第一篇:滑輪教學(xué)設(shè)計(jì)
《滑輪》教學(xué)設(shè)計(jì)
板書課題后讓學(xué)生看書(從課文開頭看到第152頁倒數(shù)第3行,并邊看邊對照課本圖(修訂本)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(同桌的二人一組。此期間教師巡回指導(dǎo))。
提問
1.什么叫做滑輪?
2.什么叫做定滑輪?
使用定滑輪能否省力?能否省距離?能否省功?使用它有何好處?同時(shí)教師按照圖1進(jìn)行演示。使學(xué)生清楚地看到:“動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離S與物體上升高度h相等,使用定滑輪不能省力?!辈⒛軓墓Φ脑矸矫嬲J(rèn)識使用定滑輪為什么不省力。
3.什么叫做動(dòng)滑輪?
教師按圖2進(jìn)行演示。使學(xué)生清楚地看出:“動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是物體上升高度h的2倍?!蹦芨鶕?jù)功的原理說明:“使用動(dòng)滑輪雖不能改變力的方向,但可以省一半力?!?/p>
4.什么叫做滑輪組?使用它有什么好處?教師出示繞好的滑輪組和自制的滑輪組掛圖如圖。
5.接著讓學(xué)生討論各滑輪組分別由幾股繩承擔(dān)總重力(G)。然后,教師演示動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s與物體上升高度h間的關(guān)系(圖4)。使學(xué)生清楚地看到此圖為4股繩承重,s=4h。再把繩子從滑輪組上解脫2股,使之成為2股繩承重(如圖5),進(jìn)行演示s與h的關(guān)系。演示表明:2股繩承重時(shí),s=2h。告訴學(xué)生:同一根繩上各處受力都相等,所以滑輪組中各股繩受力都相等。然后問學(xué)生:拉力F與承重繩子股數(shù)n有何關(guān)系?繩子股數(shù)越多,拉力越?。ó?dāng)然這里要說明不能無限制的增多動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)??),而且是:幾股繩承重,力就是總重力的幾分之一。
至此,用圓盤測力計(jì)照圖6進(jìn)行演示,測力計(jì)示數(shù)表明:拉力F>
輪與繩之間都是有摩擦的!
例:一根繩子,最多只能承受300牛頓的力,想用它提起1000牛頓的重物,繞成的滑輪組至少要幾股繩子承重?并畫出滑輪組的示意圖。
師生共同解答:設(shè)承重繩子股數(shù)為n,則
草圖:(主要教學(xué)生學(xué)會(huì)畫圖方法)
三、小結(jié):略。
四、作業(yè):略
五、板書設(shè)計(jì)
滑輪周邊有槽的小輪。
1.定滑輪:??。作用:不省力,但可改變力的方向(方便)。
2.動(dòng)滑輪:??。作用:使用它可省一半力,但不改變力的方向。
3.滑輪組:??。好處:①省力;②既省力又改變力的方向。
小結(jié):(滑輪?,定滑輪?,動(dòng)滑輪?。)
六、作業(yè):
書面:練習(xí)六的1、2、3。家庭:自制小滑輪、
第二篇:《滑輪》教學(xué)設(shè)計(jì)
《滑輪》教學(xué)設(shè)計(jì)
教師:趙方印
【教學(xué)目標(biāo)】
科學(xué)概念:知道定滑輪固定在一個(gè)地方,不能隨著物體的移動(dòng)而移動(dòng)。知道動(dòng)滑輪不固定,可以隨著重物的移動(dòng)而移動(dòng)。了解定滑輪和動(dòng)滑輪的作用不相同。
過程與方法:通過自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來研究定滑輪是否省力、定滑輪和動(dòng)滑輪的不同作用。
【教學(xué)重點(diǎn)】認(rèn)識滑輪的工作原理?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】通過實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識其工作原理。
【教學(xué)準(zhǔn)備】鐵架臺、滑輪、鉤碼、線、測力計(jì)、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃表 【教學(xué)過程】
一、激趣導(dǎo)入新課
1、播放學(xué)校早晨升國旗的過程,并提問:“升旗的時(shí)候,我們的隊(duì)員是往下拉繩子,為什么國旗就往上升上去了呢?”(學(xué)生回答:因?yàn)槠鞐U頂部有一個(gè)輪子)
2、概念引入:像旗桿頂部的滑輪那樣,固定在一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)而不移動(dòng)的滑輪叫做定滑輪
二、探究定滑輪的作用 1通過實(shí)驗(yàn)來證明定滑輪不省力
提出疑問:既然定滑輪不省力為啥人們還有定滑輪為我們工作呢 大膽猜想:定滑輪雖然不省力,是不是它還有別的作用呢,2.通過升旗儀式,我們可以看出,有了定滑輪我們就可以輕松的向下拉動(dòng)繩子,紅旗就會(huì)向上升起,這說明定滑輪可以改變我們有力的方向,這也可以大大方便了我們的工作??偨Y(jié):定滑輪 不省力,但可以改變力的方向
三、探究動(dòng)滑輪的作用
有的同學(xué)會(huì)問,固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪,那是不是有會(huì)移動(dòng)的滑輪呢?
