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第十二章 功与机械
教科版八年级下《12.3滑轮》教学案例
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 定滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计
分组实验器具: 动滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计、铁架台、刻度板
【 教学目标 】
1.知识与技能:
使学生借助已有知识:理解滑轮的原理 , 知道滑轮的作用。
2.过程与方法:
由问题的提出、猜测、经过实验探究 , 使学生亲身经历物理问题的研究过程。
3.情感、态度与价值观:
体验科学探究的乐趣 , 学习科学的探究方法 , 从而领悟科学的思想和精神 , 培养抽象思维和论证问题的能力。通过对实验数据的收集 , 培养严肃认真的操作态度及科学分析实验数据的能力。
【 教学重点 】
定滑轮、动滑轮的作用。
【 教学方法 】
采用实验探究、讨论归纳的方法。
【 教学过程 】
教师活动设计 学生活动设计
一、复习提问 1.杠杆有哪三种?各有什么特点?举例说明。 2.剪铁用的剪刀和镊子是省力杠杆还是费力杠杆? 学生回答。
教师出示实物并进行演示,并画出这两个杠杆的示意图。要求学生正确画出它们的力臂,讲清道理,说明结论。 剪铁用剪刀和镊子两杠杆示意图如图所示。 画出力臂。
二、新课引入 教师先举一个滑轮的实例,再要求学生举滑轮的例子,根据使用时滑轮的不同情况进行分类(即按定滑轮和动滑轮分类)。 学生举例。
提问它们的特点是什么,由此给出定义:滑轮是一个周边有槽、并可以绕轴转动的轮子。 教师给出滑轮的分类。 滑轮有两种:定滑轮和动滑轮。使用时滑轮的位置固定不变的叫做定滑轮,使用时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。 讨论特点。
再举些滑轮实例,可连接录像。 学生观看录像。
1 .定滑轮 观察定滑轮。定滑轮工作时,它的轴固定不动。 举例:如旗杆顶部的装置为定滑轮。 (2) 提问:使用定滑轮有什么特点? 观察定滑轮工作的状态,轴是固定不动的。
演示实验: ① 称量钩码的重力; ② 演示如图所示的实验,匀速拉动弹簧测力计,物体上升,拉力的方向改变,但弹簧测力计的示数不变,特点是 G = F 。使用定滑轮吊起物体时,可以改变力的作用方向,达到操作方便的目的。 观察实验: 学生通过教师的演示得出使用定滑轮可以改变力的作用方向,定滑轮不能省力。
提问:使用定滑轮不能省力,那么能否省距离?能否省功? 学生思考
按照下图进行演示。使学生清楚地看到:“动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等,使用定滑轮不能省力,也不能省距离。” 由此得出使用定滑轮不能省功。 观察实验,得出结论: ① 动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等,使用定滑轮不能省力,也不能省距离。 ② 由 W = Fs得出 W 与提升物体所需的功Gh相等,使用定滑轮不能省功。
2 .动滑轮 (1) 教师边讲边演示动滑轮提升重物。 要求学生讨论分析,此时提起重物使用的滑轮与刚才演示实验使用的定滑轮有何不同点? 教师在学生讨论后小结:动滑轮工作时,轴和重物一起移动。另外用力方向也不同,用定滑轮时拉力方向是向下的,使用动滑轮提升重物时拉力的方向是向上的。 (2) 提问:使用动滑轮有什么好处?动滑轮中绳的拉力和做功情况怎样? 学生讨论。
(3) 组织学生实验,按课本实验探究,参照下图进行实验。 由于研究定滑轮时教师已演示过实验,学生可以自己设计出实验步骤。 说明:重物用 2 个钩码表示,有利于分析数据。用弹簧秤测出钩码重。读取弹簧秤的示数时,跨过动滑轮的两条绳要竖直、平行。 学生实验,教师巡回指导。 实验:两人一组,自行设计实验步骤及表格记录数据。
按左图所示进行实验。 观测弹簧测力计的示数F1 和 F2 及钩码升高的高度 H 和手拉弹簧测力计拉起的高度s。
学生实验完毕后,教师请几组学生分别将自己的一组数据填到教材中的表格中,分析学生数据。 (4) 总结: 使用动滑轮提升钩码,弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。 两根绳子吊着重物和滑轮,这两根绳子的力之和约等于钩码的重力,符合平衡力的原理。 动力作用点移动的距离s是物体上升高度 H 的 2 倍。 使用动滑轮不能省功。 说明:在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了,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。 通过数据分析得出: ⑴ 使用动滑轮提升钩码,弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。 ⑵ 动力作用点移动的距离s是物体上升高度 H 的 2 倍。而使用动滑轮虽不能改变力的方向,但可以省一半力。使用动滑轮不能省功。
三、课堂小结 认识定滑轮、动滑轮。
【 实践活动 】
建议:“发展空间”中的“我的设计”。
【 板书 】
第三节 滑轮
一、 定滑轮
1. 滑轮的位置固定不变。
2. 不省力 , 可以改变力的方向。
3. 使用定滑轮不省功。
二、 动滑轮
1. 滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动。
2. 可以省一半力 , 但不能改变用力方向。
3. 使用动滑轮工作,不省功。
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