《【名師備課】人教版八下物理122滑輪》教學設計+同步測試

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1、滑輪教學設計 江蘇豐縣初級中學 楊雷一、教學目標（一）知識與技能1能識別定滑輪和動滑輪，了解定滑輪和動滑輪的特點。2能根據(jù)實際需要選擇合適的滑輪解決實際問題。3會安裝滑輪組，并能根據(jù)安裝情況分析施加的拉力與物重的關(guān)系。（二）過程與方法1經(jīng)歷探究定滑輪和動滑輪工作特點的過程，進一步掌握用觀察和對比來研究問題的方法。2經(jīng)歷組裝滑輪組的過程，學會按要求組裝滑輪組的方法。（三）情感態(tài)度與價值觀1對實際中的滑輪的工作特點具有好奇心，關(guān)心生活、生產(chǎn)中有關(guān)滑輪的實際應用。2具有對現(xiàn)實生活中簡單機械的應用是否合理進行評價的意識，具有利用簡單機械改善勞動條件的愿望。3通過了解簡單機械的應用，初步認識科學技術(shù)對人

2、類社會發(fā)展的作用。二、教學重難點“滑輪”是初中物理力學中一種比較重要的簡單機械，它是在學生學習了杠桿后，對一些變形的杠桿的進一步認識，對生活中物理現(xiàn)象的進一步觀察和應用?；啺词褂们闆r可以分為定滑輪、動滑輪和滑輪組，它們的特點是本節(jié)課的重點。學生對滑輪組的繞線及段數(shù)的判斷不容易理解，這是本節(jié)課的難點。重點：研究定滑輪、動滑輪的特點。難點：判斷滑輪組的省力情況，會根據(jù)實際要求組裝簡單的滑輪組。三、教學策略通過物理建模的方法從理論上將滑輪抽象為杠桿，利用杠桿平衡條件分析滑輪的工作原理，然后再對已經(jīng)測得的實驗數(shù)據(jù)進行進一步分析解釋，進一步理解滑輪的工作特點。用杠桿的平衡條件去分析動滑輪省一半的力的原

3、因時，“支點位置”的分析是一個難點，教學中不必涉及動滑輪使用時支點隨時間變化的問題。在教學過程中，以自主、協(xié)作的實驗探究為主線，培養(yǎng)學生實驗探究的能力，充分發(fā)揮學生的主體地位，讓學生通過親自動手實驗、交流、討論等方式參與到教學中。四、教學資源準備多媒體課件、滑輪、鐵架臺、彈簧測力計、直尺、鉤碼、細線等。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖引入新課（5分鐘）師：每個星期一的早晨我們?nèi)５膸熒家e行莊嚴的升旗儀式，走上升旗臺，當一名光榮的“升旗手”是我們每一位同學們夢寐以求的愿望。大家想不想做升旗手？讓我們做一回模擬“升旗手”吧。你的實驗桌上有鐵架臺、鉤碼、棉線，我們用鐵架臺代替旗桿，用

4、鉤碼代替國旗，用棉線代替繩子，用升旗的方法把鉤碼升起來，能辦到嗎？觀看了大家的“升旗”，發(fā)現(xiàn)有的小組直接向上拉繩子，把鉤碼位置升高；有的小組是把繩子繞過鐵架臺頂端的橫桿，通過向下拉繩子把鉤碼位置升高。他們誰是合格的“升旗手”？思考：把繩子繞過鐵架臺頂端的橫桿，來模擬升旗，這個“橫桿”起什么作用？模擬升旗時，繩子要在橫桿上滑動，這樣會產(chǎn)生摩擦力。拉動時會費力，怎樣改進才能減小摩擦呢？（讓橫桿表面光滑些，用滾動代替滑動）用滾動代替滑動就是要在軸上套一個輪子，它是什么樣子呢？（教師出示滑輪）看！這就是套在軸上的輪子，我們叫它滑輪。在你們實驗桌的抽屜里都有兩個滑輪，現(xiàn)在你把它們拿出來，仔細觀察滑輪的結(jié)