同學(xué)們想法很好,生活和生產(chǎn)中真的有會(huì)移動(dòng)的滑輪,那叫動(dòng)滑輪 概念:動(dòng)滑輪就是可以隨物體一起一移動(dòng)的滑輪 那么動(dòng)滑輪有什么作用呢
1在提升重物時(shí),我們需要向什么方向用力?這說明定滑輪能否改變用力方向?
動(dòng)滑輪不能改變力的方向
2用測力計(jì)研究動(dòng)滑輪是否具有省力作用 動(dòng)滑輪可以省力
總結(jié):動(dòng)滑輪 雖然不能改變力的方向,但可以省力
四、滑輪組
我們在生產(chǎn)生活中,人們既想省力又想改變力的方向,那么人們就把動(dòng)滑輪和定滑輪巧妙的結(jié)合在一起,就組成了滑輪組?;喗M既有動(dòng)滑輪的優(yōu)點(diǎn)也有定滑輪的優(yōu)點(diǎn),也就是滑輪組既可以改變力的方向也可以省力。大大方便了我們的生產(chǎn)和生活,給人們帶來了極大的好處
五、本節(jié)課總結(jié):定滑輪,動(dòng)滑輪,滑輪組
第三篇:滑輪教學(xué)設(shè)計(jì)
沭陽如東實(shí)驗(yàn)學(xué)校初三年級物理教學(xué)設(shè)計(jì)
第十一章第二節(jié) 滑輪
主備人:薛葉林 審核人:孫玉梅 日期:2014-8-20 教學(xué)目標(biāo):
1、通過觀察和實(shí)驗(yàn),了解滑輪的結(jié)構(gòu),能區(qū)別定滑輪和動(dòng)滑輪
2、理解滑輪的工作原理,會(huì)用這一原理進(jìn)行簡單的計(jì)算
3、能識別生活和生產(chǎn)中常見的滑輪
4、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程,了解使用定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn):定滑輪不省力,但能改變力的方向,動(dòng)滑輪省力但不能改變力的方向 教學(xué)重點(diǎn);定滑輪和動(dòng)滑輪的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn);理解滑輪的工作原理,會(huì)用這一原理進(jìn)行簡單的計(jì)算 教學(xué)內(nèi)容:
一、自主預(yù)習(xí): 知識回顧 1滑輪的分類
按照使用過程中滑輪的軸的位置是否改變,可分為定滑輪和動(dòng)滑輪。
二、合作探究:
1、探究定滑輪特點(diǎn)
引導(dǎo)學(xué)生觀察:如圖11-8所示,甲圖是一個(gè)等臂杠桿的示意圖?,F(xiàn)在把等臂杠桿進(jìn)行如下的等效變換:先把直棒加寬變形成一個(gè)圓輪,支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂均保持不變(圖乙),再把圓輪的邊緣挖一個(gè)槽,這就變成了一個(gè)滑輪,最后把它固定使用就成了定滑輪(圖丙)。
提問:通過觀察你發(fā)現(xiàn)定滑輪有何特點(diǎn)?學(xué)生討論后總結(jié)板書:
定滑輪的特點(diǎn):
(1)定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿,使用它既不省力也不省距離,但改變了用力方向,使工作更方便。(2)它是固定的,不能隨物體一起移動(dòng)
二、探究動(dòng)滑輪的奧秘
師:定滑輪經(jīng)過人們長期的使用,感覺特方便,后來又發(fā)現(xiàn)只要將定滑輪不固定,將物體和滑輪連在一起移動(dòng)會(huì)省一半的力!為什么呢?下面我們一起來研究一下,出示動(dòng)滑輪的有關(guān)圖片:
引導(dǎo)學(xué)生觀察思考:甲圖中將要移動(dòng)的物體現(xiàn)在由繞在滑輪上的左、右兩段繩子牽拉著,可見,使用動(dòng)滑輪可以小一半力。從圖乙可知,動(dòng)滑輪隨時(shí)繞懸繩與滑輪的接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),此點(diǎn)即為動(dòng)滑輪的支點(diǎn)。再將動(dòng)滑輪加工壓縮變形成一根直棒,支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂均保持不變(圖丙),這樣動(dòng)滑輪就成了變形的杠桿(圖丁)。若拉線都是平行的時(shí)候,動(dòng)力臂為輪的直徑,阻力的二分之一,即使用動(dòng)滑輪可省一半力。
