人教版八年级下册物理 12.2滑轮 教案
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文档简介
《滑轮》教学设计
一、整体设计
“滑轮”是初中物理力学中一种比较重要的简单机械，它是在学生学习了杠杆后，对一些变形的杠杆的进一步认识，对生活中现象的进一步观察和应用。滑轮按使用情况可以分为
定滑轮、动滑轮和滑轮组，它们的特点是本节课的重点。学生对滑轮组的绕线及段数的判断
不容易理解，这是本节课的难点。 根据新课标的要求，知识的形成过程和结果一样重要，本节课将以学生的探究实验为主，让学生通过实验探究总结出定滑轮和动滑轮的特点，而教师只是起到组织和引导的作用。
本节课设计的基本思路是：以学生观察和实验为基础，通过提出问题、猜测、设计实验方案、收集与处理数据、表达与交流、解释问题等过程，归纳得出定滑轮、动滑轮的工作特点。通过物理建模的方法从理论上将滑轮抽象为杠杆，利用杠杆平衡条件分析滑轮的工作原理，然后再对已经测得的实验数据进行进一步分析解释，进一步理解滑轮的工作特点。用杠杆的平衡条件去分析动滑轮省一半的力的原因时，“支点位置”的分析是一个难点，教学中不必涉及动滑轮使用时支点随时间变化的问题。在教学过程中，以自主、协作的实验探究为主线，培养学生实验探究的能力，充分发挥学生的主体地位，让学生通过亲自动手实验、交流、讨论等方式参与到教学中。
二、三维目标
（一）知识与技能
1．认识定滑轮、动滑轮；
2．知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用；
3．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的方法。
（三）情感、态度与价值观
1．关心生活、生产中有关滑轮的实际使用，对实践中滑轮的工作特点具有好奇心；
2．具有利用简单机械改善劳动条件的愿望；
3．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。
三、教学重点：动滑轮、定滑轮及滑轮组的作用及特点。
四、教学难点： 1．定滑轮及动滑轮的实质； 2．滑轮组省力情况的判断，根据要求组装滑轮组。
五、课时安排： 1课时
六、教学准备： 滑轮、铁架台、钩码、细线、弹簧测力计、刻度尺。
七、教学过程
（一）导入新课
复习导入
上节课，我们一起学习了杠杆这一种常用的简单机械，请大家一起回忆一下杠杆的种类
以及各类杠杆的特点：
省力杠杆：省力但费了距离。
费力杠杆：费力却省了距离。
等臂杠杆：不省力，也不省距离，可以改变力的方向。
今天，我们要一起学习另一种简单机械——滑轮。
漫画导入
让学生观察和欣赏下面的三幅漫画，“胖子”利用滑轮将重物吊到二楼，“瘦子”想帮忙，
却把自己吊了上去。
学生活动：观察思考，讨论交流。想想为什么会出现这样的笑话？其中蕴含着什么科学道理？
学生会带着“滑轮到底有什么作用”这一问题开始本节课的学习。
情景导入
多媒体投影展示生活中常见的使用滑轮的一些画面：起重机吊臂上的滑轮、使用滑轮从
井中提水、窗帘中的滑轮、升旗中的滑轮……
学生活动：观察思考，讨论交流。滑轮在我们的生活中应用很广泛，使用滑轮给我们的
生活带来了哪些好处和方便呢？滑轮的特点有哪些？在实际应用中如何连接滑轮？
要想了解这些知识，需要学习本节课的内容。引出课题：滑轮。
推进新课
一、定滑轮和动滑轮
1．定滑轮和动滑轮的概念
教师活动：生活中，人们常常使用滑轮来提升重物。请你观察桌上摆放的滑轮，说出它
的结构特点，想一想滑轮的这些结构在提升重物时有什么功能吗？
学生活动：
出示一个滑轮，让学生观察其结构，归纳：滑轮就是边缘有槽、能绕轴心转动的轮子。
情景创设：
工人要装修三楼的房子，他们需要把货物从地面运到三楼。工人甲在底楼地面，工人乙
站在三楼。他们都想利用一根绳子和一只滑轮将货物从地面运到三楼。
提出问题：如果你是工人甲，，你该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
如果你是工人乙，你又该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
模拟实验：下面我们用钩码代替货物，利用细线、滑轮在铁架台上分别模拟甲、乙工人提起重物。
【演示】分别用定滑轮和动滑轮提起一个
重物，如图所示。
学生活动：
①（小组合作）探究滑轮的使用方法；（体
验实验、观察比较）
②个别学生上台演示交流滑轮的使用
方法。
教师活动：①用PPT再现滑轮的使用；
②提问：仔细观察两种情况下滑轮的运动
情况，比较装置的不同之处。
归纳总结：
（板书）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮；
