人教版物理八年级下册 第十二章第2节 滑轮 课时2 滑轮组教案

课时2 滑轮组、轮轴和斜面
一、教学目标
1.知道滑轮组的作用。
2.会根据要求使用滑轮组，了解其他简单机械（轮轴、斜面等）的一些应用。
二、教学重难点
1.重点：滑轮组的装配及省力情况。
2.难点：了解滑轮组的绕线方式不一样，省力情况也不一样；轮轴和斜面的省力情况。
三、教学过程
（一）导入
通过上节课的学习，我们知道了定滑轮、动滑轮各自的实质和作用。如果把两种滑轮组合起来使用，那又会有什么不一样的地方？在学习完今天的课程后，我们将会知晓。
（二）新课教学
1.滑轮组
教学情境：请同学们观看生活中常见的场景图片后，教师讲解滑轮组的定义。
知识归纳：在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。
2.探究滑轮组的特点
教学情境：上节课学习完定滑轮和动滑轮知识后我们清楚地知道，使用定滑轮可以改变力的方向，但是不能省力；使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。现实生活中，我们经常会见到下图所示的情况，联系生活从图中分析总结，使用滑轮组的原因：
a.使用滑轮组是为了省力；
b.使用滑轮组是为了改变力的方向。
提出问题：使用滑轮组一定能改变力的方向吗？使用滑轮组可以省力，其大小与重物的重力大小有什么关系呢？滑轮的个数越多越省力，还是绕线的有效绳子段数越多越省力？使用滑轮组的拉力大小与哪些因素有关？
（1）设计实验
实验器材：定滑轮、动滑轮、钩码、弹簧测力计、细线、刻度尺
（2）实验步骤
①用弹簧测力计匀速竖直向上提拉一定数量的钩码，记下弹簧测力计的示数为G，并用刻度尺测量出钩码上升的高度为h；
②将步骤①中的钩码用细线绕过滑轮组，如图a所示，用弹簧测力计匀速向下拉动钩码，将其提升相同的高度h，记下弹簧测力计的示数为F1，并用刻度尺测量出细线移动的长度为s1；
③将步骤①中的钩码用细线绕过滑轮组，如图b所示，用弹簧测力计匀速向上拉动钩码，将其提升相同的高度h，记下弹簧测力计的示数为F2，并用刻度尺测量出细线移动的长度为s2；
④重复上述操作，将滑轮组更换为如图c所示，记下弹簧测力计的示数为F3，测量出细线移动的长度为s3；
⑤更换不同数量的钩码，依次重复上述①②③④步骤，并且记录下对应的实验数据；
⑥用弹簧测力计测量出滑轮组里动滑轮的重力为G动；
实验次数 G/N h/cm F1/N s1/cm F2/N s2/cm F3/N s3/cm
1
2
3
⑦根据最终的实验数据，并结合图d、e、f，让同学试着总结出滑轮组的特点。
a.滑轮组既能省力，有时也能改变力的方向，但费距离；
b.相同的滑轮组，绕线方式不一样，最终的拉力大小也不一样，且有效绳子段数越多，拉力越小；
c.上升相同的高度，有效绳子段数越多，绳子自由端移动的长度越长；
d.由b、c图可知，拉力的大小与滑轮的个数无关。
知识归纳：
（1）用滑轮组提拉重物时（不计绳重与摩擦），滑轮组用n段绳子提升物体，绳子自由端移动的距离s绳是重物提升高度h物的n倍，即：s绳=nh物。
（2）绳子自由端的拉力F拉是物体和动滑轮总重的，即：F拉=（G物+G动）。
（3）若不考虑摩擦与动滑轮的自重，则：F拉=G物。
（4）n是指直接与动滑轮连接的有效绳子段数。
（5）滑轮组绕线问题：奇动偶定，先里后外，一动配一定。
a.奇动：指的是当动滑轮上的有效绳子段数为奇数时，绳子的起始端在动滑轮上；
b.偶定：指的是当动滑轮上的有效绳子段数为偶数时，绳子的起始端在定滑轮上。
说明：滑轮组水平放置时，水平拉着物体做匀速直线运动，此时拉力的大小（不计绳子与滑轮之间的摩擦）为F拉=f（f为物体受到的摩擦力）；绳子自由端移动的距离为s绳=ns物（s物为物体移动的距离）。
3.斜面与轮轴
教学情境：生活中的简单机械除了杠杆、滑轮和滑轮组之外，常见的还有斜面、轮轴等。比如：盘山公路，井上的辘轳、方向盘、门把手、螺丝刀等。
（1）井上的辘轳从右边看过去，可画成图乙所示的示意图：
知识归纳：
①轮轴的实质是一个变形杠杆；
②使用轮轴时，可以省力，也可以改变力的方向，但费距离。
（2）生活中的斜面
知识归纳：
①斜面是一种可以省力的简单机械，但费距离；
②在不计物体与斜面的摩擦时，斜面的高度一定时，斜面越长越省力。
四、布置作业与教学反思