提問:通過觀察你發(fā)現(xiàn)動(dòng)滑輪有何特點(diǎn)? 學(xué)生討論后總結(jié)板書:
動(dòng)滑輪的特點(diǎn):
(1)動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,使用時(shí)可省一半力,但要多移動(dòng)一倍距離。
(2)動(dòng)滑輪隨著物體一起移動(dòng)。
三、滑輪組
問:如果既想省力又想改變動(dòng)力的方向,怎么辦呢?
我們把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起,稱它們?yōu)榛喗M.
1、滑輪組的特點(diǎn):定滑輪的好處是可以改變動(dòng)力的方向,動(dòng)滑輪的好處是可以省一半力.
2、滑輪組的組裝:使用滑輪組省力的多少由滑輪的組合形式和繩方法共同決定,對于由一根繩子的滑輪組,其平衡時(shí)動(dòng)力(F1)與阻力(F2)之間的關(guān)系是F1= F2/n其中為承擔(dān)生物和動(dòng)滑輪總重的繩子股數(shù)。確定滑輪組承擔(dān)生物的繩子的股數(shù),及滑輪組省力情況,關(guān)鍵是確定股數(shù)的數(shù)值。
3、設(shè)吊起動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)為n,則關(guān)系式: S=nh
V繩=nV物
不計(jì)繩重、摩擦 1不計(jì)動(dòng)滑輪重時(shí):F= 1/n G 2考慮動(dòng)滑輪重時(shí)F= 1/n(G + G動(dòng))
使用滑輪組的時(shí)候,滑輪組用_幾股繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一.(忽略了滑輪與軸之間的摩擦以及滑輪自重等因素)
四、課堂小結(jié)
五、檢測反饋
1、學(xué)校升國旗的旗桿頂上有一個(gè)滑輪,升旗時(shí)往下拉動(dòng)繩子,國旗就會(huì)上升。對折合滑輪的說法,正確的是()
A.這是一個(gè)動(dòng)滑輪,可省力 B.這是一個(gè)定滑輪,可省力
C.這是一個(gè)動(dòng)滑輪,可改變力的方向 D.這是一個(gè)定滑輪,可改變力的方向
2、如圖所示,物體A重20N,滑輪重1N,繩重不計(jì),彈簧秤示數(shù)為25N,則物體B的重為_________N。
3、如圖,滑輪B是一個(gè) 滑輪,如果物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力F=10N,則物體A受到的摩擦力的大小是
教學(xué)反思:
第四篇:滑輪教學(xué)設(shè)計(jì)
滑輪教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能:
使學(xué)生借助已有知識:理解滑輪的原理,知道滑輪的作用。2.過程與方法: 由問題的提出、猜測、經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究,使學(xué)生親身經(jīng)歷物理問題的研究過程。3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣,學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法,從而領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神,培養(yǎng)抽象思維和論證問題的能力。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的操作態(tài)度及科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。
教學(xué)重點(diǎn)
定滑輪、動(dòng)滑輪的作用。教學(xué)方法
采用實(shí)驗(yàn)探究、討論歸納的方法。
實(shí)驗(yàn)儀器:定滑輪、動(dòng)滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測力計(jì) 教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問
1.杠桿有哪三種?各有什么特點(diǎn)?舉例說明。