5、構(gòu)，試著畫出滑輪的結(jié)構(gòu)簡圖。學生動手實驗，教師巡回指導引導學生分析：橫桿起著改變用力方向的作用。學生畫出滑輪結(jié)構(gòu)簡圖。創(chuàng)設教學情景，讓學生快速進入滑輪知識學習。與減小摩擦知識聯(lián)系，起到溫故知新的作用。同時又能讓學生更好地理解滑輪的結(jié)構(gòu)。為進一步研究滑輪做好鋪墊。新課教學（30分鐘）一、定滑輪和動滑輪利用桌上的實驗器材，通過滑輪來提升鉤碼，看誰的辦法又快又多？一會向大家展示你的設計并畫出示意圖。圖1針對圖1，請學生觀察，看兩種方法提升鉤碼時有哪些不同？在比較軸是否移動的基礎上總結(jié)出定滑輪和動滑輪的定義。思考：我們知道力有三要素，就是力的大小、方向和作用點。定滑輪能改變力的方向。是否能改變力的大小

6、？動滑輪不能改變用力的方向，能否改變力的大小？下面通過實驗進行探究。請同學們結(jié)合實驗，思考以下問題：1使用定滑輪的好處是什么？2使用定滑輪可以省力嗎？3使用定滑輪可以省動力作用點移動的距離嗎？總結(jié)：使用定滑輪不省力，不省距離；但可以改變力的方向。請同學們結(jié)合實驗，思考以下問題：1使用動滑輪能改變?yōu)閯恿Φ姆较騿幔?使用動滑輪可以省力嗎？3使用動滑輪可以省動力作用點移動的距離嗎？總結(jié)：使用動滑輪可以省力，但費距離，且不改變力的方向。利用課件，引導學生分析定滑輪和動滑輪的實質(zhì)。1回憶杠桿的五個要素，找出定滑輪支點，確定其動力臂和阻力臂的大小關(guān)系。2請學生根據(jù)以上分析，解釋為什么斜著拉動重物時，拉力的

7、大小不變。3得出結(jié)論：定滑輪實質(zhì)是一個等臂的杠桿。4找出動滑輪的支點，強調(diào)這是一個瞬時支點，拉力的方向一定要豎直向上，確定其動力臂和阻力臂，并比較其的大小關(guān)系。（動力臂是阻力臂的2倍）5請學生進一步分析，解釋為什么斜著拉動重物時，拉力的大小會變大（動力臂變?。?。6得出結(jié)論：動滑輪實質(zhì)是一種能省力的杠桿。學生進行實驗。有了“升旗”的經(jīng)驗，很容易組裝成定滑輪；程度好的同學能夠組裝出動滑輪甚至滑輪組，老師有意識地找出設計使用定滑輪和動滑輪的同學，讓他們展示設計的成果學生討論并回答：一個滑輪的軸固定不動，另一個滑輪的軸隨著上升。用力方向不同。學生進行探究定滑輪特點的實驗。根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析思考。學

8、生進行探究動滑輪特點的實驗。根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析思考。引導學生分析思考得出結(jié)論。創(chuàng)設任務情景，讓學生創(chuàng)造性地完成任務，能培養(yǎng)學生的學習興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。培養(yǎng)學生科學探究的能力。這樣學生可以理解用彈簧秤通過動滑輪來拉鉤碼，讀取彈簧秤的示數(shù)時，跨過動滑輪的兩條繩要豎直、平行。定滑輪可以改變力的方向，但不能省力。動滑輪可以省力，但不能改變力的方向。能否得到這樣一種機械，它既可以省力，又可以改變力的方向呢？歸納學生的發(fā)言：把定滑輪和動滑輪組裝在一起，應該就可以了。定義：我們把定滑輪與動滑輪的組合，叫做滑輪組。提問：它在工作時，有什么特點呢？同學們可以結(jié)合前面所學習的知識，猜測一下。組織學生進行實驗