动滑轮：使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。
思考：什么地方会用到这两种滑轮？分析用哪种方法更省力？为什么呢？
定滑轮：旗杆的顶端、起重机的吊臂顶端等。动滑轮：起重机的吊钩上等。
过渡：通过学习，我们知道省力的杠杆一定费距离，费力的杠杆一定省距离，那么在滑轮中是否也存在一样的现象呢？让我们通过实验来探究这两个问题：
①使用滑轮是否省力？②使用滑轮是否省距离？
2．探究：定滑轮的特点
(1)按图所示方式组装定滑轮；
仔细观察实验，注意力的方向及大小；注意物体移动的距离和绳子自由端移
动的距离。
(2)在它的右侧挂钩码，左侧竖直向下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计
示数与钩码所受重力大小有什么样的关系？（将测得的数据填人表格里）
(3)改变弹簧测力计拉力的方向，观察弹簧测力计的示数是否发生变化？
(4)改变钩码的个数，当物重增大时，重做上述实验，观察测力计的示数怎样变化？
(5)分析表格中的几次数据，得出的结论是：__________________________________。
实验注意事项：
(1)实验时要提升两个以上的钩码并且匀速拉动。
(2)各小组要密切配合，团结协作，也要分工明确（如：甲同学匀速拉动弹簧测力计并读数，乙同学观察钩码上升的距离，丙同学观察拉力移动的距离，丁同学竖直放置尺子）。
(3)实验时，滑轮、钩码、弹簧测力计等不能与尺子摩擦。
(4)实验数据要及时记录在表格中。
结论l： 定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
学生探究：应用杠杆的平衡条件，说说使用定滑轮不省力的道理。
如图所示是一个定滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮静止不动，定滑轮的轴心为支点（支点不动），动力、阻力作用点分别在绳子与轮相切的圆周边缘。显然，动
力臂、阻力臂都等于圆的半径，根据杠杆平衡条件，有F=G，即不省力。
学生分析后，教师归纳：
结论2：
定滑轮的实质是：等臂杠杆，既不省力，也不省距离。
3．探究：动滑轮的特点
(1)按如图所示方式组装动滑轮；
(2)竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态．，读出弹簧测力计示数，并思
考这个示数与钩码所受重力大小的关系。（将实验数据记录在表格中）
(3)改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。
(4)分析表中的数据，得出的结论是： 。
根据实验测得的数值分析得出，使用动滑轮提升钩码，弹簧测力计的示数约是钩码重的
二分之一。
教师指出：在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来，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。
结论1：使用动滑轮可以省一半力，此时钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重
的一半。但是动滑轮不能改变动力的方向，且要多费距离。
学生探究：应用杠杆的平衡条件，说说使用动滑轮省一半力的道理。
如图所示是一个动滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮也静止不动。支点在一边绳子与轮相切的位置，支点上下移动，而动力作用点在绳子与轮相切的另一边，阻力的作用点在轴心。显然动力臂为阻力臂的两倍，故依据杠杆平衡条件
即省一半力。
学生分析后，教师归纳：
结论2：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂两倍的杠杆，所以使用动滑轮能省一半力。
归纳总结：
1．定滑轮：(1)可以改变力的方向(2)不省力(3)不省也不费距离
2．动滑轮：(1)不改变力的方向(2)省一半力(3)要多移动距离
动力臂为阻力臂二倍的杠杆，
[即学即练]如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体的重力都是60 N，则：
(1)不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力分别是多少？
(2)如果滑轮的重为10 N，不计摩擦，拉力分别是多少？
(3)如果物体被提升了2m，则绳子自由端移动的距离分别是多少？
答案：(1)60 N 30 N (2)60 N 35 N (3)2 m 4 m
