滑輪教學(xué)設(shè)計.doc
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第二節(jié) 滑輪及其應(yīng)用 宿松縣木梓初級中學(xué) 王三虎 教學(xué)任務(wù)分析： 學(xué)生原有水平分析： （1）學(xué)生已經(jīng)知道了三種杠桿即省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿的特點。 （2）學(xué)生基本掌握了杠桿的平衡條件。 本節(jié)教學(xué)中，只有讓學(xué)生親自動手去探究，才能使他們在學(xué)習(xí)上獲得主動權(quán)，才能擺脫傳統(tǒng)教學(xué)中教師“灌”的、陳舊的“填鴨式”的教學(xué)方式，問題提出后，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗，通過實驗探究、實驗現(xiàn)象的記錄、比較歸納、討論交流等一系列的教與學(xué)的活動，充分展現(xiàn)物理學(xué)科的特點和魅力，讓學(xué)生初步體驗科學(xué)探究中的曲直與艱辛，滲透物理學(xué)的基本研究方法，培養(yǎng)學(xué)生帶著教材走向生活的學(xué)習(xí)習(xí)慣，注重多種能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。真正做到從生活走向物理，從物理走向社會。 降低坡度，分散難點，強化重點 “滑輪”是初中物理力學(xué)中比較重要的一種簡單機(jī)械，它是在同學(xué)們學(xué)習(xí)了杠桿后，對一些變形的杠桿的進(jìn)一步認(rèn)識，對生活中現(xiàn)象的進(jìn)一步觀察和應(yīng)用。由于滑輪按使用情況可以分為定滑輪、動滑輪和滑輪組，而且學(xué)生對滑輪組的繞線及段數(shù)的判斷不容易理解。為了降低坡度，分散教學(xué)難點，我們讓學(xué)生始終處于問題的氛圍中，去猜想、去設(shè)計實驗驗證，并和其他的同學(xué)交流討論，學(xué)生在自評、互評、教師評價的熱烈情境中，不知不覺加深了對知識的理解。 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 1．認(rèn)識定滑輪和動滑輪，理解定滑輪、動滑輪的作用。 2.會根據(jù)要求使用和組裝滑輪組。 過程與方法 1．通過觀察和實驗，得出定滑輪、動滑輪的工作特點。 2．通過自制教具以及杠桿的平衡條件，對定滑輪、動滑輪的工作特點進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析觀察能力，得出定滑輪是一種等臂杠桿、動滑輪是一種省力杠桿。 3．在對實例的分析和解釋中進(jìn)一步理解定滑輪、動滑輪的應(yīng)用。 情感、態(tài)度和價值觀 1．意識到定滑輪和動滑輪的不同作用，提高探究簡單機(jī)械的興趣； 2．運用學(xué)過的科學(xué)知識解釋生活中的滑輪，進(jìn)一步感受到生活和科學(xué)的關(guān)系； 教學(xué)重點和難點 重點：定滑輪、動滑輪及滑輪組的作用及特點。 難點：1.定滑輪是一種等臂杠桿、動滑輪是一種省力杠桿的變形； 2.找動滑輪的支點。 教學(xué)過程 一．引入： 演示：杠桿提水的實驗 在杠桿的一端施加一個向下的動力，發(fā)現(xiàn)杠桿已經(jīng)碰地了，小桶還沒有離開井口。 提問：該怎么辦呢？ 操作：將杠桿向上移動，就能使杠桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動，小桶就會繼續(xù)被舉高。（邊講邊做）如果杠桿能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動，小桶就可以被舉得更高。（演示） 提問：杠桿要是連續(xù)轉(zhuǎn)動起來的話，大家想象一下，會是怎樣的情況呢？ 操作：轉(zhuǎn)動紅色的等臂杠桿 現(xiàn)象：看到它形成了一個圓。 操作：用自制教具改裝。 講授：像這樣改裝好的裝置就叫做滑輪，滑輪實際上就是杠桿的變形，它也是一種簡單機(jī)械。