9、我們通過實驗驗證一下你的猜測是否正確。提問：一個定滑輪和一個動滑輪，有哪些繞線的方法？可以畫出繞線的示意圖。這兩種繞線方法有什么不同？請從以下幾個方面進行思考。1繩子的起點：2拉力的方向：3拉力的大?。?移動的距離：討論：如何確定承擔物重的繩子的股數(shù)？總結(jié)：1把定滑輪和動滑輪的組合裝置稱為 。它既可以 ，還可以 。2滑輪組的特點：（1）繩子自由端移動的距離S與物體上升的高度h之間的關(guān)系：S= h（2）繩子自由端移動的速度v與物體上升的速度v物之間的關(guān)系：v= v物（3）不計滑輪重、繩重和摩擦時，作用在繩子自由端的拉力F與物體的重力G的關(guān)系：F= G。學生思考大膽猜測學生思考和操作后回答問題：可

10、以從定滑輪開始繞線，也可以從動滑輪開始繞線。一種方法可以改變拉力的方向，另一種不能。拉力的大小不同。移動的距離也不相同。經(jīng)過討論得出：使用滑輪組時，用幾段繩子吊著動滑輪和物體，則提起物體的力就是動滑輪重和物重的幾分之一，且每段繩子中的力都相等。畫圖的方法更形象，學生易于接受。及時總結(jié)，便于學生掌握知識。課堂小結(jié)（5分鐘）我們這節(jié)課學習了什么？要點：定滑輪和動滑輪的使用特點，知道定滑輪、動滑輪的實質(zhì)。難點：正確分析滑輪組的使用特點。學生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎上進行學習小結(jié)。促進知識的鞏固掌握。提升學生的交流表達能力?；喭綔y試 江蘇豐縣初級中學劉慶賀一、選擇題1如圖1所示的是利

11、用定滑輪勻速提升物體的三種方法，所用拉力分別是F1，F(xiàn)2和F3，下列式子中正確的是（）AF1F2F3 BF1F2F3 CF1=F2=F3 DF2F1F3圖1答案：C解析：使用定滑輪不能省力，但可以任意改變力的方向。圖1中F1，F(xiàn)2和F3盡管力的方向不同，但力的大小都等于物體重力G。2如圖2所示，不考慮滑輪與輕繩之間的摩擦，米袋總重為800N，而繩上吊著的靜止的“紳士”重500N，則米袋對地面的壓力為（ ）A500N B250N C300N D800N答案：C解析：從圖2判斷，圖中的滑輪是定滑輪，“紳士”通過定滑輪對米袋向上的拉力等于他的重力，則米袋對地面的壓力為800N-500N=300N。3

12、用如圖3所示的滑輪將重3N的物體勻速提升10cm，如果動滑輪的重為1N，則下列說法正確的是（）A拉力F =2N B拉力F =15NC繩子向上移動的距離為10cm D繩子向上移動的距離為5cm圖3答案：A解析：動滑輪的特點是可以省一半的力，用動滑輪提升物體時，不僅要克服物體的重力，而且要克服動滑輪的重力，所以拉力為動滑輪和重物總重的二分之一，拉力作用點移動的距離是物體升高高度的二倍。4（2013年雅安中考題）工人們?yōu)榱税徇\一個笨重的機器進入廠房，他們設計了如圖4所示的四種方案（機器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管的橫截面），其中最省力的方案是（）ABCD圖4答案：C解析：在此題中，克服的阻力是物