2.剪鐵用的剪刀和鑷子是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿? 學(xué)生回答。教師出示實(shí)物并進(jìn)行演示,并畫出這兩個(gè)杠桿的示意圖。要求學(xué)生正確畫出它們的力臂,講清道理,說明結(jié)論。
剪鐵用剪刀和鑷子兩杠桿示意圖如圖所示 畫出力臂。
二、新課引入
教師先舉一個(gè)滑輪的實(shí)例,再要求學(xué)生舉滑輪的例子,根據(jù)使用時(shí)滑輪的不同情況進(jìn)行分類(即按定滑輪和動(dòng)滑輪分類)。學(xué)生舉例。
提問它們的特點(diǎn)是什么,由此給出定義:滑輪是一個(gè)周邊有槽、并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。教師給出滑輪的分類。
滑輪有兩種:定滑輪和動(dòng)滑輪。使用時(shí)滑輪的位置固定不變的叫做定滑輪,使用時(shí)滑輪的位置跟被拉動(dòng)的物體一起運(yùn)動(dòng)的叫做動(dòng)滑輪。
1.定滑輪
觀察定滑輪。定滑輪工作時(shí),它的軸固定不動(dòng)。舉例:如旗桿頂部的裝置為定滑輪。(2)提問:使用定滑輪有什么特點(diǎn)?
觀察定滑輪工作的狀態(tài),軸是固定不動(dòng)的。演示實(shí)驗(yàn):
①稱量鉤碼的重力;
②演示如圖所示的實(shí)驗(yàn),勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),物體上升,拉力的方向改變,但彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變,特點(diǎn)是G=F。使用定滑輪吊起物體時(shí),可以改變力的作用方向,達(dá)到操作方便的目的。
觀察實(shí)驗(yàn):
學(xué)生通過教師的演示得出使用定滑輪可以改變力的作用方向,定滑輪不能省力。提問:使用定滑輪不能省力,那么能否省距離?能否省功? 學(xué)生思考
按照下圖進(jìn)行演示。使學(xué)生清楚地看到:“動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s與物體上升高度h相等,使用定滑輪不能省力,也不能省距離?!庇纱说贸鍪褂枚ɑ啿荒苁」?。
觀察實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論:
①動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s與物體上升高度h相等,使用定滑輪不能省力,也不能省距離。
②由W=Fs得出W與提升物體所需的功Gh相等,使用定滑輪不能省功。2.動(dòng)滑輪
(1)教師邊講邊演示動(dòng)滑輪提升重物。
要求學(xué)生討論分析,此時(shí)提起重物使用的滑輪與剛才演示實(shí)驗(yàn)使用的定滑輪有何不同點(diǎn)?
教師在學(xué)生討論后小結(jié):動(dòng)滑輪工作時(shí),軸和重物一起移動(dòng)。另外用力方向也不同,用定滑輪時(shí)拉力方向是向下的,使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)拉力的方向是向上的。
(2)提問:使用動(dòng)滑輪有什么好處?動(dòng)滑輪中繩的拉力和做功情況怎樣? 學(xué)生討論。
(3)組織學(xué)生實(shí)驗(yàn),按課本實(shí)驗(yàn)探究,參照下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
由于研究定滑輪時(shí)教師已演示過實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟。
說明:重物用2個(gè)鉤碼表示,有利于分析數(shù)據(jù)。用彈簧秤測出鉤碼重。讀取彈簧秤的示數(shù)時(shí),跨過動(dòng)滑輪的兩條繩要豎直、平行。
學(xué)生實(shí)驗(yàn),教師巡回指導(dǎo)。
實(shí)驗(yàn):兩人一組,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟及表格記錄數(shù)據(jù)。按左圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
觀測彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1和F2及鉤碼升高的高度H和手拉彈簧測力計(jì)拉起的高度s。學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后,教師請幾組學(xué)生分別將自己的一組數(shù)據(jù)填到教材中的表格中,分析學(xué)生數(shù)據(jù)。