二、滑轮组
提出问题：定滑轮和动滑轮有不同的特点，这也决定了它们有不同的用途，在什么时候
我们需要使用定滑轮、什么时候需要用动滑轮呢？想要设计出一种既省力又可以改变力的
方向的机械，可以做到吗？
交流讨论：需要改变用力方向时用定滑轮，需要省力时用动滑轮。把定滑轮和动轮滑组合起来，就可以既能省力、又能改变用力方向。
学生活动：绕线组成滑轮组。当把定滑轮和动滑轮组
合起来，就形成了滑轮组。接下来请大家尝试利用一个定
滑轮和一个动滑轮，组合连接成一个滑轮组，并探究滑轮组
的规律。
要求：①连接成功时，把连接的图画出来。②通过实验
探究两个问题：是否省力？是否省距离？用数据说明问题。③有多少种连接方法？④能否
归纳出缠绕滑轮组的方法？
通过学生自己探索、组间交流和教师的现场辅导，大部分学生能够连接成功并得出结论。同样让学生展示并解说自己的设计方案、实验结论，可以得出以下两种连接方式：
教师总结：滑轮组的连接方法：
①绳子的起点只可能在定滑轮下方的挂钩或动滑轮上方的挂钩；
②起点连接完毕后，本着从上而下、从下而上的原则，按照固定的方向依次绕过每个滑轮；
③每个滑轮只能使用一次。（引导学生分析，滑轮组能省多少力实际上是由动滑轮部分决定的。>
思考问题：使用滑轮组可以省力，能省距离吗？
实验探究：请学生观察钩码上升1个格时，绳子的自由端下降了几个格。
使用滑轮组提升物体时，物体上升的高度^和绳子自由端移动的距离s的关系是s-nh。
结论：不考虑动滑轮重和摩擦时，如果动滑轮部分由n根绳子连接，则：
特别提醒：使用滑轮组要注意几个问题
(1)区分“最方便”和“最省力”的含义。“方便”是指人站在地上用力向下拉绳子，既省力又方便；而“最省力”是指尽量多地增加动滑轮上相连的绳子的股数。
(2)滑轮组一般是省力的，省力的多少是由吊起（或承担）动滑轮的绳子股数决定的。
(3)设拉力移动距离为s，拉力移动的速度为V，重物上升的高度为^，重物上升的速度为
为动滑轮上绳子的股数。
(4)滑轮组绳子的绕法是各种各样的，其绕法也是本节的一个重点。由关系式
为奇数时，绳子在动滑轮上打结开始绕；当n为偶数时，绳子在定滑轮上打结开始绕，也就是按“奇动偶定”的方法绕绳子。（如图所示）
拓展延伸：
教师指导学生阅读教材83页“科学世界”：轮轴和斜面的应用
根据学生的阅读，引导学生说出日常生活中常见的轮轴：阀门、内门锁、自行车车把、板
子、方向盘等。
由学生说出轮轴的组成：由轮和轴组成。
再引导学生说出常见的斜面：盘山公路、斜坡等。
斜面也是一种简单机械，而且在我们生活中的应用非常的广泛，例如盘山公路等。利用
斜面想要把一个重物提升到一定高度，想更省力，如何实现？
小组内交流得出结论：延长斜面的长度可以更省力。
多媒体展示生活中利用斜面的例子。
一同步训练
1．如图所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是
( )。
解析：图(1)是定滑轮：其作用是不省力。拉力大小与物重相同，
图(2)是动滑轮：其作用是省一半力，拉力F是物重的1/2，即
图(3)是滑轮组：承担重物和动滑轮的绳子有三股，拉力F是物重的
图(4)是滑轮组：承担重物和动滑轮的绳子有两股，拉力F是物重的
物重最大的是G3，正确的选项是C。
答案：C
2．如图所示，若拉力F=900 N，物体A重1500 N，不计滑轮重
和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉
动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是____________N，物体A移动____________m。
解析：这是一类滑轮组常见的问题。不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，但是物体A与地面
间是有摩擦力的。分析可知，有3段绳子分担了对A向左的拉力，即
因为物体A沿水平方向匀速前进，根据二力的平衡条件可知，水平方向上物体A受的拉力与摩擦力大
答案：2 700 1
3．如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是
(2)动滑轮重3N，不计绳与滑轮之间的摩擦，提升的物重分别是
(3)当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是
(4)如果物体被提升的速度都是o．2 m/s时，绳子自由端移动的速度分别是
解析：定滑轮的实质是等臂杠杆，它的作用：不省力，但是可以改变用力方向。动滑轮实
质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，它的作用是：省力，但不能改变用力方向。首先分清滑轮