13、體與地面之間的摩擦力，同時也使用到了簡單機械滑輪。因此省力的情況要從兩個方面考慮：減小物體與地面之間的摩擦力；使用的機械最省力。在以上四種情況中，B、C、D都將物體與地面之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減小了物體與地面之間的摩擦力，而A沒有，所以首先可以排除。在B中使用的是定滑輪，只能改變力的方向不能省力，其所用力的大小與D是一樣的，都等于物體與地面之間的滾動摩擦力。在C中使用的是動滑輪，動滑輪能夠省一半的力，所以，此時的拉力等于物體與地面之間滾動摩擦力的一半，所以此時所用的力最小，即最省力。5小漢同學在“研究動滑輪特點”的實驗時，進行了正確操作，并記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)果與課本中

14、“使用動滑輪能省一半力”的結(jié)論不符。面對這一事實，下列做法中最不可取的是（ ）實驗次數(shù)物重G/N拉力F/N110065215090320115A與同學分析可能原因B實驗失敗，停止實驗C改進實驗條件，重新實驗D查閱資料，了解結(jié)論的適用條件答案：B解析：對于“使用動滑輪能省一半力”，我們是通過實驗探究得出來的?？墒切h同學在進行這個實驗時，實驗結(jié)果卻與課本中的結(jié)論不符。問題在哪里呢？題目排除了操作錯誤，記錄的數(shù)據(jù)也正確。實際上，物理中的許多結(jié)論都是在忽略某些次要因素的基礎上得出的?！笆褂脛踊喣苁∫话肓Α笔窃诓豢紤]動滑輪和繩子的重力，并不考慮摩擦的情況下獲得的結(jié)論。而在進行實驗時，這些因素都是存在

15、的。如果把這些因素都考慮進去，勢必得不出規(guī)律性的東西，得不到正確的結(jié)論。怎么辦呢？此時就要設法減小以上次要因素的影響，如選用更輕的動滑輪和繩子，進一步減小摩擦，還有盡可能使物體重力更大一些等。6如圖6所示，G=80N，在力F的作用下，滑輪以04m/s的速度勻速上升，不計摩擦及滑輪重，則物體的速度和力F的大小分別是（）A08m/s，160NB08m/s，40NC04m/s，160ND02m/s，40N圖6答案：A解答：動滑輪正常使用時，作用在輪處的力是作用在軸處力的一半，作用在輪處的力的作用點移動的距離是作用在軸處力的作用點移動距離的2倍。本題中，物體作用在輪處，拉力作用在軸處，所以F=2G=2

16、80N=160N；物體上升距離是拉力F和滑輪移動的距離的二倍，滑輪以04m/s的速度勻速上升，故物體上升速度為2v=204m/s=08m/s。7如圖7所示，在水平拉力F的作用下，物體A勻速向右滑動時，彈簧秤示數(shù)為10N，不計滑輪重及滑輪與繩之間摩擦，則水平拉力F和物體A與水平面之間的摩擦力f的大小分別是（）AF=20N，f=20N BF=10N，f=20NCF=20N，f=10N DF=10N，f=10N圖7答案：C解析：圖中實質(zhì)是一個動滑輪，繩子兩端的力相等，都為10N，軸上的力F等于繩子兩端的力的和為20N；物體勻速運動，則繩子對物體的拉力和地面對物體的摩擦力是一對平衡力，大小相等。二、填

17、空和作圖題8如圖8所示，小森用同樣的力把甲、乙兩物體勻速提升，如不計摩擦和滑輪重，則重力G甲_G乙(“”)。答案：解析：從圖8看出，甲為定滑輪，所以F = G甲，乙是動滑輪，F(xiàn) = G乙/2，即G乙= 2F。因此G甲G乙9如圖9所示，重為80N的物體M，在30N的拉力F作用下，以02m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧秤的示數(shù)為 N，拉力F在5s內(nèi)做的功W= J，拉力的功率P= W。（不計滑輪重，不計繩重，不計繩與滑輪之間的摩擦）答案：15 15 3解析：圖中拉力作用在動滑輪的軸上，彈簧秤的示數(shù)應該是拉力的一半，即為15N。容易計算物體在5s內(nèi)移動的距離為1m，拉力作用點移動的距離應