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，人們使用的往往是復(fù)雜的機(jī)械，但復(fù)雜機(jī)械中的許多部件就是由杠桿、滑輪等簡單機(jī)械組合起來的。今天我們就開始學(xué)習(xí)滑輪。 二．新課教學(xué)： 請學(xué)生觀察：滑輪由哪些部分組成呢？（PPT出現(xiàn)一個滑輪） 學(xué)生：有輪子 （輪子的邊緣有什么特點呢？） 學(xué)生：有凹陷 （我們把它稱為槽。） 教師：輪子會不會轉(zhuǎn)呢？ （會） 教師：繞著什么轉(zhuǎn)？ （繞著圓心） 教師：也就是繞著通過圓心的軸轉(zhuǎn)動。 教師：軸用框固定。 教師：框的上下還各有一個鉤子。 引入定義：像這樣能夠繞軸轉(zhuǎn)動的，邊緣有槽的輪子就叫做滑輪。 （板書：一、滑輪 1． 定義：能夠繞…… 2． 組成部分：輪 軸 框 鉤） 滑輪畫法：（用PPT） 先畫輪，再畫軸，然后框，最后鉤。 再請學(xué)生觀察：這兩個滑輪在構(gòu)造有沒有不同呢？（沒有） 老師利用其中一個滑輪將這個重物舉高： 1. 把滑輪掛在鐵架臺上 2. 在繩子的一端掛上重物 3. 將繩子繞過滑輪 4. 在繩子的另一端施加一個向下的拉力 思考：教師提供一套完全相同的器材，請學(xué)生用這個滑輪想出另一種方法，同樣也把這個重物舉高。 學(xué)生討論：請同學(xué)你上來表演。 （學(xué)生操作過程中，滑輪會打翻，可以提示：先將重物掛在滑輪上） （注意：舉高后一定要將繩子的自由端固定好。） 總結(jié)：操作步驟： 1. 將繩子的一端固定在鐵架臺上 2. 把重物掛在滑輪的下方 3. 將繩子穿過滑輪 4. 在繩子的另一端施加一個向上的拉力，重物就被舉高了 操作：教師同時利用這兩個滑輪將重物舉高。（操作：兩邊同時拉） 思考：這兩個滑輪在構(gòu)造上是相同的，大家認(rèn)真觀察，它們在工作過程中有什么不同呢？（一個滑輪會動，另一個不會動）哪一個不會動？ （左邊）教師在左邊這個滑輪上貼一個小圓點，當(dāng)向下拉繩子的時候，看看滑輪有沒在動？ 總結(jié)：可見，不能說是滑輪不動，而是滑輪的軸不動。 而右邊這個滑輪的軸會隨著物體的運動而運動。（PPT） 定義：把在工作過程中軸固定不動的滑輪叫定滑輪。 把在工作過程中軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪。 （板書： 3. 分類：定滑輪：軸固定不動 動滑輪：軸隨物體一起運動 ） 可見，定滑輪和動滑輪不是構(gòu)造不同，也不是一個會動，一個不會動。 而是由在工作過程中軸會不會隨著物體一起運動來區(qū)分的。 （板書： 二、定滑輪的工作特點） 1.利用定滑輪工作有什么好處呢？ 分析：在沒有利用定滑輪時，要將重物舉高，力就要向上。（演示） 而用了定滑輪之后，力的方向可以向下。（邊講邊演示） 總結(jié)：使用定滑輪的好處是：可以改變力的方向。 2.利用定滑輪工作能不能省力呢？ 如果直接勻速向上（副板書：勻速）提起物體，需要多大的力？ 測量: 拉力為多少牛？ (2N) 那么物體的重力也就是2N。 即阻力為2N, 記為F2=G=2N (副板書) 而用了定滑輪之后，需要的拉力為多大呢？ 測量：此時拉力為多少？（2.1N）這是動力，記為F1=5.2N (副板書) 分析：因為動力大于阻力， 所以使用定滑輪不省力。 3.為什么使用定滑輪不能省力呢？這個問題如何分析？誰想出來了？（請同學(xué)發(fā)言） 分析：剛才我們已經(jīng)知道了滑輪實際上就是杠桿的變形，（出示教具）現(xiàn)在我們再把它變回杠桿進(jìn)行分析。（將滑輪變回杠桿） 引導(dǎo)：大家觀察一下，當(dāng)提起重物時，支點在哪？（在軸上） 這是動力作用線，這是阻力作用線，（邊講邊用手比劃） 從支點到動力作用線的距離為動力臂；從支點到阻力作用線的距離為阻力臂。（用手比劃） 發(fā)現(xiàn)：動力臂等于半徑，阻力臂也等于半徑，即l1=l2。 也就是說定滑輪的實質(zhì)是一個什么杠桿？（等臂杠桿）（再點PPT） 證明：當(dāng)勻速舉起重物時，杠桿處于平衡狀態(tài)。 