12.2 滑轮(第一课时)
(一)学习目标
1、知识与技能目标
(1)认识定滑轮和动滑轮
(2)知道简单机械的一些应用
2、过程和方法目标
(1)通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构
(2)通过探究，了解定滑轮和动滑轮的特点。
3、情感、态度与价值观目标
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。
(二)教学重难点
重点：认识定滑轮和动滑轮的结构、特点及作用
难点：正确引导学生进行探究实验
(三)教学准备
定滑轮、动滑轮、钩码、细绳、测力计、铁架台、刻度尺。
(四)教学过程
一、总述
学好本节应注重实验。通过自己的探究活动，体会各种简单机械的特点。在探究活动之前，最好先画出简单机械的草图，用自己的知识和经验去分析会有什么结果，然后再用实验验证。如果有出入要去认真分析原因，必要时请老师参与。例如，探究定滑轮的特点时，先画草图、再分析：一根绳子，通过定滑轮转了一弯，估计不能省力，但明显能改变力的方向，然后实际做做看。做后我们发现实际情况与分析有出入，想想是什么原因？(是实验误差还是分析有问题)找出原因就是提高了自己。
二、引入
让同学们观看书上的漫画。问：为什么瘦子却拉不住这个物体？
三、定滑轮和动滑轮
1、介绍滑轮
周边有槽，能绕轴转动的轮子。
2、请学生用滑轮把钩码提升到一定的高度。(学生自由组装)
这个时候学生应该会出现不同的方法。在学生实验完成后，选取不同的类型放在讲台上进行讲解。
定滑轮：提升物体时滑轮不随物体一起移动。
动滑轮：提升物体时滑轮随物体一起移动。
3、探究：定滑轮与动滑轮的特点
学生自己动手探究，明确探究目的，
设计数据表格，通过分析得出结论。
如右图，在学生自己探究时，引导是非常
重要的，强调学生在提升物体时一定要匀速
移动。
分析：定滑轮不能省力，但能改变力的方向；
动滑轮不能改变力的方向，但能省一半力。
动滑轮在省力的同时，却费了一倍的距离。
此时，教师可以根据情况，用杠杆的知识分析一下，定滑轮、动滑轮的特点。
另外：在探究过程中，由于滑轮本身有重力，和绳子有摩擦，结果可能不太一样，教师应交待清楚。并提出在动滑轮中：F=
四、滑轮组
动滑轮可以省力，却不能改变力的方向；定滑轮能改变力的方向，却不能省力。有什么办法既能省力又能改变力的方向吗？引入滑轮组。
将动滑轮和定滑轮组合在一起就形成了滑轮组。
让学生自己组装，教师巡视指导。(要求既能省力又能改变力的方向)
再让学生用测力计测量一下，归纳其特点：
使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。
(五)小结
(六)作业
动手动脑学物理
附：课后总结
12.2 滑轮(第二课时)
(一)学习目标
1、知识与技能目标
知道轮轴和斜面也能省力
巩固简单机械有关的知识
2、过程和方法目标
通过观察和实验，了解轮轴与斜面的结构
3、情感、态度与价值观目标
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。
(二)教学重难点
1、重点：认识定轮轴和斜面结构、特点及作用
2、难点：正确引导学生进行分析
(三)教学准备
带钩的木块、细绳、测力计、木板。
(四)教学过程
斜面
阅读《科学世界》自己进行探究：斜面是不是真的省力？
通过实验后，教师分析：FL=Gh。
即在高度一定时，斜面越长越省力。请学生举例说明：盘山公路，我们骑自行车时上坡比较困难时就骑S形等。
轮轴
介绍书上的一些例子，说明人作用在轮上省力。(F1R=F2r)
练习
1、升旗的时候，我们看到旗手用力向下拉绳子，旗子就升上去了，这是因为旗杆顶端有一个 。这个事例告诉我们，这种简单机械能够改变 。
2、如图所示，当弹簧测力计A的读数是5N时，弹簧测力计B的读数是 ,这个事例告诉我们，这种简单机械能够 。
3、我们生活中经常使用的工具和见到的情景，分别属于哪种简单机械？
a、用扳手拧上螺钉： ； b、用改锥拧下螺钉： ；
c、汽车走的盘山公路： ； d、挑东西的扁担： 。
4、下面能够省距离的简单机械是( )
A、定滑轮 B、动滑轮 C、轮轴 D、斜面
5、在生活和生产中经常使用简单机械，其目的在于( )
A、省力 B、省距离 C、改变力的方向 D、工作的方便
6、如图是没有组装的滑轮组，如果用它来提升重物，请你用笔画线代表绳子画出两种组装方法，并说出它们的不同的特点。
7、如图是工人师傅运重物时经常采用的方法，其中利用的物理知识有 ，其目的在于 。
8、如图中的滑轮是 滑轮，如果重物重为100N(滑轮重不计)，则拉力F= N，分析一下，这样使用滑轮的好处在哪里？
9 、在3000多年前，我们的祖先就设计了结构合理的辘轳，直到现在，也还有些地方在使用它，去查找资料，看它是什么样的结构，有什么用？是属于哪一种简单机械？
10、如书上的图，观察这幅漫画，并回答：
①这幅科学漫画有什么科学道理？http://www.zhaojiaoan.com
②如果你是图中的瘦子，为了防止图中出现的尴尬场面，你会如何改进装置？(画图说明)
11、小红学习了简单机械后发现，所有的简单机械“省力、必然费距离”，没有既省力，又省距离的。如果想省一半的力，是否就要费一倍距离呢？为了弄清这个问题，她设计了实验装置如图进行探究。
请你回答：①实验中不用刻度尺能行吗？
②应该记录的数据除砝码和滑轮的总重外，还应有哪些？(画一个记录数据的表格)
③探究结论，有可能用一个等式来表示吗？
12、在研究斜面特点的探究活动中，小红找来一块木板做了一个斜面，测得斜面高为10cm，长为30cm.此后用弹簧测力计测得一木块重2N，小红想，要把木块直接提到10cm高的斜面上，需要用力为2N，如果沿斜面拉上去，根据前面议论过的“力”与“距离”的关系，这个拉力大约是直接提上去所用力的1/3。通过实验：小红发现这两个力相差不大，根本不是1/3的关系。
①帮小红画出这个实验的草图。
②帮小红评估一下，实验结果与分析不一致，是实验误差还是分析错误，还是别的什么原因？最好能提出改进实验的合理化建议。
12.2 滑轮 同步练习
1.下列利用了动滑轮的是 ( )