18、該是物體的一半即05m，所以拉力F在5s內(nèi)做的功W=FS=30N05m=15J，拉力的功率P=W/t=15J/5s=3W。10小漢要提起重800N的物體，但是他的最大拉力只有300N。于是，他找來了一些滑輪，想利用滑輪組提起這個重物。已知每個滑輪重20N，小漢想站在地上向下拉繩，他最好選擇圖10中_滑輪組來提起重物(選填“a”、“b” 或“c”)。請在所選的圖中畫出正確的繞繩方法。答案：c，正確的繞繩方法見圖11c解析：題目的關(guān)鍵是確定幾股繩子吊起動滑輪。由（物+動）/n知，n（物+動）/，因F300N，所以n（800N+20N）/300N27，因為應為整數(shù)，故可取3、4、5等。求解時還要注意

19、要求站在地上向下拉繩，即繩子最后的拉力方向向下。從圖5看出，a拉力方向不合要求，b雖然更省力，但拉力方向仍不符合要求，只有c在省力情況和拉力方向上都符合要求。所以答案為c，正確的繞繩方法見圖5c。11定滑輪在使用時相當于一個杠桿。如圖12所示，某人用繩子沿著傾斜的方向通過定滑輪拉住鉤碼，已知人手的拉力為F，鉤碼重力為G。（1）請在圖中標出這只“杠桿”的支點O，畫出拉力F、鉤碼重力G及它們的力臂（保留作圖痕跡）；（2）若不計摩擦、滑輪重和繩重，請用杠桿平衡條件推證：F=G。答案：（1）如圖13（2）由幾何知識知：l1 =l2 =R（R為滑輪半徑）根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，即Fl1=G

20、l2，所以F =G解析：（1）支點是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，所以定滑輪的支點在定滑輪的轉(zhuǎn)軸上。鉤碼重力G作用在鉤碼的重心上，拉力F作用在繩端，方向沿著繩子斜向下。從支點分別向兩個力的作用線作垂線，垂線長就是力臂。（2）根據(jù)幾何中圓的半徑相等和杠桿平衡條件即可推證F=G。12人的體重為500N，吊籃重為700N，人要將吊籃勻速吊起，求下面兩種情況下人的拉力（不計滑輪、繩重及摩擦）。（1）如圖14，人站在地面上，至少要用_N的力拉繩。（2）如圖15，人站在吊籃中至少要用_N的力拉繩。答案：（1）350 （2）400解析：（1）取動滑輪為研究對象，它受到兩股繩給它向上的拉力（兩股繩的拉力相等），還受到吊籃

21、給它向下的拉力（拉力等于吊籃的重力），如圖16。由于動滑輪勻速上升，所以動滑輪受力平衡，也就是方向向下的力等于所有方向向上的力之和。故，即。人拉繩的力與繩給人的拉力F是相互作用力，它們大小相等，方向相反。（2）把動滑輪、吊籃和人作為一個整體，它們受力情況如圖17（有兩股繩子向上拉著動滑輪、一股繩向上拉人，三股繩屬于同一根，拉力相等。向下的力是吊籃和人的總重力）。由于整體勻速上升，所以這幾個力是平衡力，也就是所有方向向下的力之和等于所有方向向上的力之和。故，即。人拉繩的力與繩給人的拉力F是相互作用力，它們大小相等，方向相反。三、綜合題13一小車陷在泥地里?，F(xiàn)在通過如圖18所示的滑輪組將小車勻速拉

