m/s

D.使用此滑輪組能改變力的方向

、、、、、、、、、、、、、

O

、ww、、、wwS、、w

8.閱讀文章，回答問題：

輪軸是一種簡單機械，輪軸由具有共同轉(zhuǎn)動軸0的大輪和小輪組成，通常把大輪

叫輪，小輪叫軸。圖1所示是一些輪軸的實例，輪軸實際上是一個可以連續(xù)轉(zhuǎn)動

的變形的杠桿，輪半徑R和軸半徑r分別就是作用在輪和軸上的兩個力Fl和F2

的力臂，如圖2所示。

根據(jù)杠桿的平衡條件，可得％XR=RXr,使用輪軸時，如果動力作用在輪上能

省力，且輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的動力就是阻力的幾分之一，如果

動力作用在軸上就費力，但可以省距離。

(1)輪軸的實質(zhì)是變形的3^,如果動力作用在輪上就可以*力，作用

在軸上就費力；

(2)若螺絲刀的輪半徑是1.5cm,軸半徑是0.3cm,則正常使用螺絲刀是省力

(選填“省力”或“費力”)的