第十一章 简单机械
第二节 滑轮及其应用
第1课时 定滑轮和动滑轮
(一)教学设计
课题 11.2.1 定滑轮和动滑轮 课时 1课时
设计者 课型 新授课 设计时间
学习分析 1.课程要求 1.能通过实例了解定滑轮、动滑轮的特点,知道滑轮在生产生活中的应用。 2.知道滑轮是一种理想模型。 3.能了解机械的使用对社会发展的作用。
2.教材解读 本节内容是在学生知道杠杆及其平衡条件,理解了力的平衡的相关知识后,对杠杆类的简单机械的拓展学习,而滑轮等知识又是以后机械效率学习的基础,起到承上启下的作用,具有较重要的地位。通过探究定滑轮、动滑轮的作用,经历自主探究滑轮的过程,体验科学探究的一般方法,激发学生探索未知世界的兴趣。
3.学情分析 这节课既是对杠杆知识的延伸,又为后面学习“滑轮组”做准备。所以,本节课在第十一章中起到承上启下的重要作用。让学生通过动手实验、观察教师的演示实验,引导学生认识定滑轮、动滑轮,并了解使用它们的好处,培养了学生自主探索、合作交流的能力。
学习目标 1.认识定滑轮、动滑轮,能识别生产、生活中常见的滑轮。 2.通过观察和实验探究了解定滑轮和动滑轮的结构、工作原理及特点。
达成评价 1.能在课上独立思考并回答老师的问题 2.能独立完成课后习题
教学重难点 重点: 通过实验探究定滑轮和动滑轮的特点。 难点: 定滑轮和动滑轮的实质。
教学准备 教师:铁架台、杠杆、滑轮、钩码、细绳、弹簧测力计等 学生:预习学案
(二)教学过程
教学环节 时间安排 师生活动 设计意图
创设情景 引入新课 活动一:引入新课 【教师活动】播放视频:升旗仪式。 【教师提问】当我们参加升旗仪式时,看到站在地面上的人向下拉绳子,国旗就徐徐升起了,如图所示。你知道旗杆顶端有一个什么器件帮助把旗升上去的吗?你了解它的作用与实质吗?你还能举出它在其他方面的应用吗?引导学生有目的地观赏、有目的地思考、回答从而引入课题。 通过生活情景,引入新课题。
新课教学 构建新知 进行新课 活动二:滑轮 【教师活动】演示图片得出滑轮定义。 【教师讲解】滑轮:中心有轴,周边有凹槽,可以绕装在框子里的轴转动的轮子。 【师生活动】演示用定滑轮提升钩码(如图),让学生观察定滑轮在使用过程中有些什么特点。然后演示动滑轮提升钩码(如图),让学生观察动滑轮在使用过程中有些什么特点。引导学生总结定滑轮、动滑轮的概念。 【教师总结】滑轮的轴心位置不移动的滑轮叫定滑轮。滑轮的轴心位置随提升的物体一起移动的滑轮叫动滑轮。 学生通过图片观察了解滑轮的构造。
知识应用 巩固提升 活动三:定滑轮及其特点 【实验器材】弹簧测力计、定滑轮、钩码、细绳。 【实验步骤】 ①用弹簧测力计直接测出钩码的重力。 ②用弹簧测力计通过一个定滑轮测量重物。 ③竖直向下匀速拉动弹簧测力计,观察重物移动的距离和拉力作用点移动的距离。 【教师活动】播放定滑轮特点视频 【实验数据】 重物G/N弹簧测力计的示数/N重物移动的距离/cm拉力作用点移动的距离/cm661010
【实验结论】 定滑轮特点:使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。 【师生总结】定滑轮的实质 定滑轮的实质相当于一个等臂杠杆,由杠杆平衡的条件:F1l1=F2l2,即:F1l1=Gl2,因为:l1=l2,所以:F1 =G。 只使用定滑轮,无论拉力方向怎么样,F=G,所以定滑轮不省力但能改变力的方向。 活动四:动滑轮及其特点 【实验器材】弹簧测力计、轻质动滑轮、钩码、细绳。 【实验步骤】 ①用弹簧测力计直接测出钩码的重力。 ②用弹簧测力计通过一个轻质动滑轮测量重物。 ③竖直向上匀速拉动弹簧测力计,观察重物移动的距离和拉力作用点移动的距离。 【教师活动】播放动滑轮的特点实验视频。 【实验数据】 重物G/N弹簧测力计的示数/N重物移动的距离/cm拉力作用点移动的距离/cm631020
【实验结论】 动滑轮特点:使用动滑轮可以省力,但不改变力的方向,且费距离。 【师生总结】动滑轮的实质 由杠杆平衡的条件:F1l1=F2l2,即:F1l1=Gl2,l1=2l2,F1 =G/2。 动滑轮的实质:相当于一个动力臂等于阻力臂2倍的杠杆。l1=2l2。 【教师提醒】注意:轻质动滑轮不计重力,F1=G/2。 【教师提问】思考:如果考虑动滑轮的重力,那么拉力应等于什么? 【教师引导学生】F1=1/2(G物+G动) 用实验探究的方式总结定滑轮和动滑轮的实质。
小结 收获感悟 1.今天我学到了什么知识? 2.我掌握了哪些研究方法? 3.我还存在的疑惑是什么? 通过这些问题让学生回顾本节课内容,对有疑惑的地方及时反馈。
