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第十二章 简单机械
12.2 滑轮
教学目标:
1.物理观念:
(1)能识别定滑轮和动滑轮,了解定滑轮和动滑轮的特点。
(2)能根据实际需要选择合适的滑轮解决实际问题。
(3)会安装滑轮组,并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。
2.科学思维:
经历探究定滑轮和动滑轮工作特点的过程,进一步掌握用观察和对比来研究问题的方法。
3.科学探究:
经历组装滑轮组的过程,学会按要求组装滑轮组的方法。
4.科学态度与责任:
(1)对实际中的滑轮的工作特点具有好奇心,关心生活、生产中有关滑轮的实际应用。
(2)具有对现实生活中简单机械的应用是否合理进行评价的意识,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。
教学重点:研究定滑轮、动滑轮的特点。
教学难点:判断滑轮组的省力情况,会根据实际要求组装简单的滑轮组。
教学课时:1课时
教学用具:多媒体、定滑轮、动滑轮、细绳、钩码、弹簧测力计、支架。
教学互动设计:
1、 创设情景,导入新课
2023年5月9日,《新闻直播间》,今年前四个月,我国倡导的“一带一路”建设,外贸呈现同比增长趋势。
这些质量为480t的货物靠大型机械进行起吊装载,这些大型起吊机械都有滑轮。
这些集装箱货物靠大型机械进行起吊装载,这些大型起吊机械都有滑轮。
我们见到的庄严的升国旗过程,其中国旗杆顶端有固定的定滑轮。
杠杆是一种常用的简单机械。除杠杆之外,滑轮(pulley)也是一种简单机械,它在日常生活中的应用也很广泛。使用滑轮能给我们带来哪些好处呢?
想想议议
如图,大人利用滑轮将重物吊到二楼,孩子想帮忙,却把自己吊上去。想想看,为什么会出现这样的笑话?你能解释其中的道理吗?
二、新课讲授,师生互动
(一)定滑轮和动滑轮
高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,它的轴固定不动,这种滑轮叫做定滑轮。
电动起重机吊钩上有一种滑轮,如图,它的轴可随被吊物体一起运动,当电动机转动并收绳子时,物体和滑轮就被提起,这种滑轮叫做动滑轮。
请你说出一些生活或工作中使用定滑轮和动滑轮的实例。下面让我们通过实验来研定动滑轮和动滑轮的特点。
实验:研究定滑轮和动滑轮的特点
通过滑轮提起重物,研究下面几个问题。
1.使用定滑轮、动滑轮是否省力(或更费力)?
2.使用定滑轮、动滑轮是否省了距离(或需要移动更大的距离)?
3.什么情况下使用定滑轮,什么情况下使用动滑轮?
研究时,可以参考图甲、乙、丙,分别安装定滑轮(图乙)和动滑轮(图丙)进行实验。
自己设计表格,用来记录实验时弹簧测力计的大小和方向,以及测力计和钩码移动的距离。
将甲、乙实验数据填入下表
实验结果表明,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。
将甲、丙实验数据填入下表
实验结果表明,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,而且费距离。
(二)滑轮组
如果既要改变力的方向,又要省更多的力,单独使用定滑轮或动滑轮都无法满足我们的需要。在实际中,人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组。
图甲中的重物有三段绳子通过滑轮吊着,每段绳子都要承担物重。用这个滑轮组提起重物,如果忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦,拉力
=(1/3) 物
图乙中的重物有二段绳子通过滑轮吊着,每段绳子都要承担物重。用这个滑轮组提起重物,如果忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦,拉力
=(1/2) 物
用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的几分之一。如果忽略绳重及摩擦,拉力
=(1/ ) 总=(1/ ) ( 物+ 动)
想一想:乙图中,如果忽略绳重及摩擦,拉力如果忽略绳重及摩擦,拉力
=1/2( 物+ 动)
如果物重200N,动滑轮重20N,则拉力 =1/2( 物+ 动)= 1/2(200N+20N)=110N
科学世界
想一想:战国时期,我国人们创造出辘轳汲水。辘轳是一种什么简单机械呢?
轻轻转动门把手,就可以把门锁打开;司机用不大的力转动方向盘,在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。辘轳、门把手、方向盘等属于轮轴。
轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,通常把大轮叫做轮,小轮叫轴。右图是一些轮轴的实例,请指出它们的“轮”和“轴”。
轮轴的实质是能连续转动的杠杆。
根据杠杆平衡条件,当动力作用在轮上时,使用轮轴可以省力。
汽车沿着盘山公路,可以驶上高耸入云的山峰。上山的公路为什么修得弯弯曲曲如盘龙,而不是从山下直通山顶?
找一个直角三角形的纸,按照如图那样,可以模拟一个盘山公路的形状。可以想象若将盘山公路取直,就相当于将这张纸展开,汽车沿着它的斜边爬到山峰的。
高耸入云的山峰。比起直通山顶的路,走的路程要长得多。
斜面是一种简单机械,在生活和生产中随处可见。请各举一个生活或生产中用斜面、轮轴做功的例子。
想一想
如图甲所示,提起重为1000N的物体,不计摩擦及动滑轮自重,绳子拉力F为多少?
解:不计摩擦及滑轮自重
拉力F=1/4 G_物
=1/4╳1000N=250N
如果要更省力,绳子应怎样绕,在图乙画出绕法。
解:要更省力,绳子的段数应为5段,绕法如图。
三、总结反思,超越自我
1.定滑轮:使用时轴固定不动,
不能省力,可以改变力的方向。
2.动滑轮:使用时轴随重物移动,
能省力,不可以改变力的方向。
3.滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成,重物和动滑轮的总重力由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重力的几分之一。
杠杆、滑轮、轮轴、斜面都是简单机械。
四、板书设计,整合提升
1.定滑轮:使用时轴固定不动,
不能省力,可以改变力的方向。
2.动滑轮:使用时轴随重物移动,
能省力,不可以改变力的方向。
3.滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成,重物和动滑轮的总重力由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重力的几分之一。
杠杆、滑轮、轮轴、斜面都是简单机械。
五、大海扬帆,尝试远航
1. 下列说法不正确的是( )
A. 杠杆是一种常用的简单机械
B. 滑轮是一种简单机械
C. 轴固定不动的滑轮叫做定滑轮
D. 辘轳汲水是定滑轮的应用
2.小明利用如图所示的滑轮提起重为200N的货物,不计摩擦及滑轮自重,所需要的拉力为( )
A. 100N
B. 200N
C. 大于100N
D. 大于100N
3.小明利用如图所示的滑轮提起重为200N的货物,不计摩擦及滑轮自重,所需要的拉力为( )
A. 100N
B. 200N
C. 大于100N
D. 大于100N
4.利用如图所示的滑轮提起重为2000N的货物上升2m,下列说法正确的是( )
A.绳子的拉力一定为1000N
B.绳子的拉力一定大于1000N
C.绳子末端移动距离为2m
D.绳子末端移动距离小于2m
5.利用如图所示的滑轮提起重为200N的货物上升0.2m,下列说法正确的是( )
A.绳子的拉力一定为100N
B.绳子的拉力一定为67N
C.绳子末端移动距离为0.6m
D.绳子末端移动距离小于0.4m
参考答案1.D;2.B;3.A;4.B;5.C。
六、作业:P84.T4
课外作业P84T1、T2、T3。
教学反思:
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