是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，然后找F与G的关系。
答案:(1)50 100 150 (2)50 97 147 (3)2 4 6 (4)0. 2 0. 4 0. 6
4．如图所示，不计动滑轮重及一切摩擦，若加在绳的自由端的拉力F =G/3，
试画出绳子的绕法。
解析：若使拉力F =G/3，则承担重物和动滑轮的绳子应是三段。绳子的起
始端应先勾在动滑轮上，然后，再依次通过定滑轮和动滑轮，如图。
答案：如图所示
5．-根绳子只能承担5 000 N的力，用它提起的重物，应选什么样的滑轮
组？怎样绕线？画出绕线图。
解析：先利用滑轮组计算拉力的公式算出绳子的段数行。
应取4段绳子。由此可以断定应把绳子固定在定滑轮上。
再确定滑轮组。要使用2个动滑轮，才能有4段绳子承担重物。如不改变力的方向，则只要
1个定滑轮，如图甲所示。如果改变用力的方向，则要2个定滑轮，如图乙所示。
答案：见解析
本节课以科学探究的方式，学习了什么是滑轮及滑轮的分类和特点。重点是怎样在生活中
应用滑轮与滑轮组，要让学生在实验的基础上理解滑轮组省力的原理，而不是机械地死记硬背。
特点
分类 优点 缺点 实质
定滑轮 改变力的方向 不省力 不省距离 等臂杠杆
动滑轮 省一半的力 费一倍距离 不改变力的方向 动力臂是阻力臂2倍的杠杆
滑轮组 既可以改变力的方向又可以省力
板书设计
第2节 滑轮
1．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）实质特点：能省一半力，但不改变力方向；要多移动一倍距离。
（1）使用
(2)实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
3．滑轮组
(1)使用优点：即要省力，又可以变力的方向，但不能即省力又省距离。
(2)
设计一个升降装置
将重物从楼下搬到楼上是很辛苦的。有一个同学学习了滑轮的知识后，运用所学知识，
利用滑轮设计了一个升降装置，在爸爸的帮助下把它安装在家里的阳台上，通过它把物体吊
上楼来。如果让你来设计，你能画出示意图吗？试试看。
本节课采用“提出问题一实验探究一交流分析一得出结论”的教学模式，以学生为主体，
较好地完成了教学任务。滑轮是学生比较感兴趣的内容，将这样的内容交给学生自己进行
探究，使学生在浓厚的兴趣中进行实验，可以使学生在快乐中学习和获得；进行探究定滑轮
和动滑轮特点的实验之前，对实验的目的和方法作了比较好的铺垫，使学生的实验目的明
确，过程清晰，绝大部分学生能得到正确的结论；在探究滑轮组的绕法时，让学生自己进行尝
试，并给了学生足够多的时间，学生兴趣高涨，求知欲望强烈；本节设计真正做到以学生为主
体，整节课都是以学生活动（包括实验、交流）贯穿始终，符合新课标的理念。
斜面的应用
我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的，因此简单机械的成就也是辉
煌的，斜面的应用非常广泛。
斜面的记述和应用也是《墨经》中首先记载的，古时把斜面称为“梯”。叙述了放在梯上
的物体不能水平和垂直放置，说明放在斜面上的物体要向下滑动。同时墨家还设计了“车
梯”，利用它来提高重物可以节省人力。车梯的构造也很巧妙，它是一种装有滑轮的前低后
高的斜面车。虽然当时没有提出利用斜面可以省力的道理，但省力的思想是包含在其中的。
到了汉代，王充对斜面做了进一步的叙述，大意是说载重之车在斜面上必须有强力拉或推，
才能向上运动，如果失去拉力或推力，车就会向下运动。尖劈的运用在春秋战国以前就开始
了，古人知道用它可以使小力发挥大力的作用，且两面的夹角愈小，发挥力的作用愈大。尖
劈在我国的发展经过了漫长的岁月，从古猿人打猎用的石头尖劈，经长期的改进，发展到今
天各式各样的金属尖劈，被广泛应用在生产工具、兵器和日常生活中。
日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路
等。请看下图：
(1)若将两个斜面结合在一起，则形成一种称为楔（或称为劈）的简易机器j楔在切割并
分裂东西非常有用。刀、斧及人类门牙均为楔的例子。
拉链巧妙地利用斜面原理，使两排可互相连的链齿结合或分
离。拉链的滑扣由几个楔组成，当你拉动时，它可以把原本很小的
作用力转变成很大的力，使拉链拉开或闭合。
(2)若将斜面围绕在圆柱上，则形成称为螺旋的简易机器。常
用来锁住物体的螺丝、附螺纹的瓶盖、螺旋式汽车千斤顶等都是应用螺旋的装置。
上海南浦大桥的引桥是螺旋式的，是变形的斜面的应用。两岸引桥全长7 500米，能使
汽车省力不省功。螺旋式结构能大大节省空间。请看下面第一幅图。
