第2課時滑輪組課題滑輪組課型新授課教學目標1.知道滑輪組的結構、特點和應用，會根據要求使用和組裝滑輪組.2.了解其他簡單機械如輪軸和斜面的工作原理和使用方法.3.經歷組裝滑輪組的過程，學會按要求組裝滑輪組.4.關心生活、生產中有關滑輪組、斜面和輪軸的實際使用.教學重點探究滑輪組的特點，會按要求組裝教具準備多媒體課件、定滑輪、動滑輪、鉤碼、細繩、彈簧測力計、扳手、水龍頭、長木板等教學難點了解輪軸和斜面的工作原理教學課時1課時新課導入師：現實生活中我們除了應用定滑輪和動滑輪，還使用了其他簡單機械，如我們可以將動滑輪和定滑輪組裝起來，形成一種新的簡單機械，并研究它的特點和組裝方式，請同學們說說生活中你還見過哪些簡單機械.生：扳手、水龍頭等.教師提示：其實我們生活中還有很多常見的簡單機械，比如汽車在蜿蜒盤旋的公路上行駛到山頂便是利用了斜面這種簡單機械；而汽車使用方向盤改變方向、開門時使用門把手將門打開便是利用了輪軸這種簡單機械.下面我們就一起來探究滑輪組、斜面、輪軸這三種簡單機械吧.進行新課滑輪組師：我們知道使用定滑輪可以改變力的方向，使用動滑輪可以省力，那能否把二者的優(yōu)點都利用起來，組合在一起構成一個新機械呢？生討論、交流.師：請同學們按你們的設想，將剛才的一個定滑輪、一個動滑輪組合起來，看哪一組做的又好又快，并且進行實驗，來驗證是否既省力，又可以改變力的方向.學生分組實驗進行探究，教師巡視指導.學生完成實驗，交流實驗結論.師：像這樣把定滑輪和動滑輪組合在一起就是滑輪組，當用滑輪組提升重物時拉力與物重之間有何關系？請大家分組進行實驗探究，找出其關系.教師參與實驗指導，并在黑板上畫出甲、乙兩組不同的滑輪組，并演示組裝，然后請一名學生上臺用甲、乙兩個滑輪組將同一個鉤碼提起來.要求學生注意觀察、記錄彈簧測力計的示數，并說說甲、乙兩個滑輪組中動滑輪的繞線方法有何不同.師：兩次示數不同的原因是什么？學生觀察、討論后回答：承擔鉤碼的繩子段數不同.師：你能數出有幾段繩子吊著鉤碼嗎？學生觀察、討論后進行回答：甲有2段，乙有3段.教師進一步引導學生總結數繩子段數的方法：數繞在動滑輪上和固定在動滑輪上的繩子段數.有幾段繩子吊著物體，拉力就是鉤碼重的幾分之一.但是在實際情況中動滑輪的重力不能忽略，所以在實驗中得出的拉力并不是鉤碼重的幾分之一，而是稍大于這個值.教師在黑板上畫出股數分別是2、3、4、5的滑輪組的繞法圖，如圖所示，讓學生數數是幾段繩子吊著物體，判斷滑輪組的省力情況.（讓學生體會相同數目的滑輪采用不同的繞線方式，承擔重物的繩子段數不同，導致省力多少不同.）教師讓學生觀察四個不同的繞法圖，引導學生找出其中的規(guī)律，得出關于繩子繞法的結論：奇動偶定（繩子的固定端在動滑輪上，則為奇數段繩子；繩子的固定端在定滑輪上，則為偶數段繩子），并且進一步總結出繩子自由端拉力移動距離s和物體上升的高度h之間的關系：s=nh.教師用多媒體播放課件“滑輪組的組裝”，并講解.滑輪組的組裝（多媒體課件）組裝滑輪組需要解決三個方面的問題：，可得承擔物重的繩子段數或，n應取整數，且要采用進位法.也可以根據繩子自由端移動距離s與物體上升高度h之間的關系確定，即.（2）確定滑輪個數.當承擔物重的繩子段數n為偶數時，按照每個動滑輪有2段繩子承擔，則動滑輪個數為，定滑輪個數為，即比動滑輪少1個，若要改變力的方向，則需要再加一個定滑輪，這時動滑輪和定滑輪個數相等.當n為奇數時，如不需要改變力的方向，則動滑輪和定滑輪個數相等，均為；若要改變力的方向，則需要再加1個定滑輪，即動滑輪個數為，定滑輪個數為.滑輪組中動滑輪和定滑輪的個數可按“一動配一定，偶數減一定，變向加一定”的方法確定.（3）確定繩子的起點：當承擔物重的繩子段數n為偶數時，繩子的起點在定滑輪上；當承擔物重的繩子段數n為奇數時，繩子的起點在動滑輪上.即按“奇動偶定”的方法確定.例題1（用多媒體展示）同一物體沿相同水平地面做勻速移動，如圖所示，拉力分別為，不計滑輪與輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則（）A.B.C.D.解析：甲圖為一個定滑輪，因為定滑輪不省力，故拉力大小等于阻力f，即；圖乙是動滑輪，省一半的力，故拉力；圖丙由一個定滑輪和一個動滑輪組成，由三段繩子承擔，故拉力.綜上所述，符合題意的是B項.答案：B例題2（用多媒體展示）電氣化鐵路的高壓輸電線，無論嚴冬還是盛夏都要繃直，才能使高壓線與列車的電極接觸良好，這就必須對高壓線施加恒定的拉力.為此，工程師設計了如圖所示的恒定拉力系統(tǒng)，其簡化原理圖如圖所示.實際測量得到每個水泥塊的體積為1.5×10-2m3，共懸掛20個水泥塊.已知水泥塊的密度為2.6×103kg/m3，g取10N/kg.（1）請指出圖中的動滑輪、定滑輪.（2）每個水泥塊的重力是多少？（3）滑輪組對高壓線的拉力是多大？解：（1）圖中C是動滑輪，A、B是定滑輪.（2）每個水泥塊質量.每個水泥塊的重力為.（3）水泥塊對鋼絲繩的拉力為F1=20G1=20×390N=7.8×103N.