教科版八年级下册2 滑轮优质教学设计

这是一份教科版八年级下册2 滑轮优质教学设计，共9页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，教具准备，教学课时，巩固复习，新课引入，进行新课等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道定滑轮、动滑轮，并能识别它们.
2.理解定滑轮、动滑轮的特点与实质，并能用它们来解决简单的问题.
3.知道滑轮组的结构、特点和应用，会根据要求使用和组装滑轮组.
二、过程与方法
1.经历探究定滑轮、动滑轮、滑轮组工作特点的过程，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.
三、情感、态度与价值观
1.关注生活、生产中有关定滑轮、动滑轮、滑轮组的实际使用.
2.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望.
【教学重点】 探究定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点和应用.
【教学难点】 掌握定滑轮和动滑轮的实质；会按要求组装滑轮组，并画出它的绕线.
【教具准备】 多媒体课件、定滑轮、动滑轮、钩码、细绳、铁架台等.
【教学课时】 1课时
【巩固复习】教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 同学们，我们在前面学习了杠杆，知道了杠杆的分类和特点.现实生活中我们还应用了其他简单机械，如我们每周一升国旗，升旗手用力向下拉绳子，我们会看到国旗缓缓上升；工人在滑轮组的帮助下，居然用500N的力提起重几吨的物体，你知道这些是应用了什么吗？
学生思考、讨论.教师对学生的回答先不急于解答.
师 在刚才的事例中，我们用到了定滑轮和动滑轮，它们也是一种简单机械.你们知道定滑轮和动滑轮有什么特点吗？它们是如何工作的呢？
【进行新课】
教师展示一架定滑轮、动滑轮装置，并利用它们分别提起钩码，对滑轮的构造简单介绍.引导学生注意观察它们在工作过程中有什么不同？
生：定滑轮工作时，轴不动，轮转动；动滑轮工作时，轴随着物体一起向上或向下运动.
师 回答正确.好，下面请大家分别探究定滑轮、动滑轮的特点.
教师总结：
1.滑轮是一个周边有槽，并可以绕轴转动的轮子.
2.滑轮有两种：定滑轮和动滑轮.使用时滑轮的位置固定不变的叫做定滑轮；使用时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮.
定滑轮
老师演示动滑轮提升钩码，学生观察定滑轮.
师 定滑轮有什么特点？
演示实验：
称量钩码的重力；
②演示如图所示的实验，匀速拉动弹簧测力计，物体上升，改变拉力的方向，分别点几名学生读数.
生：改变拉力的方向，但弹簧测力计的示数不变，特点是G＝F.
师 使用定滑轮不能省力，那么能否省距离？
按照下图进行演示.使学生清楚地看到：“动力作用点移动的距离s与物体上升高度h相等，使用定滑轮不能省力，也不能省距离.”
师 定滑轮使用有什么好处？
生：使用定滑轮吊起物体时，可以改变力的作用方向，达到操作方便的目的.
师 定滑轮是一个等臂杠杆.图中所示定滑轮两边的力与轮相切，中心轴为杠杆的支点.轮的直径可以看做是一根硬棒，动力和阻力作用在直径的两端，动力臂等于阻力臂.
总结：定滑轮实质是一个等臂杠杆,使用时既不省力，也不省距离，但可以改变力的作用方向.
例题1 如图所示，沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则（ ）
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
解析：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力.
答案：D.
动滑轮
1.实验探究：使用动滑轮
（1）教师边讲边演示动滑轮提升重物.
要求学生讨论分析，此时提起重物使用的滑轮与刚才演示实验使用的定滑轮有何不同点？
教师在学生讨论后小结：动滑轮工作时，轴和重物一起移动；另外用力方向也不同，用定滑轮时拉力方向是向下的，使用动滑轮提升重物时拉力的方向是向上的.
（2）提问：使用动滑轮有什么好处？
（3）组织学生实验，按课本实验探究，参照下图进行实验.由于研究定滑轮时教师已演示过实验，学生可以自己设计出实验步骤.
说明：重物用2个钩码表示，有利于分析数据.用弹簧秤测出钩码重.读取弹簧秤的示数时，跨过动滑轮的两条绳要竖直、平行.
实验：两人一组，自行设计实验步骤及表格记录数据.
学生实验，教师巡回指导.
学生实验完毕后，教师请几组学生分别将自己的一组数据填到教材中的表格中，分析学生数据.
（4）学生总结：
使用动滑轮匀速提升钩码，弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一.
两根绳子吊着重物和滑轮，这两根绳子的力之和约等于钩码的重力，符合平衡力的原理.
动力作用点移动的距离s是物体上升高度h的2倍.
说明：在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了，当钩码重远大于动滑轮重时，动滑轮才可忽略不计，从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论.