根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2 因為l1= l2 所以F1 =F2 可是剛才我們測出F1=2.1，F(xiàn)2=2N；為什么實際過程中F1略大于F2呢？ 分析：因為輪在繞著軸轉(zhuǎn)動時，軸與輪之間會產(chǎn)生摩擦，同時繩子與槽之間也有摩擦。若忽略摩擦力的話，則F1等于F2。 4.如果沿著不同方向拉繩子，一樣可以將物體勻速舉高，那么力的大小會一樣嗎？（會&不會）用實驗來驗證。 演示： 向下拉時，F(xiàn)1=2.1N 斜向下拉，F(xiàn)1‘=2.1N 水平拉時，F(xiàn)1‘‘=2.1N 無論沿哪個方向拉，力的大小都不變。這又是為什么呢？ 5.為什么沿不同方向拉繩子，力的大小都不變呢？ 分析：斜拉時，阻力和阻力臂不變，現(xiàn)在動力是沿著這個方向的，發(fā)現(xiàn)動力臂還是等于半徑，即定滑輪還是個等臂杠桿。因此F1‘= F2。 水平拉時，動力臂仍然等于半徑，說明它仍然是一個等臂杠桿，則F1‘‘= F2 總結(jié)：所以，無論我們沿什么方向拉，定滑輪始終是一個等臂杠桿。 綜上所述，定滑輪工作的特點是： （板書： 1.可以改變力的方向 2.不能省力 3.實質(zhì)：等臂杠桿） （板書：三、動滑輪的工作特點） 1.利用動滑輪工作會不會改變力的方向呢？請一個同學(xué)來分析。 分析：在沒有利用動滑輪時，要將重物豎直向上舉高，力的方向要豎直向上。而用了動滑輪，力的方向還是豎直向上。（邊講邊演示） 總結(jié)：利用動滑輪不能改變力的方向。 2.利用動滑輪工作能不能省力呢？ 演示：現(xiàn)在我用了動滑輪也把重物勻速舉高，所需要的拉力為多少呢？再用彈簧測力計測一下。（1.3N）記為動力F1=1.3N 發(fā)現(xiàn)動力小于阻力，所以使用動滑輪可以省力。 3.為什么使用動滑輪可以省力呢？該如何分析？ 再將動滑輪變回杠桿來分析。 分析：當(dāng)提起重物的時候，支點在哪里？ 在繩子和輪接觸的地方這是動力作用線，這是阻力作用線，（邊講邊用手比劃）把動力臂和阻力臂畫出來從支點到動力作用線的距離為動力臂；從支點到阻力作用線的距離為阻力臂。（先用手比劃）動力臂等于直徑，阻力臂等于半徑，即l1=2l2。 也就是說動滑輪的實質(zhì)是一個省力杠桿 4.那使用動滑輪可以省多少的力呢？請一個同學(xué)到黑板上證明： 當(dāng)勻速舉起重物時，杠桿出于平衡狀態(tài)。 根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2 因為l1=2 l2 所以F1 =1/2F2即使用動滑輪可以省多少的力？（一半） 若學(xué)生沒有寫根據(jù)杠桿平衡條件四個字，就問學(xué)生，這個公式成立的條件是什么呢？（杠桿要平衡）那現(xiàn)在杠桿平衡了嗎？（平衡了） 為什么呢？因為我們是勻速舉起重物，杠桿是勻速轉(zhuǎn)動，所以杠桿處于平衡狀態(tài)。 5.剛才我們測出F2=2N， F1=2.1N，為什么實際過程中F1略大于1/2F2？ 學(xué)生：因為有摩擦力。 補充：除了有摩擦力之外，還有其他原因嗎？ 剛才我們將物體舉高的時候，什么也被舉高了？（動滑輪也被舉高了），如果忽略摩擦力，也忽略了動滑輪和繩子的重的話，則F1等于1/2F2。 綜上所述，我們可以總結(jié)出利用動滑輪工作的特點是： （板書： 1.不能改變力的方向 2.可以省力 3.實質(zhì)：省力杠桿） （板書： 四．滑輪組） 現(xiàn)在請大家欣賞一幅漫畫： (PPT第一幅圖)大家看漫畫里有兩個人，一個胖子，一個瘦子，還有一袋很重的面粉。 （PPT第二幅圖）他讓瘦子幫他抓住繩子，自己上樓去搬， 提問：大家猜猜看，胖子會成功嗎？ （PPT打出第三幅圖）：我們看到面粉落地了，瘦子反而被提起來了， 所以，胖子失敗了。請大家分析一下胖子失敗的原因是什么？ （因為瘦子比面粉輕，瘦子力氣不夠大……） PPT 失敗原因： 1. G瘦子下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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