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滑轮.docx
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滑轮
第2节滑轮
1课时新授课
【教学目标】
知识与技能
1.认识定滑轮、动滑轮。
2.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
3.会根据要求使用和组装滑轮组。
过程与方法
1.经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程,进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法。
2.经历组装滑轮组的过程,学会按要求组装滑轮组的方法。
情感态度与价值观
1.关心生活、生产中有关滑轮的实际使用。
2.对实践中的滑轮工作特点具有好奇心。
3.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。
4.通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
【教学重点】
探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。
【教学难点】
正确判断滑轮组的省力情况。
【教学准备】
学生器材:
滑轮(单2个双2个)、铁架台、钩码、细线、弹簧秤、刻度尺、学生两人一组。
教师器材:
多媒体设备及课件,另一套同学生使用的器材。
【教学过程】
主要教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
一、创设情景,引入新课
【欣赏漫画】你能否给这幅科学漫画配上解说词?
(设计意图:
这样用动画的形式激发学生的好奇心,提高学生的兴趣,使学生感受到物理与生活习习相关。
)
【过渡】在这幅科学漫画中使用了一种简单机械——滑轮,这节课我们一起来学习和探究有关滑轮的知识,找出一种可行的方法来帮助胖爷爷把袋子运上二楼。
(同学们加油呦!
)
精彩解说词:
一位胖爷爷买了一大袋的米,扛到楼上觉得吃力,他利用滑轮和绳子将米袋吊到二楼的窗口,这时刚好有个瘦瘦的小伙子路过,他便让这小伙子帮他拉住绳子,自己赶紧跑上二楼去接米袋。
可是,当他气喘息息的跑上二楼窗口接米袋时,却看到被吊上去的不是米袋而是这位小伙子,而他辛苦拉到二楼的米袋却落回地面,他很生气,责怪这位小伙子没用力拉住绳子。
而这位小伙子却觉得自己很冤枉,到底是谁错了呢?
二、合作探究,建构知识
1.认识滑轮
【播放视频】了解生活中的滑轮
(设计意图:
通过视频,让学生了解滑轮就在他们的身边,物理知识就在身边,增强学生的感性认识。
)
【过渡】通过视频,我们可将生活中常见的滑轮分为两类,定滑轮和动滑轮。
定滑轮:
轴固定不动
动滑轮:
轴随物体一起移动
【创设问题情景】
利用一只滑轮来提升物体,有哪些方法?
(设计意图:
这样由学生自己探索并确定定滑轮、动滑轮的概念,学生会产生强烈的满足感、成就感。
有利于培养学生由感性到理性的认知规律,培养学生分析、概括、动手实验能力。
)
观看视频发现生活中的滑轮
认识定滑轮和动滑轮
应用定滑轮或动滑轮
2、探究定滑轮和动滑轮的特点
探究一:
探究定滑轮、动滑轮的特点和实质
【提出问题】
使用定滑轮和动滑轮可以提升物体,结合前面学习的简单机械——杠杆的特点,关于滑轮的学习,你想进行哪些方面的探究?
问题1:
使用定滑轮、动滑轮能否省力?
问题2:
使用定滑轮、动滑轮能否省距离?
问题3:
使用定滑轮、动滑轮能否改变力的方向?
(设计意图:
培养学生提出问题的能力,让学生明确探究的方向。
)
【设计实验】
学生分组设计实验,在设计过程中思考下面的问题:
(1)实验中需要哪些器材?
(2)使用滑轮提升物体时,应如何拉动?
(3)应该测量和记录哪些数据?
并设计记录数据的表格。
探究滑轮的特点
物重G
拉力F
物体上升距离h(cm)
绳子移动
距离s(cm)
实质
大小
方向
实验结论:
【进行实验】
学生分组完成实验,实验前要注意下列事项:
1、拉动物体时要匀速;
2、使用定滑轮提升物体时,要重新调整弹簧测力计的零刻度;
3、测量距离时做好起点和终点的标记;
4、实验数据记录到表格内。
【分析数据】
利用实物投影仪展示学生的实验数据和实验结论
【结论】
定滑轮特点:
不省力也不省距离,但可以改变力的方向
动滑轮特点:
省力费距离,但不能改变力的方向
(设计意图:
培养学生实验设计、实验操作、收集、处理数据的能力,并养成边实验边记录数据的严谨的科学态度。
)
【交流与反思】
实验过程中,你还有什么新的发现?
还有哪些疑问?
定滑轮的实质:
是一个等臂杠杆
动滑轮的实质:
是一个省力杠杆
(设计意图:
培养学生分析问题能力,建立物理模型的意识。
)
【知识拓展】
1、通过理论分析,使用动滑轮能省一半的力,但在实际实验中,为什么没有省一半的力呢?
影响因素:
绳子与滑轮之间有摩擦;动滑轮自身有重力;没有沿竖直方向拉绳子。
小结:
沿不同方向拉动滑轮上的绳子,拉力不同,竖直方向最省力。
2、若使用定滑轮提升物体时,从3个不同的方向拉动绳子,三个力的关系如何?