师 动滑轮是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆.如图所示，动滑轮由于一边悬于固定点，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于固定边与轮相切的地方.过“支点”的轮的直径相当于杠杆，重物的重力为作用在杠杆上的阻力，人施加的力为动力，因此动力臂是直径，阻力臂是半径，动力臂是阻力臂的二倍.
2.总结：动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，不能改变动力方向，可以省一半的力，但要多移动一倍的距离.
例题2 如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，拉力F的大小是（）
A.5N B.10N C.40N D.20N
解析：如图所示，该滑轮为动滑轮，∵不计滑轮、绳子的重力及摩擦，∴A受地面的摩擦力f=F/2=5N，∴拉力F=2f=2×5N=10N.
答案：B.
滑轮组
师 我们知道使用定滑轮可以改变力的方向，使用动滑轮可以省力，那能否把二者的优点都利用起来，组合在一起构成一个新机械呢？
学生讨论、交流.
师 请同学们按你们的设想，将刚才的一个定滑轮、一个动滑轮组合起来，看哪一组做的又好又快，并且进行实验，来验证是否既省力，又可以改变力的方向.
学生分组实验进行探究，教师巡视指导.学生完成实验，交流实验结论.
师 像这样把定滑轮和动滑轮组合在一起就是滑轮组，当用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？请大家分组进行实验探究，找出其关系.
教师参与实验指导，并用多媒体出示甲、乙两组不同的滑轮组，并演示组装，然后请一名学生上台用甲、乙两个滑轮组将同一个钩码提起来.
要求学生注意观察、记录弹簧测力计的示数，并说说甲、乙两个滑轮组中动滑轮的绕线方法有何不同.
师 两次示数不同的原因是什么？
学生观察、讨论后回答：承担钩码的绳子段数不同.
师 你能数出有几段绳子吊着钩码吗？
学生观察、讨论后进行回答：甲有2段，乙有3段.
教师进一步引导学生总结数绳子段数的方法：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，拉力就是钩码重的几分之一.但是在实际情况中动滑轮的重力不能忽略，所以在实验中得出的拉力并不是钩码重的几分之一，而是稍大于这个值.
教师用多媒体出示段数分别是2、3、4、5的滑轮组的绕法图，如图所示，让学生数数是几段绳子吊着物体，判断滑轮组的省力情况.（让学生体会相同数目的滑轮采用不同的绕线方式，承担重物的绳子段数不同，导致省力多少不同.）教师就学生观察四个不同的绕法图，引导学生找出其中的规律，得出关于绳子绕法的结论：奇动偶定（绳子的固定端在动滑轮上，则为奇数段绳子；绳子的固定端在定滑轮上，则为偶数段绳子），并且进一步总结出绳子自由端拉力移动距离s和物体移动距离ｈ之间的关系：s＝ｎｈ.
总结：
定义：由两个以上的滑轮组合而成的装置叫滑轮组.
好处：既可以省力又可以改变用力的方向.
拉力F、物重G与绳子股数n的关系：F＝G/ｎ.
物体移动的距离ｈ、自由端移动的距离s与绳子股数ｎ的关系：s＝ｎｈ.
例题3 如图所示，用滑轮或滑轮组提起同一重物，不计摩擦及滑轮的重，其中最省力的是（）
解析：此题中，A由两段绳子承担动滑轮和物体的重；B是定滑轮，不能省力，C由3段绳子承担动滑轮和物体的重；D由两段绳子承担动滑轮和物体的重.因此最省力的是C.
答案：C.
【教师结束语】
大家通过这节课的学习，收获确实不少.我们共同学习了定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点，知道了定滑轮不省力，但能改变力的方向；动滑轮省一半的力，但要移动两倍的距离；滑轮组既可以省力又可以改变用力的方向.这节课就学到这里，好，谢谢大家！
【课后作业】
完成练习册中本课时对应练习
教材习题解答
我的设计
如图所示.
自我评价
1.省力 改变力的方向 省力 改变用力的方向
2.D 由于定滑轮支点在轮中心，而轮中心到轮边缘的各点距离相等（都是半径），即三个力的力臂都相等且等于物体重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，三个力一样大.
3.绳端向上移动的距离s=2h=2×0.5 m=1 m.
本课内容属于实验探究，要求学生动手进行实验“探究定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点”.大多数学生很容易想到定滑轮、动滑轮的绕线方法，但是在设计滑轮组绕线时，学生设计的方法容易出错，因此，教师要适时引导，避免学生感到茫然，参与学生动手绕线，介绍滑轮组的绕线方法.这样不仅节约了教学时间，而且调动学生探究的积极性.在探究定滑轮、动滑轮、滑轮组特点的实验进行过程中，引导学生试图从拉力与钩码重力的大小、方向、移动距离等方面进行比较，鼓励每个小组的同学都动手参与实验，分工协作，如拉动弹簧测力计、读取测力计的示数、测量钩码上升的距离和测力计上升的距离、记录数据等，相互之间起到监督的作用，还有利于共同分析数据、归纳出结论、分享实验成果.