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一、整体设计
“滑轮”是初中物理力学中一种比较重要的简单机械，它是在学生学习了杠杆后，对一些变形的杠杆的进一步认识，对生活中现象的进一步观察和应用。滑轮按使用情况可以分为
定滑轮、动滑轮和滑轮组，它们的特点是本节课的重点。学生对滑轮组的绕线及段数的判断
不容易理解，这是本节课的难点。 根据新课标的要求，知识的形成过程和结果一样重要，本节课将以学生的探究实验为主，让学生通过实验探究总结出定滑轮和动滑轮的特点，而教师只是起到组织和引导的作用。
本节课设计的基本思路是：以学生观察和实验为基础，通过提出问题、猜测、设计实验方案、收集与处理数据、表达与交流、解释问题等过程，归纳得出定滑轮、动滑轮的工作特点。通过物理建模的方法从理论上将滑轮抽象为杠杆，利用杠杆平衡条件分析滑轮的工作原理，然后再对已经测得的实验数据进行进一步分析解释，进一步理解滑轮的工作特点。用杠杆的平衡条件去分析动滑轮省一半的力的原因时，“支点位置”的分析是一个难点，教学中不必涉及动滑轮使用时支点随时间变化的问题。在教学过程中，以自主、协作的实验探究为主线，培养学生实验探究的能力，充分发挥学生的主体地位，让学生通过亲自动手实验、交流、讨论等方式参与到教学中。
二、三维目标
（一）知识与技能
1．认识定滑轮、动滑轮；
2．知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用；
3．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的方法。
（三）情感、态度与价值观
1．关心生活、生产中有关滑轮的实际使用，对实践中滑轮的工作特点具有好奇心；
2．具有利用简单机械改善劳动条件的愿望；
3．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。
三、教学重点：动滑轮、定滑轮及滑轮组的作用及特点。
四、教学难点： 1．定滑轮及动滑轮的实质； 2．滑轮组省力情况的判断，根据要求组装滑轮组。
五、课时安排： 1课时
六、教学准备： 滑轮、铁架台、钩码、细线、弹簧测力计、刻度尺。
七、教学过程
（一）导入新课
复习导入
上节课，我们一起学习了杠杆这一种常用的简单机械，请大家一起回忆一下杠杆的种类
以及各类杠杆的特点：
省力杠杆：省力但费了距离。
费力杠杆：费力却省了距离。
等臂杠杆：不省力，也不省距离，可以改变力的方向。
今天，我们要一起学习另一种简单机械——滑轮。
漫画导入
让学生观察和欣赏下面的三幅漫画，“胖子”利用滑轮将重物吊到二楼，“瘦子”想帮忙，
却把自己吊了上去。
学生活动：观察思考，讨论交流。想想为什么会出现这样的笑话？其中蕴含着什么科学道理？
学生会带着“滑轮到底有什么作用”这一问题开始本节课的学习。
情景导入
多媒体投影展示生活中常见的使用滑轮的一些画面：起重机吊臂上的滑轮、使用滑轮从
井中提水、窗帘中的滑轮、升旗中的滑轮……
学生活动：观察思考，讨论交流。滑轮在我们的生活中应用很广泛，使用滑轮给我们的
生活带来了哪些好处和方便呢？滑轮的特点有哪些？在实际应用中如何连接滑轮？
要想了解这些知识，需要学习本节课的内容。引出课题：滑轮。
推进新课
一、定滑轮和动滑轮
1．定滑轮和动滑轮的概念
教师活动：生活中，人们常常使用滑轮来提升重物。请你观察桌上摆放的滑轮，说出它
的结构特点，想一想滑轮的这些结构在提升重物时有什么功能吗？
学生活动：
出示一个滑轮，让学生观察其结构，归纳：滑轮就是边缘有槽、能绕轴心转动的轮子。
情景创设：
工人要装修三楼的房子，他们需要把货物从地面运到三楼。工人甲在底楼地面，工人乙
站在三楼。他们都想利用一根绳子和一只滑轮将货物从地面运到三楼。
提出问题：如果你是工人甲，，你该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
如果你是工人乙，你又该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
模拟实验：下面我们用钩码代替货物，利用细线、滑轮在铁架台上分别模拟甲、乙工人提起重物。
【演示】分别用定滑轮和动滑轮提起一个
重物，如图所示。
学生活动：
①（小组合作）探究滑轮的使用方法；（体
验实验、观察比较）
②个别学生上台演示交流滑轮的使用
方法。
教师活动：①用PPT再现滑轮的使用；
②提问：仔细观察两种情况下滑轮的运动
情况，比较装置的不同之处。
归纳总结：
（板书）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮；
动滑轮：使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。
