沪粤版八年级物理下册 6.6探究滑轮的作用 导学设计

6.6探究滑轮的作用
教
材
解
读
本节主要内容有：认识动滑轮和定滑轮的结构特点，探究动滑轮和定滑轮的作用，了解滑轮组工作时拉力与物重的关系，学习组装简单的滑轮组。
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功的原理、机械效率等知识的基础。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。
本节课的编写思路：教材首先从实物引入，通过“活动1”让学生认识滑轮、利用滑轮、区分滑轮；然后通过“活动2”，让学生探究使用定滑轮和动滑轮的好处，并通过“活动3”从理论上分析滑轮的实质；然后指出如果把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就可以既省力又能改变用力方向，接着通过“活动4”研究使用滑轮组时拉力与物重的关系；最后利用“信息浏览”介绍了另一种常见的简单机械——轮轴，来拓宽学生的知识面。整节教材将一个个的学生活动串在一起，让学生在活动中动手操作，亲自观察，动脑分析，主动获取知识，充分调动了学生的主观能动性。
教
学
目
标
知识与技能
　1.知道什么是定滑轮和动滑轮及其特点，能根据杠杆的平衡条件对滑轮进行理论分析。
2.知道使用滑轮组时拉力与物重的关系，会组装简单的滑轮组。
过程与方法
通过实验观察和理论分析，探究两种滑轮的作用和实质，培养学生的观察能力和理论分析能力。
情感、态度与价值观
　通过了解简单机械在实际生活中的应用，初步认识科学技术对社会发展的作用，树立学好科学文化知识为社会服务的观念。

重点：探究定滑轮、动滑轮的特点、实质，滑轮组省力情况判断。以分组实验的形式探究定、动滑轮的特点，教师一定要给学生充分的时间完成探究过程；该探究可突出“进行实验”、“分析论证”两个要素。对于滑轮组省力情况的判断，建议采用“切断法”来进行：强调从定滑轮与动滑轮中间切断，只数吊着动滑轮的绳子和从动滑轮上引出的拉绳。
难点：理解定滑轮、动滑轮是变形的杠杆。通过作图来进行，强调支点位置，并且标明动力与阻力，然后对比力臂关系得出定滑轮与动滑轮的特点。
合
作
探
究
探究课题：探究定滑轮和动滑轮的特点。
探究步骤：(1)以钩码作重物，用弹簧测力计测出两个钩码的重力G。(2)分别安装定滑轮和动滑轮。(3)匀速竖直向下拉定滑轮的弹簧测力计移动一段距离，记下拉力F，同时用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子移动的距离s，并完成记录表格。(4)匀速竖直向上拉动滑轮的弹簧测力计移动一段距离，记下拉力F，同时用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子移动的距离s，并完成记录表格。(5)改变钩码个数及弹簧测力计移动的距离，利用定滑轮、动滑轮分别再做两次实验，完成记录表格。
分析论证：引导学生对比F与G、s与h、拉力方向与物体上升方向的关系，得出定、动滑轮的特点。
讨论交流：(1)实验过程中为什么要匀速竖直拉动弹簧测力计？
(2)探究定滑轮特点过程中，通常情况下，测出的拉力F>G，造成这种现象的原因是什么呢？(轮与绳之间存在摩擦)
(3)探究动滑轮特点过程中，通常情况下，测出的拉力F>，分析产生这种现象的原因？(动滑轮及绳子有重力、绳与轮之间存在摩擦)
教
学
建
议
本节课实验器材比较简单，知识的难度也不大，教师一定要让学生亲身实践，让他们通过实验探究，从中发现规律，老师当好组织者、引导者。