小结:
沿不同方向拉定滑轮上的绳子,拉力一样。
(设计意图:
培养学生在实验中发现问题,解决问题的能力及反思能力,学会书面或口头表述自己的观点,养成善于听取别人意见的习惯。
)
【思维拓展】
定滑轮虽然能改变力的方向,使我们工作方便,但不能省力;而动滑轮虽然能省力,但不能改变力的方向,使用时经常感觉不便。
怎样才能既省力,又能改变力的方向呢?
回顾三种杠杆的特点,提出有探究价值的问题。
分组讨论实验方案并完成思考题
小组间同学密切配合,完成实验探究,
培养学生的实验探究能力。
分析实验数据得出结论
组织学生及时交流与反思,并结合课前收集的信息,自由发言。
使用定滑轮为什么不省力?
使用动滑轮为什么能省力?
它们和杠杆之间有联系吗?
学生讨论、交流
绳子与滑轮之间有摩擦;
动滑轮自身有重力。
F1 (若不考虑绳子与滑轮之间的摩擦) F1=F2=F3 回顾总结定滑轮和动滑轮的优点 3、探究滑轮组的使用情况 探究二: 探究滑轮组的使用情况 【提出问题】请同学们按你们的设想,用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来看看,看哪一组做的又好又快,并且做实验来验证是不是又省力又改变了力的方向? 绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系? 【点拨】指导学生绕线,完成滑轮的组装。 【进行实验】组织学生进行分组实验,测量不同组合F的大小。 暴露出现的问题,教师及时纠正,达到学会正确使用滑轮组,并比较: (1)F(提起重物所用的力)与G(总重力)的关系? (2)绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系? 【点拨】象这样定滑轮和动滑轮组合在一起就是滑轮组。 用几个定滑轮和几个动滑轮也可以组成滑轮组,用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系? 【难点剖析】数绕在动滑轮上和固定在动滑轮上的绳子段数。 有几段绳子吊着物体,拉力就是总重的几分之一。 【结论】 1、滑轮组既可以省力又能改变力的方向; 2、绳子自由端的拉力F与动滑轮的重量G动和重物的重量G物之间的数量关系为: F=1/n(G动+G物)(不计绳重和摩擦); 3、绳子自由端移动的距离s与物体移动距离的关系为: s=nh。 (设计意图: 培养学生运用已有知识对实验现象进行分析、比较、综合、抽象、概括等不同形式的思维能力,所得结论为测量滑轮组的机械效率作准备。 ) 【练一练】 1、下图是滑轮的组合中,确定F与G的大小关系? (不计摩擦、绳重和动滑轮重) F=____F=____F=____F=____ 2、如图所示,用滑轮组将重为900N的物体匀速提升2m,不计摩擦和滑轮重,所施加的拉力F =______N,绳子移动的 距离S=___m。 【思维拓展】 仔细观察绳子的起始端和与动滑轮绳子的段数,你有什么发现? 绕线小窍门: 当n为奇数时,绳子的起始端在动滑轮上;当n为偶数时,绳子的起始端在定滑轮上。 (设计意图: 培养学生分析、归纳问题的能力。 ) 【练一练】 1.用下左图示所示的滑轮组提升重物,若拉力F将绳子的自由端移动1.5m时,重物升高0.5m,请你在图中画出绳子绕法。 2.人站在地面上,用下右图所示的滑轮组将重物提起,画出绕法。 【回归生活】 你能否帮助胖爷爷轻松地将米袋运上楼? 选用哪种方法更好些? (设计意图: 利用flash动画模拟真实场景,首尾呼应;知识回归生活,充分体现了学生的主体地位,也体现物理教学理念。 ) 学生组装滑轮,完成绕线 交流实验结果,分析比较F(提起重物所用的力)与G(总重力)的关系? 绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系? 学会数与动滑轮相连绳子的段数 完成练习,及时检测与反馈学生的学习效果。 观察滑轮组的不同绕线方式,总结绕线小窍门。 完成练习,及时检测与反馈学生的学习效果。 通过本节课的学习和探究,集思广益,想出更好的办法帮助胖爷爷解决困难。 选用动滑轮 选用滑轮组 4、轮轴和斜面 【课外延伸】轮轴和斜面 【过渡】生活中除了杠杆和滑轮,你还知道哪些简单机械? 1、出示带有螺丝钉、螺丝及螺母的木板、扳子、螺丝刀、手钻,依次让学生从木板上拧下螺丝,在木板上钻孔。 2、使用这几个工具时有什么共同之处? 【播放视频】生活中的轮轴和斜面 【自主学习】观看视频后结合课本83页“科学世界”部分,完成下面的问题。 1.轮轴由和组成,生活中你所知道的轮轴的实例有哪些? 2.轮轴是一种(填“省力”或“费力”)的简单机械,但要。 3.斜面也是一种简单机械,列举生活中的应用实例。 4.斜面是一种(填“省力”或“费力”)的简单机械,但可以。 5.实践探索: 骑自行车爬同一个陡坡,第一次按直线上爬,第二次按“S”型上爬,比较哪一次更省力? 试说明原因。 【小结】轮轴是一种省力的简单机械,斜面是一种费力的简单机械。 (设计意图: 体现出“从生活走向物理,从物理走向社会”的物理新课程理念,培养学生建立物理模型的意识。 ) 学生上讲台用螺丝刀、扳手拧螺丝钉、螺丝,用手钻在木板上钻孔。 其他学生注意观察。 观看视频,了解轮轴和斜面的特点和实质。 