第2节 滑 轮
第一课时 定滑轮和动滑轮
教学目标
【知识与技能】
1．认识定滑轮和动滑轮，能识别生活中常见的滑轮．
2．会根据要求使用定滑轮和动滑轮．
3．能根据滑轮的特点解决简单问题．
【过程与方法】
1．了解滑轮的结构．
2．理解定滑轮、动滑轮的特点和作用．
3．学习处理数据和信息的方法，有初步处理信息的能力．
【情感、态度与价值观】
1．在实验探索中，培养学生实事求是的科学态度，通过分析数据，感受收集数据信息的重要性．
2．通过学习，初步认识科学技术对人类社会发展的作用．
重点难点
【重点】
定滑轮、动滑轮的特点．
【难点】
理解滑轮的实质．
教学过程
知识点 定滑轮和动滑轮
【自主学习】
阅读课本P99－101，完成以下问题：
1．用绳索或链条绕过具有转动轴的光滑圆轮，这个装置叫作滑轮．
2．滑轮是边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮．
3．轴固定不动的滑轮叫作定滑轮．物体和滑轮一起移动，这样的滑轮叫作动滑轮．
【合作探究】
1．我们可以直接用手将物体提升，但如果高度太高，手够不到怎么办呢？比如把国旗提升到顶端．这个时候就要用到滑轮了．升国旗时使用的滑轮有什么样的特点？
答：滑轮的轴不随物体一起运动，我们将这样的滑轮称为定滑轮．
2．滑轮除了刚才的用法，还可采用如图所示的用法来提升物体，该滑轮有什么样的特点？
答：滑轮在转动，滑轮的轴随物体一起运动，将这样的滑轮称为动滑轮．
探究 定滑轮和动滑轮的特点
使用定滑轮、动滑轮能否省力(或更费力)？能否省距离(或需要移动更大的距离)？通过实验来研究定滑轮和动滑轮的特点．
答：实验器材：弹簧测力计、钩码(多个)、滑轮、铁架台、细线、刻度尺．
进行实验：
实验一：①如图甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重力．②如图乙所示，竖直向下匀速拉动弹簧测力计，使钩码保持平衡，读取弹簧测力计的示数，并与钩码所受的重力的大小进行比较．③改变钩码个数或更换不同的定滑轮，进行多次实验，并记录数据．
甲 乙
实验二：①如图甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重力．②如图乙所示竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码保持平衡，读取弹簧测力计的示数，并与钩码所受的重力的大小进行比较．③改变钩码个数或更换不同的动滑轮，进行多次实验，并记录数据．
甲 乙
实验数据：
表一 定滑轮
实验
次数
定滑轮重
力/N
钩码重力
/N
弹簧测力
计示数
F/N
钩码上升
高度h/m
绳子自由
端移动距
离h/m
拉力方向
物体移动
方向
1
0.4
2
2.05
0.3
0.3
向下
向上
2
0.4
3
3.1
0.5
0.5
向下
向上
3
0.4
5
5.12
0.6
0.6
向下
向上
表二 动滑轮
实验
次数
动滑轮重
力/N
钩码重力
/N
弹簧测力
计示数
F/N
钩码上升
高度h/m
绳子自由
端移动距
离h/m
拉力
方向
物体移动
方向
1
0.4
2
1.21
0.3
0.6
向上
向上
2
0.4
3
1.72
0.5
1.0
向上
向上
3
0.4
5
2.71
0.6
1.2
向上
向上
实验结论：
结论一：使用定滑轮可以改变动力的方向，但不能省力，也不省距离．若不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，作用在绳子自由端的拉力等于物体所受到的重力．
结论二：使用动滑轮提升物体时，省力，但费距离．拉力F略大于物体和动滑轮总重的一半．
【教师点拨】
1．定滑轮中沿各个方向拉动时拉力大小都一样；定滑轮的实质是L1＝L2的等臂杠杆．
2．动滑轮的特点是可以省一半力(只有竖直方向拉动时，才能省一半的力)；动滑轮的实质是L1＝2L2的省力杠杆．
【跟进训练】
定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如图所示)，力的大小分别为F1、F2、F3，则 ( D )
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三个力一样大
课堂小结
1．定滑轮
(1)定义：轴不随物体一起运动的滑轮．
(2)特点：不省力，也不费距离，但可以改变力的方向．
(3)实质：等臂杠杆．
2．动滑轮
(1)定义：轴随物体一起运动的滑轮．