(4)總結(jié):
使用動(dòng)滑輪提升鉤碼,彈簧秤的示數(shù)約是鉤碼重的二分之一。兩根繩子吊著重物和滑輪,這兩根繩子的力之和約等于鉤碼的重力,符合平衡力的原理。動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是物體上升高度H的2倍。使用動(dòng)滑輪不能省功。通過數(shù)據(jù)分析得出:
⑴使用動(dòng)滑輪提升鉤碼,彈簧秤的示數(shù)約是鉤碼重的二分之一。⑵動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是物體上升高度H的2倍。而使用動(dòng)滑輪雖不能改變力的方向,但可以省一半力。使用動(dòng)滑輪不能省功。
三、課堂小結(jié)
認(rèn)識定滑輪、動(dòng)滑輪。
四、課堂練習(xí)
課后“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”的練習(xí)
五、教后反思
第五篇:《滑輪》教學(xué)設(shè)計(jì)
《滑輪》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.能識別定滑輪和動(dòng)滑輪,了解定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。2.能根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的滑輪解決實(shí)際問題。
3.會(huì)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(dòng)滑輪工作特點(diǎn)的過程,進(jìn)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(xué)會(huì)按要求組裝滑輪組的方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.對實(shí)際中的滑輪的工作特點(diǎn)具有好奇心,關(guān)心生活、生產(chǎn)中有關(guān)滑輪的實(shí)際應(yīng)用。
2.具有對現(xiàn)實(shí)生活中簡單機(jī)械的應(yīng)用是否合理進(jìn)行評價(jià)的意識,具有利用簡單機(jī)械改善勞動(dòng)條件的愿望。
3.通過了解簡單機(jī)械的應(yīng)用,初步認(rèn)識科學(xué)技術(shù)對人類社會(huì)發(fā)展的作用。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):研究定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。
難點(diǎn):判斷滑輪組的省力情況,會(huì)根據(jù)實(shí)際要求組裝簡單的滑輪組。
【鞏固復(fù)習(xí)】
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一課時(shí)內(nèi)容,并講解學(xué)生所做的課后作業(yè),加強(qiáng)學(xué)生對知識的鞏固.【新課引入】
師 同學(xué)們,我們在前面學(xué)習(xí)了杠桿,知道了杠桿的分類和特點(diǎn).現(xiàn)實(shí)生活中我們還應(yīng)用了其他簡單機(jī)械.如我們每周一升國旗,升旗手用力向下拉繩子,我們會(huì)看到國旗緩緩上升;工人在動(dòng)滑輪的幫助下,居然用50N的力提起重95N的物體,你知道這些是應(yīng)用了什么嗎? 生思考、討論.教師對學(xué)生的回答先不急于解答.師 你們知道定滑輪和動(dòng)滑輪有什么特點(diǎn)嗎?它們是如何工作的呢?我們學(xué)習(xí)了本課知識后,你就會(huì)明白了.【進(jìn)行新課】
認(rèn)識定滑輪和動(dòng)滑輪
師 好,請大家先看教材P81頁圖12.2-1漫畫,并提出問題:為什么大人能將重物吊到二樓,孩子卻被重物吊了起來? 生思考、發(fā)表看法.教師展示一架定滑輪、動(dòng)滑輪裝置,并利用它們分別提起鉤碼,對滑輪的構(gòu)造簡單介紹.引導(dǎo)學(xué)生注意觀察它們在工作過程中有什么不同?