思考：什么地方会用到这两种滑轮？分析用哪种方法更省力？为什么呢？
定滑轮：旗杆的顶端、起重机的吊臂顶端等。动滑轮：起重机的吊钩上等。
过渡：通过学习，我们知道省力的杠杆一定费距离，费力的杠杆一定省距离，那么在滑轮中是否也存在一样的现象呢？让我们通过实验来探究这两个问题：
①使用滑轮是否省力？②使用滑轮是否省距离？
2．探究：定滑轮的特点
(1)按图所示方式组装定滑轮；
仔细观察实验，注意力的方向及大小；注意物体移动的距离和绳子自由端移
动的距离。
(2)在它的右侧挂钩码，左侧竖直向下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计
示数与钩码所受重力大小有什么样的关系？（将测得的数据填人表格里）
(3)改变弹簧测力计拉力的方向，观察弹簧测力计的示数是否发生变化？
(4)改变钩码的个数，当物重增大时，重做上述实验，观察测力计的示数怎样变化？
(5)分析表格中的几次数据，得出的结论是：__________________________________。
实验注意事项：
(1)实验时要提升两个以上的钩码并且匀速拉动。
(2)各小组要密切配合，团结协作，也要分工明确（如：甲同学匀速拉动弹簧测力计并读数，乙同学观察钩码上升的距离，丙同学观察拉力移动的距离，丁同学竖直放置尺子）。
(3)实验时，滑轮、钩码、弹簧测力计等不能与尺子摩擦。
(4)实验数据要及时记录在表格中。
结论l： 定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
学生探究：应用杠杆的平衡条件，说说使用定滑轮不省力的道理。
如图所示是一个定滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮静止不动，定滑轮的轴心为支点（支点不动），动力、阻力作用点分别在绳子与轮相切的圆周边缘。显然，动
力臂、阻力臂都等于圆的半径，根据杠杆平衡条件，有F=G，即不省力。
学生分析后，教师归纳：
结论2：
定滑轮的实质是：等臂杠杆，既不省力，也不省距离。
3．探究：动滑轮的特点
(1)按如图所示方式组装动滑轮；
(2)竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态．，读出弹簧测力计示数，并思
考这个示数与钩码所受重力大小的关系。（将实验数据记录在表格中）
(3)改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。
(4)分析表中的数据，得出的结论是： 。
根据实验测得的数值分析得出，使用动滑轮提升钩码，弹簧测力计的示数约是钩码重的
二分之一。
教师指出：在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来，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。
结论1：使用动滑轮可以省一半力，此时钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重
的一半。但是动滑轮不能改变动力的方向，且要多费距离。
学生探究：应用杠杆的平衡条件，说说使用动滑轮省一半力的道理。
如图所示是一个动滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮也静止不动。支点在一边绳子与轮相切的位置，支点上下移动，而动力作用点在绳子与轮相切的另一边，阻力的作用点在轴心。显然动力臂为阻力臂的两倍，故依据杠杆平衡条件
即省一半力。
学生分析后，教师归纳：
结论2：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂两倍的杠杆，所以使用动滑轮能省一半力。
归纳总结：
1．定滑轮：(1)可以改变力的方向(2)不省力(3)不省也不费距离
2．动滑轮：(1)不改变力的方向(2)省一半力(3)要多移动距离
动力臂为阻力臂二倍的杠杆，
[即学即练]如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体的重力都是60 N，则：
(1)不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力分别是多少？
(2)如果滑轮的重为10 N，不计摩擦，拉力分别是多少？
(3)如果物体被提升了2m，则绳子自由端移动的距离分别是多少？
答案：(1)60 N 30 N (2)60 N 35 N (3)2 m 4 m
二、滑轮组
提出问题：定滑轮和动滑轮有不同的特点，这也决定了它们有不同的用途，在什么时候
