初中沪科版（2024）第二节 滑轮及其应用公开课教案设计

这是一份初中沪科版（2024）第二节 滑轮及其应用公开课教案设计，共5页。教案主要包含了定滑轮，动滑轮，滑轮组等内容，欢迎下载使用。
eq \x(物理观念)
1．知道定滑轮、动滑轮的概念及其实质、特点。
2．知道滑轮组的概念及其特点。
eq \x(科学思维)
1．在探究实验过程中掌握用观察、对比来研究问题的方法，探究得出定滑轮和动滑轮的特点。
2．从杠杆的角度对定滑轮、动滑轮的实质进行理论分析，并作出相关解释。
3．在滑轮组的组装使用过程中，建立滑轮组模型，归纳总结拉力与物重的关系。
eq \x(科学探究)
1．通过实验探究定滑轮和动滑轮的特点，提升信息处理的能力和科学探究能力。
2．通过探究滑轮组不同绕法的特点的过程，分析实验现象、寻找数据间规律，归纳出实验结论，提高实验探究能力和思维能力。
eq \x(科学态度与责任)
1．对现实中的定滑轮和动滑轮的工作特点具有好奇心。
2．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：1.定滑轮、动滑轮的特点和工作原理。2.知道使用滑轮组时拉力与物重的关系。
教学难点：1.动滑轮的支点和它的工作原理。2.知道使用滑轮组时拉力与物重的关系。
弹簧测力计、动滑轮、定滑轮、钩码、多媒体课件等。
当我们参加升旗仪式时，看到旗手向下拉绳子，旗子就徐徐升起了。你知道旗杆顶端有一个什么器件帮忙把旗升上去的吗？你了解它的作用与实质吗？你还能举出它在其他方面的应用吗？引导学生有目的地观赏、思考、回答，从而引入课题。
探究点一 定滑轮及其特点
1．观察图片得出滑轮定义。
滑轮：周边有槽、能绕轴转动的轮子。
2．多媒体播放视频：升旗过程。
让学生仔细观察在升旗过程中滑轮的作用，并讨论。
师：这样的一个滑轮装在旗杆顶端，在旗子上升过程中，滑轮有没有一起上升？如果没有这个滑轮，想让旗子升到旗杆顶端，需要怎样操作？
学生讨论交流。
生：滑轮没有上升，只是在顶端转动。没有滑轮，需要站在比旗杆顶端更高的位置向上拉绳子。
总结：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。
演示：
(1)用定滑轮提升钩码(如图a)，用弹簧测力计钩住绳子的一端，然后竖直向下拉动使绳子另一端的钩码缓慢上升(或保持静止)，读取弹簧测力计的示数。比较钩码所受重力大小G和弹簧测力计示数F的关系，测量并比较钩码移动距离h和弹簧测力计移动的距离s的关系。
(2)改变钩码个数，重复上述操作。
(3)改变弹簧测力计拉力的方向，重复上述操作。
学生根据实验现象讨论分析得出：F＝G，s＝h。
总结：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。

师：为什么沿各个方向拉动时拉力大小都一样呢？请运用杠杆的平衡条件分析，说说其中的原因。(老师引导学生自己作出定滑轮中F1和F2的力臂，以及改变拉力F1的方向后的力臂，对比分析，如图b)
总结：定滑轮的实质是l1＝l2的等臂杠杆。
探究点二 动滑轮及其特点
师：滑轮除了刚才的用法，还能有其他用法来提升物体吗？
多媒体播放视频：工地上使用动滑轮提升建筑材料。
师：当滑轮这样使用时，与定滑轮有什么不同呢？物体上升过程中，滑轮有没有一起上升？工人是向什么方向施加的拉力？
总结：使用滑轮时，如果滑轮的轴能随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮。
演示：
(1)用弹簧测力计钩住绳子的一端，然后竖直向上拉动，使动滑轮下方悬挂的钩码缓慢上升(如图a)。读取弹簧测力计的示数，比较钩码所受重力大小G和弹簧测力计示数F的关系；测量钩码上升的高度h以及弹簧测力计移动的距离s，并进行比较。
(2)改变钩码个数，重复上述操作。
(3)改变弹簧测力计拉力的方向(如图b)，重复上述操作。
总结：使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向，且费距离。当不计绳重、滑轮重及摩擦时，
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(F＝\f(G,2),s＝2h))
师：为什么沿斜向拉动时拉力大小不等于重力的一半呢？请运用杠杆的平衡条件分析，说说其中的原因。(老师引导学生自己作出动滑轮中F1和F2的力臂，以及观察改变拉力F1的方向后的力臂，对比分析，如图c、d)
总结：动滑轮实质是l1＝2l2的省力杠杆。
探究点三 滑轮组*
师：我们已经知道使用动滑轮可以省力，使用定滑轮能改变力的方向，如果我们既想省力，又要改变力的方向，大家想想有什么好办法？
学生讨论、思考，教师引导回答。
总结：把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。滑轮组既可以改变力的方向，也可以改变力的大小，可以用较小的力提起较重的物体。
展示由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组。
提问：如图所示的两个滑轮组都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的，它们的组成方式有什么不同？使用它们提起相同的重物时，拉力是否相同？
教师引导：向学生简单介绍一下绳子的固定端与自由端的概念，提醒他们绳子的绕法是滑轮组使用的关键。
学生讨论、回答：它们组装时动滑轮上绳子的段数不同，最后提起相同的重物时，所用的拉力也不同。
总结：使用滑轮组吊重物时，若绳子、动滑轮的重力和摩擦不计，动滑轮上有几段绳子承担重物，提起物体的力就是物重的几分之一，即F＝ eq \f(1,n) G。n为动滑轮上承重的绳子的段数。
多媒体展示：我国古代对简单机械的应用。
教师总结：在现代化生产中，人们使用的往往是复杂的机械，但复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的。
第二节 滑轮及其应用
一、定滑轮
1．使用特点：可以改变力的方向；不省力也不费力，不省距离也不费距离。
2．实质：是一个等臂杠杆。
二、动滑轮
1．使用特点：能省一半的力，但是不能改变力的方向；要多移动一倍距离。
2．实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。
三、滑轮组
1．优点：既可省力，又可改变力的方向。
2．公式：F＝ eq \f(G,n) (不计绳重、滑轮重和摩擦)。
本节知识具有承上启下的作用：滑轮是继上一节“杠杆”之后，学生学习的又一种重要的简单机械，滑轮实质上是杠杆的变形，可以通过杠杆平衡条件来分析；同时滑轮也是以后学习机械效率的基础。通过对滑轮特点的理论分析，再次体现从具体到抽象的研究方法。本节课首先从实物引入，让学生认识滑轮、利用滑轮、区分滑轮；让学生探究使用定滑轮和动滑轮的优点，并从理论上分析滑轮的实质。通过总结定滑轮和动滑轮的特点，引出滑轮组，同时点拨滑轮组的作用。通过图片、视频等多媒体资料介绍我国古代对简单机械的应用情况，来拓宽学生的知识面，同时进行爱国主义教育。