生:定滑輪工作時(shí),軸不動(dòng),輪轉(zhuǎn)動(dòng);動(dòng)滑輪工作時(shí),軸隨著物體一起上或下運(yùn)動(dòng).師 回答正確.好,下面請大家分組探究定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn).學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究(可參照教材P82頁《實(shí)驗(yàn)》).教師參與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),這樣便于降低學(xué)生實(shí)驗(yàn)難度.設(shè)計(jì)表格(供參考)
學(xué)生記錄數(shù)據(jù),進(jìn)行分析,得出結(jié)論.教師用多媒體播放課件“定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)”,并講解.定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)(多媒體課件)
(1)定滑輪是一個(gè)等臂杠桿.圖甲中所示定滑輪兩邊的力與輪相切,中心軸為杠桿的支點(diǎn),輪的直徑可以看做是一根硬棒,動(dòng)力和阻力作用在直徑的兩端,動(dòng)力臂等于阻力臂.注意:用定滑輪提升重物時(shí),動(dòng)力移動(dòng)的距離等于重物升高的高度.(2)動(dòng)滑輪是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿.如圖乙所示,動(dòng)滑輪由于一邊懸于固定點(diǎn),重物的重力作用線通過滑輪中心軸,滑輪的“支點(diǎn)”位于固定邊與輪相切的地方.過“支點(diǎn)”的輪的直徑相當(dāng)于杠桿,重物的重力為作用在杠桿上的阻力,人施加的力為動(dòng)力,因此動(dòng)力臂是直徑,阻力臂是半徑,動(dòng)力臂是阻力臂的二倍.板書: 定滑輪
定義:使用時(shí),軸固定不動(dòng)的滑輪 實(shí)質(zhì):等臂杠桿
特點(diǎn):不能省力,但可以改變動(dòng)力的方向 動(dòng)滑輪
定義:工作時(shí),軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪 實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿 特點(diǎn):能省力,但要多移動(dòng)距離
師 請同學(xué)結(jié)合剛才探究的結(jié)論,聯(lián)系實(shí)際事例,說說在什么情況下使用定滑輪?什么情況下使用動(dòng)滑輪?
學(xué)生回答:①需要改變用力的方向時(shí),使用定滑輪,如站在地面上升旗的裝置.②需要省力,用較小的力提起較重的物體時(shí),使用動(dòng)滑輪,如建筑工地上吊起建筑材料的裝置.例題1(用多媒體展示)一輛汽車不小心陷進(jìn)了泥潭中,按如圖所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪,均可將汽車從泥潭中拉出.如果汽車的動(dòng)力比阻力小800N,則甲圖中人拉動(dòng)汽車的拉力至少為_____N,乙圖中人拉動(dòng)汽車的拉力至少為_____N,其中比較省力的是_____圖.(繩與滑輪間的摩擦不計(jì))
解析:圖甲是定滑輪,圖乙是動(dòng)滑輪.由于定滑輪不省力,動(dòng)滑輪省力.根據(jù)題目的已知條件,必須給汽車提供至少800N的拉力,因此,如果利用甲圖,則人必須至少施加800N的力才能把汽車拖出泥潭.如果使用乙圖,人只需提供400N的拉力即可拖出汽車.由此可見,乙圖更省力.答案:800
400
乙
定滑輪和動(dòng)滑輪的綜合運(yùn)用
教師引導(dǎo)學(xué)生思考:定滑輪可以任意改變力的方向;那么動(dòng)滑輪是否能在任何時(shí)候都可以省一半的力?
學(xué)生猜想:這是肯定的,因?yàn)閯?dòng)滑輪是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿.教師出示以下例題,幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤觀點(diǎn).例題2(用多媒體展示)如圖所示,某同學(xué)用重為10N的動(dòng)滑輪勻速提升重為50N的物體.不計(jì)摩擦,則該同學(xué)所用拉力F的可能值是()
A.20N
B.25N
C.30N
D.35N 解析:利用動(dòng)滑輪提升物體時(shí)能省一半的力是有條件的,那就是自由端拉力的方向應(yīng)與阻力方向相反,且在一條直線上,從圖示裝置看,力F的大小要大于動(dòng)滑輪與重物總重的一半,答案為D.答案:D
知識點(diǎn)3 滑輪組
師 我們知道使用定滑輪可以改變力的方向,使用動(dòng)滑輪可以省力,那能否把二者的優(yōu)點(diǎn)都利用起來,組合在一起構(gòu)成一個(gè)新機(jī)械呢?
生討論、交流.師 請同學(xué)們按你們的設(shè)想,將剛才的一個(gè)定滑輪、一個(gè)動(dòng)滑輪組合起來,看哪一組做的又好又快,并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證是否既省力,又可以改變力的方向.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究,教師巡視指導(dǎo).學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),交流實(shí)驗(yàn)結(jié)論.師 像這樣把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起就是滑輪組,當(dāng)用滑輪組提升重物時(shí)拉力與物重之間有何關(guān)系?請大家分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,找出其關(guān)系.教師參與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),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(xué)生上臺用甲、乙兩個(gè)滑輪組將同一個(gè)鉤碼提起來.要求學(xué)生注意觀察、記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù),并說說甲、乙兩個(gè)滑輪組中動(dòng)滑輪的繞線方法有何不同.師 兩次示數(shù)不同的原因是什么?