我们需要使用定滑轮、什么时候需要用动滑轮呢？想要设计出一种既省力又可以改变力的
方向的机械，可以做到吗？
交流讨论：需要改变用力方向时用定滑轮，需要省力时用动滑轮。把定滑轮和动轮滑组合起来，就可以既能省力、又能改变用力方向。
学生活动：绕线组成滑轮组。当把定滑轮和动滑轮组
合起来，就形成了滑轮组。接下来请大家尝试利用一个定
滑轮和一个动滑轮，组合连接成一个滑轮组，并探究滑轮组
的规律。
要求：①连接成功时，把连接的图画出来。②通过实验
探究两个问题：是否省力？是否省距离？用数据说明问题。③有多少种连接方法？④能否
归纳出缠绕滑轮组的方法？
通过学生自己探索、组间交流和教师的现场辅导，大部分学生能够连接成功并得出结论。同样让学生展示并解说自己的设计方案、实验结论，可以得出以下两种连接方式：
教师总结：滑轮组的连接方法：
①绳子的起点只可能在定滑轮下方的挂钩或动滑轮上方的挂钩；
②起点连接完毕后，本着从上而下、从下而上的原则，按照固定的方向依次绕过每个滑轮；
③每个滑轮只能使用一次。（引导学生分析，滑轮组能省多少力实际上是由动滑轮部分决定的。>
思考问题：使用滑轮组可以省力，能省距离吗？
实验探究：请学生观察钩码上升1个格时，绳子的自由端下降了几个格。
使用滑轮组提升物体时，物体上升的高度^和绳子自由端移动的距离s的关系是s-nh。
结论：不考虑动滑轮重和摩擦时，如果动滑轮部分由n根绳子连接，则：
特别提醒：使用滑轮组要注意几个问题
(1)区分“最方便”和“最省力”的含义。“方便”是指人站在地上用力向下拉绳子，既省力又方便；而“最省力”是指尽量多地增加动滑轮上相连的绳子的股数。
(2)滑轮组一般是省力的，省力的多少是由吊起（或承担）动滑轮的绳子股数决定的。
(3)设拉力移动距离为s，拉力移动的速度为V，重物上升的高度为^，重物上升的速度为
为动滑轮上绳子的股数。
(4)滑轮组绳子的绕法是各种各样的，其绕法也是本节的一个重点。由关系式
为奇数时，绳子在动滑轮上打结开始绕；当n为偶数时，绳子在定滑轮上打结开始绕，也就是按“奇动偶定”的方法绕绳子。（如图所示）
拓展延伸：
教师指导学生阅读教材83页“科学世界”：轮轴和斜面的应用
根据学生的阅读，引导学生说出日常生活中常见的轮轴：阀门、内门锁、自行车车把、板
子、方向盘等。
由学生说出轮轴的组成：由轮和轴组成。
再引导学生说出常见的斜面：盘山公路、斜坡等。
斜面也是一种简单机械，而且在我们生活中的应用非常的广泛，例如盘山公路等。利用
斜面想要把一个重物提升到一定高度，想更省力，如何实现？
小组内交流得出结论：延长斜面的长度可以更省力。
多媒体展示生活中利用斜面的例子。
一同步训练
1．如图所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是
( )。
解析：图(1)是定滑轮：其作用是不省力。拉力大小与物重相同，
图(2)是动滑轮：其作用是省一半力，拉力F是物重的1/2，即
图(3)是滑轮组：承担重物和动滑轮的绳子有三股，拉力F是物重的
图(4)是滑轮组：承担重物和动滑轮的绳子有两股，拉力F是物重的
物重最大的是G3，正确的选项是C。
答案：C
2．如图所示，若拉力F=900 N，物体A重1500 N，不计滑轮重
和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉
动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是____________N，物体A移动____________m。
解析：这是一类滑轮组常见的问题。不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，但是物体A与地面
间是有摩擦力的。分析可知，有3段绳子分担了对A向左的拉力，即
因为物体A沿水平方向匀速前进，根据二力的平衡条件可知，水平方向上物体A受的拉力与摩擦力大
答案：2 700 1
3．如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是
(2)动滑轮重3N，不计绳与滑轮之间的摩擦，提升的物重分别是
(3)当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是
(4)如果物体被提升的速度都是o．2 m/s时，绳子自由端移动的速度分别是
解析：定滑轮的实质是等臂杠杆，它的作用：不省力，但是可以改变用力方向。动滑轮实
质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，它的作用是：省力，但不能改变用力方向。首先分清滑轮