(2)特点：省力，但费距离，且不能改变力的方向．
(3)实质：省力杠杆．
练习设计
完成本课对应训练．第二课时 滑轮组
教学目标
【知识与技能】
会根据要求使用和组装简单的滑轮组．
【过程与方法】
1．通过实验探究，了解滑轮组的特点．
2．通过实验探究，学习数据信息处理的方法，有初步处理信息的能力．
【情感、态度与价值观】
通过了解滑轮的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用．
重点难点
【重点】
通过实验探究、分析归纳得出滑轮组的特点．
【难点】
结合生活中的实例，根据滑轮组的特点解决简单问题．
教学过程
知识点一 滑轮组
【自主学习】
阅读课本P101－102，完成以下问题：
定滑轮与动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组．
【合作探究】
探究一 滑轮组的特点
设计实验：用滑轮组提升重物，用弹簧测力计测量匀速提升重物时的拉力大小F，与重物的重力G进行比较；用刻度尺测量细绳端点移动的距离s和重物上升的高度h，比较二者的大小．
实验器材：定滑轮、动滑轮、弹簧测力计、细绳、钩码、刻度尺．
实验步骤及现象：如图甲所示，先测得钩码和动滑轮的总重力G＝2.4
N，然后使用滑轮组匀速提升钩码，如图乙所示，细绳端的拉力是0.8
N；再测得细绳端移动的距离s＝30
cm，钩码上升的高度h＝10
cm.最后分析实验数据发现：F＝G，s＝3h.改变所挂钩码的质量或细绳的绕法(如图丙所示)，多做几次实验．
通过以上实验过程及实验现象，你发现了什么？
答：①拉力F的大小与吊起滑轮的绳子股数有关．②有几股绳子吊在动滑轮上，拉力就是物体重(包括动滑轮重)的几分之一(不计绳重和摩擦)，即F＝(G＋G动)．③绳子自由端移动距离：s＝nh.(n为承担物重的绳子股数．h为物体上升高度，s为绳子自由端移动距离)
探究二 怎样确定承担物重的绳子股数？
答：采用隔离法，在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只算绕在动滑轮上的绳子段数，如上图所示，动滑轮上有4股绳子，故n＝4.
演示一 相同的滑轮可以有不同的绕法
1．这两种绕法有什么不同？
答：绳子的起点不同；拉力的方向及大小不同；绳子自由端移动的距离不同．
2．滑轮绕线的原则是什么？
答：“偶定奇动”．即承担物重的绳子股数为奇数时，绳子固定端在动滑轮上；为偶数时，绳子固定端在定滑轮上．
例题 如图所示，要使拉力为物体重的，请在图中画出绳子的正确绕法．
解答 根据题意，拉力是物重的，所以滑轮组由3股绳子承担物重．需要由动滑轮绕起．如图所示：
【教师点拨】
在分析承担总重的绳子股数时，误认为绕过动滑轮的绳子股数就是承担总重的绳子股数．正确的判断方法是：把动滑轮和被提升的物体看成一个整体，有几股绳子跟这个整体相连，就有几股绳子承担总重．
【跟进训练】
1．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200
N的物体，拉力F的大小为30
N．若不计绳子与滑轮组之间的摩擦，则物体和地面之间的摩擦力大小为( C )
A．30
N
B．45
N
C．60
N
D．300
N
2．汽车重2×104
N，陷入泥中，受到的阻力为3×103
N．用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？
解：n＝3，F＝f＝×3×103
N＝1×103
N.
知识点二 滑轮组的应用
【自主学习】
阅读课本P101－104，完成以下问题：
在现代化的生产中，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．如汽车起重机的结构组成中就含有许多简单机械．
知识拓展 滑轮组的特殊用法
(1)一般的滑轮组用来提升重物，此时拉力的大小与物重有关；有时滑轮组也用来拉物体在水平方向上移动，此时拉力的大小与物重无关，而与物体与水平面间的摩擦力有关．
(2)在判断特殊滑轮组的省力情况时，不能只看绳子的股数，要分析受力情况，如图所示．(绕过滑轮的绳子各处的拉力是相等的)
F甲＝G总 F乙＝G F丙＝G总
课堂小结
1．滑轮组
(1)使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向．
(2)滑轮组的省力情况：
F＝(G＋G动)
(3)滑轮组的绕线原则：“奇动偶定”
2．滑轮组的应用
练习设计
完成本课对应训练．