阅读课本83页“科学世界”部分,完成思考题。 三、课堂小结: 回顾本节课的学习内容 本节课你有哪些收获? 还有哪些疑惑? 学生讨论梳理知识,交流收获和疑惑。 四、课堂检测 教师巡视、讲评 学以致用完成检测题、解答见附件1 五、布置作业 出示思考题题目见附件2 课后完成 板书设计 第五节其他简单机械 1、定滑轮和动滑轮 2、比较定滑轮和动滑轮的特点。 (1)定滑轮: 不省力,能改变力的方向;实质是一个等臂杠杆; (2)动滑轮: 省力,不能改变力的方向,实质是一个省力杠杆 3、滑轮组的特点 (1)F=G总/n S=nh(n: 与动滑轮相连绳子的段数) (2)绕线小窍门: 奇动偶定 教学反思 一、案例的“亮点” 1、整个教学活动设计以教师为主导,学生为主体。 给学生创设开放的学习氛围,提供足够充分的活动时间和空间,注重知识的发生、发展和形成过程,使学生积极主动地参与学习活动。 在探究性实验中帮助学生掌握科学研究的方法,培养学生的创新意识。 通过对实验现象的观察,学生运用已有知识对实验现象进行分析、比较、综合、抽象、概括等不同形式的思维活动,刺激学生积极思考,探究其中奥秘,进而为创造性思维的发展奠定一个良好的基础。 2、教学过程中引导学生分析出滑轮、轮轴的实质,培养学生构建物理模型的能力。 3、本课利用了许多生活中利用滑轮、斜面的视频,科学世界中的轮轴、斜面利用生活中的实物演示,体现出“从生活走向物理,从物理走向社会”的物理新课程理念。 二、教学中易出现的问题 1、在探究滑轮、滑轮组的特点时,拉力大于理想状态的物重的n分之一,注意引导学生分析产生误差的原因: 摩擦力和动滑轮的重力。 因此,把滑轮组省力的特点分为两种情况: 在不计绳、动滑轮重及摩擦力的情况下有几端绳子作用在动滑轮上,所用拉力就是物重的几分之一;如果只不计绳重及摩擦力,G还包含动滑轮重。 2、动滑轮的支点是一个动点。 附件1 1.关于滑轮,下列说法中错误的是( ) A.使用定滑轮不省力,但能改变动力的方向 B.使用动滑轮省一半的力,还能改变动力的方向 C.定滑轮的实质是个等臂杠杆 D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 2.工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如下所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管),其中最省力的方案是( ) 3.如图所示,把重20N的物体匀速向上提起,弹簧测力计的示数为12N,若不计绳重及摩擦,则拉力的大小是______N,动滑轮重力的大小是______N.若重物提升的速度是0.1m/s,则自由端绳子上升的速度为________m/s。 4.按照题目所给的省力条件,请在下图中画出滑轮组绳子的绕法,用F表示人对绳子自由端的拉力(不计动滑轮重量和摩擦)。 5.如下图所示,若拉力F=900N,物体A重1500N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。 当绳子自由端移动3m,则沿水平方向匀速拉动物体A前进时,物体A与地面间摩擦力是_________N,物体A移动_________m。 6.如下图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,所用的拉力分别是F1、F2、F3。 则( ) A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F2>F1>F3D.F2<F1<F3 附件2 1.一条绳子最多能承受1000N的拉力。 请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物,画出滑轮组安装示意图。 (动滑轮重及摩擦不计) 2.如下图所示,利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。 已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50N。 则: (1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时,提升的物重分别是G甲=______N, G乙=________N,G丙=________N。 (2)动滑轮重3N,不计绳与滑轮之间摩擦,提升的物重分别是G甲=______N, G乙=________N,G丙=________N。 (3)当物体被提升2m时,绳子自由端移动的距离分别是S甲=_______m, S乙=_______m,S丙=________m。 (4)如果物体被提升的速度都是0.2m/s时,绳子自由端移动的速度分别是: V甲=________m/s,V乙=________m/s,V丙=________m/s。 擦力和滑轮重) 3.在3000多年前,我们的祖先就设计了结构合理的辘轳,直到现在,也还有些地方在使用它,去查找资料,看它是什么样的结构,有什么用? 是属于哪一种简单机械?
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