课后作业 书面作业:完成教材课后习题 及时巩固所学知识
板书设计
教学反思 本节知识具有承上启下的作用:滑轮是继上一节“杠杆”之后学生学习的又一种重要的简单机械,滑轮实质上是杠杆的变形,可以通过杠杆平衡条件来分析;同时滑轮也是以后学习机械效率的基础。通过对滑轮特点的理论分析,再次体会从具体到抽象的研究方法。我首先从实物引入,让学生认识滑轮、利用滑轮、区分滑轮;让学生探究使用定滑轮和动滑轮的好处,并从理论上分析滑轮的实质。
第2课时 滑轮组
(一)教学设计
课题 11.2.2 滑轮组 课时 1课时
设计者 课型 新授课 设计时间
学习分析 1.课程要求 1.能识别生活中常见的滑轮组,通过实验探究,理解滑轮组的作用和实质。 2.能根据要求选择或组装滑轮组。
2.教材解读 本节课需要在教学过程中需要通过实验探究的方法,进行实验探究,让学生去寻找提重物所用的拉力与承担物重的绳子股数的关系。最后通过几种滑轮组介绍,让学生知道复杂的机械中有许多部件是由杠杆和滑轮组成的。 教材还利用信息窗介绍起重机,以拓宽学生的知识面,让学生知道任何先进的机械都是可分机械控制系统和机械传动系统,其中的机械传动系统实质就是简单机械的组合,简单机械在高科技领域内也是不可缺少的。这也是简单机械的价值所在。
3.学情分析 本节课是学生有初步杠杆知识、滑轮知识的基础上进行新课学习,但学生的认知局限,自觉性有限,通过实验探究,激发兴趣,增强求知欲。
学习目标 1.能根据要求选择滑轮或组装滑轮组,学会利用它们解决一些简单的实际问题。 2.知道滑轮组省力的特点。
达成评价 1.能在课上独立思考并回答老师的问题 2.能独立完成课后习题
教学重难点 重点: 通过实验探究滑轮组的特点和作用。 难点: 根据要求使用和组装滑轮组。
教学准备 教师:弹簧测力计、动滑轮、定滑轮、钩码、多媒体课件等 学生:预习学案
(二)教学过程
教学环节 时间安排 师生活动 设计意图
创设情景 引入新课 活动一:滑轮组 【教师提问】漫画中的物理道理,你能帮帮他吗? 【教师引导学生】使用定滑轮不省力但能改变力的方向,使用起来方便,使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向,许多情况下使用起来不方便,能不能将动滑轮和定滑轮组合起来使用呢? 【教师讲解】定滑轮能改变力的方向,但不能省力;动滑轮能省一半力,但不能改变力的方向。为了把它们各自的优点结合起来,于是人们就把定滑轮和动滑轮组合起来使用。 滑轮组:把定滑轮和动滑轮组合起来使用的装置。 通过生活情景,引入滑轮组概念。
新课教学 构建新知 进行新课 活动二:实验探究:滑轮组的拉力和物重的关系 【实验器材】定滑轮、动滑轮、弹簧测力计、细绳、铁架台、钩码。 【实验步骤】 ①测量动滑轮和钩码的重力。 ②按实验装置图a组装滑轮组匀速拉动绳子的自由端读出弹簧测力计的示数F1;由图可知重物由两根绳子承担n=2。 ③按实验装置图b组装滑轮组,匀速拉动绳子的自由端读出弹簧测力计的示数F2;由图可知重物由三根绳子承担n=3。 【教师活动】播放滑轮组的拉力和物重的关系视频 【实验数据】滑轮组的拉力和物重的关系 【实验结论】拉力F的大小与承担物体总重的绳子段数n有关。 实验动滑轮和钩码的重力G/N弹簧测力计示数F1吊起动滑轮的绳子股数n拉力与物重关系a2.131.052b2.130.733
在使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重力和摩擦力不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一。 F=G、S=nh。 【教师讲解】几种升降机械 在现代化生产中,人们使用的往往是复杂的机械,但复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合起来的。 培养学生动手能力、观察能力、科学探究能力,激励学生努力去解决实验过程中出现的实际问题。
小结 收获感悟 1.今天我学到了什么知识? 2.我掌握了哪些研究方法? 3.我还存在的疑惑是什么? 通过这些问题让学生回顾本节课内容,对有疑惑的地方及时反馈。
课后作业 书面作业:完成教材课后习题 及时巩固所学知识
板书设计
教学反思 引导学生总结本节所学知识,让学生分析如何简单的方法对于由一根绳子的滑轮组提起重物的方法,有没有最好的方法,让学生认真思考,然后总结本节所学。