22、出，繩端拉力F 1000N。求小車和樹受到的拉力（不計滑輪、繩重和摩擦）。圖18答案：小車受到的拉力為3000N，樹受到的拉力為2000N。解析：小車受到滑輪組中左邊的滑輪（沒必要區(qū)分這個滑輪是動滑輪還是定滑輪）對它的拉力，要求小車受到的拉力，須以這個滑輪為研究對象?；喪芰θ鐖D19，有三股繩子向右拉著滑輪，每股拉力都為F，小車給滑輪向左的拉力F1。因為滑輪勻速運動，所以它受到的這四個力是平衡力，即F13F 3000N。小車受到的拉力與小車給滑輪向左的拉力F1屬于相互作用力，它們大小相等，方向相反?；喗M中右邊的滑輪給樹一個拉力，要求樹受到的拉力，就要取這個滑輪為研究對象?；喪芰θ鐖D20，有

23、兩股繩子向左拉著滑輪，拉力均為F ，樹給它向右的拉力F2。因為滑輪勻速運動，所以它受到的這三個力是平衡力，即F22F 2000N。樹受到的拉力與樹給滑輪向右的拉力F2屬于相互作用力，它們大小相等，方向相反。14小漢在家里挖一個蓄水池，當挖到一定深度時發(fā)現(xiàn)一塊質(zhì)量約120kg的石頭（如圖21所示）。問：憑小漢一個人的力量（小明重約500N），采用一種什么樣的簡單機械才能把石頭移出水池（即把石頭提升到池口）？通過計算說明簡單機械至少需要滿足什么條件？請你畫出示意圖。（機械的重和摩擦可忽略不計，g取10N/kg）答案：方法一（1）用省力杠桿 （2）根據(jù)杠桿平衡條件：F1L1=F2L2 L1/L2=F

24、2/F1=G石/G1=12010/500=24杠桿必須滿足條件是：L124 L2（3）示意圖如圖22，動力臂要大于阻力臂。方法二：（1）用一個滑輪組 （2）求承重繩子的段數(shù)：n= G石/F1=12010/500=24滑輪組必須有三段以上承重的繩子（3）示意圖如圖23，要求有三段以上的繩子吊著動滑輪解析：由題意，使用簡單機械時，小漢一個人能施出的最大的力約為500N（設想若超過500N，小漢將被機械吊起而脫離地面），因此要想把重120kg10 N/kg =1200N的石頭提升，所用簡單機械至少要省力1200/500=24倍。這樣的簡單機械可以是省力杠桿，也可以是滑輪組，甚至可以是輪軸，所以題目有

25、多個答案15如圖24所示，彈簧測力計的量程是05N，木塊重力大約7N，輕質(zhì)滑輪重為1N、鐵架臺、刻度尺、足夠大的量杯、足量的水和細棉線(自重不計)，圖中每種器材各有一件。請你利用圖中的一些器材，設計一個測量木塊重力的實驗方案：（1）寫出選用器材的名稱： （2）用文字簡要地寫出需要測量的物理量及符號： （3）木塊重力的表達式： 答案：方案一：（1）量杯、水、細棉線、木塊（2）量杯中水的體積V1，木塊放入水中靜止后液面的位置V2（3）G =水g（V2-V1）方案二：（1）彈簧測力計、輕質(zhì)滑輪、鐵架臺、細棉線、木塊（2）滑輪重G動，拉力F（3）根據(jù)F=（G+ G動）/2，得G =2F -G動 方案三：（1）彈簧測力計、米尺、鐵架臺、細棉線、木塊（2）把米尺連接成省力杠桿，從米尺上讀出兩力臂L動、L阻（L動/L阻應大于7/5），拉力F（3）根據(jù)FL動=GL阻，得G =FL動/L阻解析：物體的重力直接用彈簧測力計便可測量，但此題不同，因為彈簧測力計的量程小于被測量，只能采用間接測量，這就需要學生的經(jīng)驗和感悟了。注意到木塊能在水面上漂浮，又有量杯，想到可用浮力知識解決。若注意到滑輪，可連接成動滑輪來測量。若注意到米尺，可用線連接成一個省力杠桿來解決。