由圖可知，動滑輪由3段繩子承擔，所以滑輪組對高壓輸電線的拉力為F2=3F1=3×7.8×103N=2.34×104N.師：我們通過學習杠桿，知道有的杠桿省力，有的杠桿省距離，定滑輪不省力，動滑輪省一半的力，但要費二倍的距離.大家思考，有沒有一種機械既省力，又省距離呢？生思考、交流、討論：省力的機械就必定費距離，省距離的機械必定費力，沒有一種機械既省力又省距離.輪軸和斜面1.輪軸師：同學們通過閱讀教材P115《科學世界》及圖12.3-6中實例，歸納它們的共同特征，總結出輪軸的概念.生1：由一個軸和一個大輪組成，并能繞共同的軸線轉動的簡單機械叫輪軸.生2：輪軸上中間靠近轉動軸線半徑較小的是軸，離軸線較遠半徑較大的是輪.生3：動力一般是作用在輪上，阻力作用在軸上，因此，輪軸是省力機械.教師引導學生分析：輪軸也相當于一個杠桿.（如圖）輪和軸的中心O點是支點，作用在輪上的力F1是動力，作用在軸上的力F2為阻力，輪半徑為R，軸半徑為r，由杠桿平衡條件可知F1R=F2r，R＞r，F1＜F2，所以輪軸省力.板書：輪軸：由一個軸和一個大輪組成能繞共同的軸線轉動的簡單機械，實質是一個可以連續(xù)轉動的杠桿，使用輪軸可以省力.注意：輪軸使用時，當輪半徑是軸半徑的n倍時，在不計摩擦情況下，作用在輪上的力的大小為作用在軸上的力的大小的.師：輪軸在生活中的應用也有很多，你發(fā)現周圍還有哪些物體是輪軸？生1：用螺絲刀擰螺絲時，手抓的木柄較粗的部分是輪，金屬桿部分較細的是軸，因此螺絲刀擰螺絲是輪軸.生2：拖拉機或汽車用人工發(fā)動時使用的搖把也是一個輪軸.生3：電視中見過以前農村常用的轆轤也是輪軸.生4：卷揚機的搖桿也是輪軸.2.斜面師：了解了輪軸，再來討論斜面為什么也是簡單機械，這種簡單機械對我們有什么用呢？請同學們閱讀教材P115及圖12.3-7中實例，并舉出生產生活中使用斜面的例子.生1：使用斜面看起來是費了距離，但是省了力，如果從山下直通山頂需要很大的力，不容易爬上去，而沿著彎彎曲曲的盤山公路行走就可以用較小的力爬上山頂.生2：我們常見的螺絲釘就可以認為是一種斜面.板書：斜面：是一個費了距離但能省力的簡單機械.注意：斜面長是斜面高度的n倍時，在不計摩擦的情況下，所用的推力為物重的.例題3（用多媒體展示）人們在生產勞動的過程中表現出了非凡的創(chuàng)造性和聰明才智.如圖甲是使用扳手擰螺母，它其實是一個，當作用在手柄上的力為F1時，則擰開螺母的力F2F1（選填“＞”“＝”或“＜”）.如圖乙是工人師傅將貨物搬運到車上的情形，工人師傅這么做利用的科學知識是.解析：圖甲中的扳手可以看成是一個輪軸，當動力作用在輪上時可以省力，即在手柄處用一個較小的力可以在螺母處產生一個較大的力.圖乙中的裝置是一個斜面，使用它可以省力.答案：輪軸＞斜面可以省力教學板書課堂小結通過這節(jié)課，我們共同學習了滑輪組的特點和組裝；了解了輪軸和斜面的工作原理和使用方法；我們還知道省力的機械就必定費距離，省距離的機械必定費力，沒有一種機械既省力又省距離.教學反思1.教師在教學過程中始終記住，學生是學習的主體，尤其是在進行探究實驗教學中，教師要充分發(fā)揮學生的主觀能動性，合理適時地引導學生，做到既要避免放羊式課堂，又要使每個學生參與教學中，動手探究，感受到自己在探究中求得知識，嘗到學習成功的喜悅，體會到學習的輕松、快樂.總之，教師要想熟練地駕馭課堂教學非一日之功，要經常不斷地積累和錘煉.2.對于閱讀材料的教學把握，我認為應在完成本節(jié)課程標準規(guī)定的內容并且時間充裕的條件下，教師才適當進行教學，通常還是留給學生課后自學處理.教學過程中老師的疑問：教師點評和總結：課后·知能演練基礎鞏固1.如圖升旗時,旗桿頂端的裝置是()A.定滑輪——可改變用力的方向B.動滑輪——可以省力C.動滑輪——可改變用力的方向D.定滑輪——可以省力2.施工中,一工人利用如圖所示的滑輪,若沿不同方向將一桶泥沙提到高處(不計摩擦),那么工人用的拉力()A.F1大 B.F2大 C.F3大 D.一樣大3.用如圖所示的滑輪將重3N的物體勻速提升10cm,如果動滑輪重為1N,則下列說法正確的是()A.拉力F=2N B.拉力F=1.5NC.繩子向上移動的距離為10cm D.繩子向上移動的距離為5cm4.小王同學正在用滑輪組提升一箱重600N的粽子,如圖所示,以下說法錯誤的是()A.滑輪組繩子股數n=3B.若小王所用拉力為220N,不計繩重和摩擦,則動滑輪重40NC.若粽子上升5m,則小王需要拉動繩子15mD.若小王拉動繩子的速度為0.3m/s,則粽子上升的速度為0.1m/s5.如圖所示裝置中,不計滑輪、彈簧測力計及輕繩的質量,若拉力F=4N時,整個裝置處于靜止狀態(tài),則甲、乙兩彈簧測力計的讀數分別為()A.12N,8N B.8N,8N C.8N,12N D.12N,12N6.如圖所示,當工人師傅用100N的拉力向下拉繩時,使重180N的重物勻速上升1m,不計繩重及摩擦,此滑輪組中的動滑輪重為N,繩子自由端下降m。