教
学
方
法
实验探究、交流讨论、阅读。
图6－6－2
学点1　动滑轮和定滑轮
现象观察：如图6－6－2所示。
思考1：工人借助滑轮把物料缓缓地提起来，这两个滑轮各有什么作用？
回答：甲中滑轮可以改变__拉力的方向__，乙中滑轮可以__省力__。
思考2：在提起物料时，两滑轮有什么特点？
回答：甲中滑轮的轴__不移动__，乙中滑轮的轴随重物__移动__。
总结：物理学中，把轴不随物体移动的滑轮叫__定滑轮__，把轴随物体一起移动的滑轮叫__动滑轮__。
学点2　探究两类滑轮的作用
实验探究：两类滑轮的作用。(如图6－6－3所示)
图6－6－3
问题1：使用定滑轮提升钩码时，沿不同方向的拉力相同吗？与钩码重力大小有什么关系？
回答：沿不同方向的拉力__相同__，并与钩码的重力__相等__。
问题2：使用动滑轮提升钩码时，拉力与重力有什么关系？
回答：拉力比钩码的重力要__小__。
拓展实验：沿不同方向提升动滑轮，拉力相同吗？
图6－6－4
回答：沿不同方向提升动滑轮，拉力__不同__。
总结归纳：使用定滑轮不__省力__，但可以改变拉力的__方向__；使用动滑轮可以__省力__，但不能改变__拉力的方向__。使用动滑轮时，为使实验准确，应竖直__匀速__拉动测力计。
思考：为使实验准确，应该如何拉动弹簧测力计？
回答：__匀速拉动__弹簧测力计。
学点3　使用滑轮的理论分析
事例展示1：定滑轮的理论分析
　　
图6－6－5
思考1：定滑轮属于杠杆，它的支点在哪儿？动力和阻力分别是什么？动力臂和阻力臂有什么特点？所施加的力和阻力有什么关系？
回答：定滑轮__可以__等效为杠杆，支点O在__轴__上；动力为拉力__F__，阻力为物重__G__；动力臂和阻力臂都等于定滑轮的__半径__，所以定滑轮的实质是__等臂杠杆__。拉力与阻力的关系为：__F＝G__。
思考2：改变拉力的方向，动力臂和阻力臂为什么有变化？拉力和阻力有什么关系？
回答：拉力方向改变后，动力臂和阻力臂仍为定滑轮的半径；拉力与阻力的关系仍为：__F＝G__。
事例展示2：动滑轮的理论分析
图6－6－6
思考1：动滑轮是属于杠杆，它的支点在哪儿？动力和阻力分别是什么？动力臂和阻力臂有什么特点？所施加的力和阻力有什么关系？
回答：动滑轮__可以__等效为杠杆，支点O在__动滑轮的边缘__上；动力为拉力__F__，阻力为物重__G__；动力臂为动滑轮的__直径__，阻力臂是动滑轮的__半径__，所以动滑轮实质是__动力臂为阻力臂2倍的杠杆__。拉力与阻力的关系为：__F＝G__。
思考2：改变拉力的方向，动力臂和阻力臂有什么变化？拉力和阻力有什么关系？
回答：拉力方向改变后，阻力臂仍是动滑轮的__半径__，动力臂发生改变，且小于动滑轮直径；阻力与阻力臂不变，不再满足__F＝G__的关系。
学点4　滑轮组
实验探究：使用滑轮组时拉力与物重的关系。
图6－6－7
实验过程：用如图所示的滑轮组，分别测出不同情况下拉力F和钩码的重力G。记录数据如下表所示：
实验序号
钩码的重力G/N
弹簧测力计的拉力F/N
吊起动滑轮的绳子股数n
1
1
0.5
2
2
1
0.5
2
3
1
0.3
3
总结归纳：从表中可以看出F、G和n的关系为：__F＝G__，即使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重的__几分之一__。使用滑轮组即可以__省力__，又可以改变__用力的方向__。
实验拓展：(1)通过三次实验得出的结论具有__普遍性__。
(2)若动滑轮重力不能忽略则可以分析出F、G物、G动和n的关系为：__F＝(G物＋G动)__。