學(xué)生觀察、討論后回答:承擔(dān)鉤碼的繩子段數(shù)不同.師 你能數(shù)出有幾段繩子吊著鉤碼嗎?
學(xué)生觀察、討論后進(jìn)行回答:甲有2段,乙有3段.教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)數(shù)繩子段數(shù)的方法:數(shù)繞在動(dòng)滑輪上和固定在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù).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(shí)際情況中動(dòng)滑輪的重力不能忽略,所以在實(shí)驗(yàn)中得出的拉力并不是鉤碼重的幾分之一,而是稍大于這個(gè)值.教師在黑板上畫出股數(shù)分別是2、3、4、5的滑輪組的繞法圖,如圖所示,讓學(xué)生數(shù)數(shù)是幾段繩子吊著物體,判斷滑輪組的省力情況.(讓學(xué)生體會(huì)相同數(shù)目的滑輪采用不同的繞線方式,承擔(dān)重物的繩子段數(shù)不同,導(dǎo)致省力多少不同.)
教師讓學(xué)生觀察四個(gè)不同的繞法圖,引導(dǎo)學(xué)生找出其中的規(guī)律,得出關(guān)于繩子繞法的結(jié)論:奇動(dòng)偶定(繩子的固定端在動(dòng)滑輪上,則為奇數(shù)段繩子;繩子的固定端在定滑輪上,則為偶數(shù)段繩子),并且進(jìn)一步總結(jié)出繩子自由端拉力移動(dòng)距離s和物體移動(dòng)距離h之間的關(guān)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(gè)方面的問題:
(1)確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù).由滑輪組的省力情況F?1G或nG?G動(dòng)1GF?(G?G動(dòng)),可得承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n?或n?,n應(yīng)取整數(shù),且nFF要采用進(jìn)位法.也可以根據(jù)繩子自由端移動(dòng)距離s與物體上升高度h之間的關(guān)系確定,即n?s.h(2)確定滑輪個(gè)數(shù).當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時(shí),按照每個(gè)動(dòng)滑輪有
n2段繩子承擔(dān),則動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為n/2,定滑輪個(gè)數(shù)為?1,即比動(dòng)滑輪少1個(gè),2若要改變力的方向,則需要再加一個(gè)定滑輪,這時(shí)動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相等.當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),如不需要改變力的方向,則動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相等,均為若要改變力的方向,則需要再加1個(gè)定滑輪,即動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為數(shù)為
n?1;2n?1,定滑輪個(gè)2n?1.滑輪組中動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)可按“一動(dòng)配一定,偶數(shù)減一定,變向2加一定”的方法確定.(3)確定繩子的起點(diǎn).當(dāng)承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n為偶數(shù)時(shí),繩子的起點(diǎn)在定滑輪上;當(dāng)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為奇數(shù)時(shí),繩子的起點(diǎn)在動(dòng)滑輪上.即按“奇動(dòng)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(dòng),如圖所示,拉力分別為F甲、F乙、F丙,不計(jì)滑輪與輕繩間的摩擦,比較它們的大小,則()
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲>F乙=F丙
D.F甲=F乙>F丙
解析:甲圖為一個(gè)定滑輪,因?yàn)槎ɑ啿皇×?,故拉力大小等于阻力f,即F甲=f;圖乙是動(dòng)滑輪,省一半的力,故拉力F乙=1/2f;圖丙由一定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成,有三段繩子承擔(dān),故拉力F丙=1/3f.綜上所述,符合題意的是B項(xiàng).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(yán)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(shè)計(jì)了如圖所示的恒定拉力系統(tǒng),其簡化原理圖如圖所示.實(shí)際測量得到每個(gè)水泥塊的體積為1.5×10-2m3,共懸掛20個(gè)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(dòng)滑輪、定滑輪;(2)每個(gè)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(dòng)滑輪,A、B是定滑輪.(2)每個(gè)水泥塊質(zhì)量m1=ρV=2.6×103kg/m3×1.5×10-2m3=39kg.每個(gè)水泥塊的重量為G1=m1g=39kg×10N/kg=390N.(3)水泥塊對鋼絲繩的拉力為F1=20G1=20×390N=7.8×103N.由圖可知,動(dòng)滑輪由3段繩子承擔(dān),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(xué)習(xí)杠桿,知道有的杠桿省力,有的杠桿省距離,定滑輪不省力,動(dòng)滑輪省一半的力,但要費(fèi)二倍的距離.大家思考,有沒有一種機(jī)械既省力,又省距離呢?