能力提升7.某同學用滑輪組提升物體,若物體升高1m時,繩子自由端移動的距離是3m,該同學用力的方向向下,則該滑輪組的組成情況是()A.由1個動滑輪,2個定滑輪組成 B.由2個動滑輪,1個定滑輪組成C.由1個動滑輪,1個定滑輪組成 D.由2個動滑輪,2個定滑輪組成8.一名重力為500N的舉重運動員,可舉起1200N的物體,這個人站在地面上,用如圖所示的裝置提升物體,滑輪重和摩擦均忽略不計,在下列四個不同重力的物體中,他能提起的最重物體的重力是()A.500N B.2400N C.1200N D.1000N9.某工廠要提升一個零件,一位工人設計了圖示的四種方案,不計機械重力、繩重和摩擦,其中最省力的是()10.如圖所示,已知動滑輪的重力為2N,不計摩擦和繩重,當豎直向上的力F=20N時,恰能使重物勻速上升,則重物的重力G=N,重物上升10cm,F向上移動cm。

11.如圖所示,用滑輪組提升重物,用最小的力將重物提升到高處,請畫出符合要求的繩子繞法。12.如圖所示,重力為600N的工人師傅用120N的拉力,使重為300N的物體以0.2m/s的速度勻速提升。不計繩重及摩擦。(1)求5s內繩子自由端移動的距離。(2)求動滑輪的重力。(3)若繩子所能承受的最大拉力為600N,則工人師傅所能提起的最大物重是多少?思維拓展13.在探究定滑輪和動滑輪工作時的特點實驗中:(1)在探究定滑輪工作的特點時,如圖乙所示,使用彈簧測力計的操作方法是(填序號)。

①隨意拉動鉤碼②拉著鉤碼保持靜止③勻速向下拉動(2)在探究定滑輪工作的特點時,按照圖乙操作,覺得讀數不方便,于是把彈簧測力計倒過來,即彈簧測力計吊環(huán)系在拉繩上,用手拉掛鉤,彈簧測力計的示數會(選填“變大”“不變”或“變小”),其理由是。

(3)在探究動滑輪工作的特點時,先測出的總重力,然后按照圖丙組裝動滑輪,實驗時拉彈簧測力計,使鉤碼上升,讀出彈簧測力計的示數。請根據實驗步驟將記錄表格的第一行欄目補充完整(不要求填入實驗記錄數據)。該實驗至少要測量三組數據的目的是。此次實驗能否直接得出“使用動滑輪能省一半力”的結論?答:。

實驗次序123參考答案【課后·知能演練】1.A2.D3.A4.B5.A6.2027.A8.A9.D10.9511.如圖所示12.(1)3m(2)60N(3)1740N解析(1)由題圖可知,n=35s內物體移動的高度為h=vt=0.2m/s×5s=1m繩子自由端移動的距離為s=nh=3×1m=3m。(2)不計繩重及摩擦,由F=1n(G+G動可得,動滑輪重力為G動=nF-G=3×120N-300N=60