是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，然后找F与G的关系。
答案:(1)50 100 150 (2)50 97 147 (3)2 4 6 (4)0. 2 0. 4 0. 6
4．如图所示，不计动滑轮重及一切摩擦，若加在绳的自由端的拉力F =G/3，
试画出绳子的绕法。
解析：若使拉力F =G/3，则承担重物和动滑轮的绳子应是三段。绳子的起
始端应先勾在动滑轮上，然后，再依次通过定滑轮和动滑轮，如图。
答案：如图所示
5．-根绳子只能承担5 000 N的力，用它提起的重物，应选什么样的滑轮
组？怎样绕线？画出绕线图。
解析：先利用滑轮组计算拉力的公式算出绳子的段数行。
应取4段绳子。由此可以断定应把绳子固定在定滑轮上。
再确定滑轮组。要使用2个动滑轮，才能有4段绳子承担重物。如不改变力的方向，则只要
1个定滑轮，如图甲所示。如果改变用力的方向，则要2个定滑轮，如图乙所示。
答案：见解析
本节课以科学探究的方式，学习了什么是滑轮及滑轮的分类和特点。重点是怎样在生活中
应用滑轮与滑轮组，要让学生在实验的基础上理解滑轮组省力的原理，而不是机械地死记硬背。
特点
分类 优点 缺点 实质
定滑轮 改变力的方向 不省力 不省距离 等臂杠杆
动滑轮 省一半的力 费一倍距离 不改变力的方向 动力臂是阻力臂2倍的杠杆
滑轮组 既可以改变力的方向又可以省力
板书设计
第2节 滑轮
1．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）实质特点：能省一半力，但不改变力方向；要多移动一倍距离。
（1）使用
(2)实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
3．滑轮组
(1)使用优点：即要省力，又可以变力的方向，但不能即省力又省距离。
(2)
设计一个升降装置
将重物从楼下搬到楼上是很辛苦的。有一个同学学习了滑轮的知识后，运用所学知识，
利用滑轮设计了一个升降装置，在爸爸的帮助下把它安装在家里的阳台上，通过它把物体吊
上楼来。如果让你来设计，你能画出示意图吗？试试看。
本节课采用“提出问题一实验探究一交流分析一得出结论”的教学模式，以学生为主体，
较好地完成了教学任务。滑轮是学生比较感兴趣的内容，将这样的内容交给学生自己进行
探究，使学生在浓厚的兴趣中进行实验，可以使学生在快乐中学习和获得；进行探究定滑轮
和动滑轮特点的实验之前，对实验的目的和方法作了比较好的铺垫，使学生的实验目的明
确，过程清晰，绝大部分学生能得到正确的结论；在探究滑轮组的绕法时，让学生自己进行尝
试，并给了学生足够多的时间，学生兴趣高涨，求知欲望强烈；本节设计真正做到以学生为主
体，整节课都是以学生活动（包括实验、交流）贯穿始终，符合新课标的理念。
斜面的应用
我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的，因此简单机械的成就也是辉
煌的，斜面的应用非常广泛。
斜面的记述和应用也是《墨经》中首先记载的，古时把斜面称为“梯”。叙述了放在梯上
的物体不能水平和垂直放置，说明放在斜面上的物体要向下滑动。同时墨家还设计了“车
梯”，利用它来提高重物可以节省人力。车梯的构造也很巧妙，它是一种装有滑轮的前低后
高的斜面车。虽然当时没有提出利用斜面可以省力的道理，但省力的思想是包含在其中的。
到了汉代，王充对斜面做了进一步的叙述，大意是说载重之车在斜面上必须有强力拉或推，
才能向上运动，如果失去拉力或推力，车就会向下运动。尖劈的运用在春秋战国以前就开始
了，古人知道用它可以使小力发挥大力的作用，且两面的夹角愈小，发挥力的作用愈大。尖
劈在我国的发展经过了漫长的岁月，从古猿人打猎用的石头尖劈，经长期的改进，发展到今
天各式各样的金属尖劈，被广泛应用在生产工具、兵器和日常生活中。
日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路
等。请看下图：
(1)若将两个斜面结合在一起，则形成一种称为楔（或称为劈）的简易机器j楔在切割并
分裂东西非常有用。刀、斧及人类门牙均为楔的例子。
拉链巧妙地利用斜面原理，使两排可互相连的链齿结合或分
离。拉链的滑扣由几个楔组成，当你拉动时，它可以把原本很小的
作用力转变成很大的力，使拉链拉开或闭合。
(2)若将斜面围绕在圆柱上，则形成称为螺旋的简易机器。常
用来锁住物体的螺丝、附螺纹的瓶盖、螺旋式汽车千斤顶等都是应用螺旋的装置。
上海南浦大桥的引桥是螺旋式的，是变形的斜面的应用。两岸引桥全长7 500米，能使
汽车省力不省功。螺旋式结构能大大节省空间。请看下面第一幅图。
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