【解析】选D。本题考查了动滑轮的工作特点。动滑轮随物体一起运动,定滑轮不随物体运动。A、B、C中滑轮是固定不动的,是定滑轮,D中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮。故选D。
2.小明利用如图所示的简单机械移动物体A时。当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力,以不同速度匀速拉动物体时,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是 ( )
A.F1=F2C.F1>F2>F3 D.F1=F2=F3
【解析】选D。本题考查定滑轮的特点。定滑轮的特点是只能改变力的方向,不能省力;由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,因为物体A匀速运动,所以F1、F2、F3都与物体A受到地面的摩擦力相等;又因为滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动速度无关,所以不同速度匀速拉动物体时物体所受的摩擦力相同,故三种拉法所用拉力一样大,故选D。
3.小明用如图所示的滑轮组,将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手拉力的大小实际应该是 ( )
A.小于0.75N B.等于0.75N
C.大于0.75N D.等于0.5N
【解析】选C。本题考查的是学生对滑轮组省力情况的理解和掌握。在提升重物的过程中,拉力不但提着物体,还提着动滑轮,还要克服绳子和滑轮间的摩擦力,所以F>G=×1.5N=0.75N。
4.如图所示,A装置是 滑轮,使用它的目的是
。
【解析】本题考查了定滑轮的特点是不随物体一起运动,能改变用力的方向,但不省力。国旗杆上的滑轮是定滑轮,它的好处是可以改变用力的方向。
答案:定 可以改变用力的方向
5.如图所示,工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升,不计摩擦和滑轮重,在此过程中,工人用的拉力为 N。
【解析】本题考查动滑轮的使用特点。因为不计摩擦和滑轮重,所以F=G=×400N=200N。
答案:200
6.一名工人用如图所示的滑轮组提起500N的重物,动滑轮重10N,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力为 N,绳子自由端移动的距离为6m,则重物上升了
m。
【解析】本题考查滑轮组的计算。
由题图可知,重物和动滑轮的总重由3段绳子承担,则绳子自由端的拉力
F=(G+G动)=×(500N+10N)=170N;
重物上升的高度h=×6m=2m。
答案:170 2
7.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。
他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据见下表。
钩码
重G/N
钩码升高
高度h/m
弹簧测力计
示数F/N
弹簧测力计移动距
离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
请你分析:
(1)比较弹簧测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是_______________
;
(2)比较弹簧测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是_______________
;
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验弹簧测力计移动的距离,可知:使用动滑轮 ;
(4)在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点,则应选择 。
【解析】本题考查探究使用定滑轮和动滑轮的特点,以及从表格中的数据得出结论的能力。
(1)在丙中,拉力F=0.55N(2)在乙中,拉力F=1.02N≈G=0.98N,但是向下用力,故使用定滑轮可以改变用力的方向;
(3)乙中弹簧测力计移动的距离为0.2m,丙中弹簧测力计移动的距离为0.4m,故使用动滑轮费距离;
(4)可以把定滑轮和动滑轮组合起来,使用滑轮组。
答案:(1)能省力 (2)可以改变用力的方向 (3)费距离
(4)滑轮组
8.如图所示,不计滑轮重与摩擦,重为50N的物体A在竖直向上的拉力F作用下匀速上升2m。
(1)求拉力F。
(2)求此过程中拉力所做的功W。
【解析】本题考查了利用动滑轮的特点计算拉力大小和功的定义式的运用。
(1)不计滑轮重与摩擦时,动滑轮可省一半的力,拉力大小为:
F=G=×50N=25N;
(2)使用动滑轮时,n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×2m=4m,
拉力所做的功:W=Fs=25N×4m=100J。
答案:(1)25N (2)100J
【试题备选】如图所示,物体A的质量m=12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长。求:
(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)物体A运动10s的过程中,拉力F所做的功。
【解析】本题主要考查学生对动滑轮的工作特点的了解和掌握,以及对功的计算公式的理解。
(1)因物体A做匀速直线运动,则:f=F示=12N。
(2)如题图所示,作用在动滑轮轴上的拉力:
F=2f=2×12N=24N。
(3)如题图所示,物体移动的距离是力F移动距离的二倍,
则W=Fs=24N×0.1m/s×10s×=12J。
答案:(1)12N (2)24N
(3)12J
【一点通】找找你容易错在哪里
图中,小华借助滑轮组匀速提升重物,请画出可改变力的方向的绕线方法。
【学生自答】
【教师点评】
①没有找到起始点,错误地在滑轮上直接引线。
②忽略了题目要求的“可改变力的方向”这个条件。
【正确答案】