生思考、交流、討論:省力的機(jī)械就必定費(fèi)距離,省距離的機(jī)械必定費(fèi)力,沒有一種機(jī)械既省力又省距離.知識點(diǎn)4 輪軸和斜面 1.輪軸
師 同學(xué)們通過閱讀教材P83頁《科學(xué)世界》及圖12.2-5中實(shí)例,歸納它們的共同特征,總結(jié)出輪軸的概念.生1:由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成,并能繞共同的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的簡單機(jī)械叫輪軸.生2:輪軸上中間靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸線半徑較小的是軸,離軸線較遠(yuǎn)半徑較大的是輪.生3:動(dòng)力一般是作用在輪上,阻力作用在軸上,因此,輪軸是省力機(jī)械.教師引導(dǎo)學(xué)生分析:輪軸也相當(dāng)于一個(gè)杠桿.(如圖)輪和軸的中心O點(diǎn)是支點(diǎn),作用在輪上的力F1是動(dòng)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,F(xiàn)1<F2,所以輪軸省力.板書:輪軸:由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成能繞共同的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的簡單機(jī)械,實(shí)質(zhì)是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,使用輪軸可以省力.注意:輪軸使用時(shí),當(dāng)輪半徑是軸半徑的n倍時(shí),在不計(jì)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n分之一.師 輪軸在生活中的應(yīng)用也有很多,你發(fā)現(xiàn)周圍還有哪些物體是輪軸? 生1:用螺絲刀擰螺絲時(shí),手抓的木柄較粗的部分是輪,金屬桿部分較細(xì)的是軸,因此螺絲刀擰螺絲是輪軸.生2:拖拉機(jī)或汽車用人工發(fā)動(dòng)時(shí)使用的搖把也是一個(gè)輪軸.生3:電視中見過以前農(nóng)村常用的轆轤也是輪軸.生4:卷揚(yáng)機(jī)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(jī)械,這種簡單機(jī)械對我們有什么用呢?請同學(xué)們想想騎自行車上坡直線行駛和彎曲行駛時(shí)的情景,然后按教材P84頁圖12-2-6的模擬實(shí)驗(yàn)做一做.(學(xué)生操作、討論,然后交流)
生1:使用斜面看起來是費(fèi)了距離,但是省了力,如果從山下直通山頂需要很大的力,不容易爬下去,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(rèn)為是一種斜面.板書:斜面:是一個(gè)費(fèi)了距離但能省力的簡單機(jī)械.注意:斜面長是斜面高度的n倍時(shí),在不計(jì)摩擦的情況下,所用的推力為物重的n分之一.師 斜面在生活和生產(chǎn)中也有許多的應(yīng)用,希望同學(xué)們留心觀察,做生活的有心人.例題3 人們在生產(chǎn)勞動(dòng)的過程中表現(xiàn)出了非凡的創(chuàng)造性和聰明才智.如圖甲是使用扳手?jǐn)Q螺母,它其實(shí)是一個(gè)_____,當(dāng)作用在手柄上的力為F1時(shí),則擰開螺母的力F2_____F1(選填“>”、“=”或“<”).如圖乙是工人師傅將貨物搬運(yùn)到車上的情形,工人師傅這么做利用的科學(xué)知識是_______________________.解析:圖甲中的扳手可以看成是一個(gè)輪軸,當(dāng)動(dòng)力作用在輪上時(shí)可以省力,即在手柄處用一個(gè)較小的力可以在螺母處產(chǎn)生一個(gè)較大的力.圖乙中的裝置是一個(gè)斜面,使用它可以省力.答案:輪軸
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斜面省力 課后作業(yè)
完成本課時(shí)對應(yīng)練習(xí).