《探究滑轮的作用》教学设计
教材分析:
本节知识具有承上启下的作用,滑轮是继上一节“杠杆”之后学生学习的有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。
学情分析:
学生已经学习了杠杆的有关知识,初步掌握了探究实验的方法和技能,具有相对独立的实验探究能力。同时学生根据自己的生活经验,对滑轮已经具有初步的认识,但这些认识是肤浅的,是不完善的,还需要通过学习进一步系统化、科学化。
教学目标:
知识与技能
(1)知道定滑轮、动滑轮的作用,能区分定滑轮和动滑轮。
(2)会组装简单的实验装置。
(3)能根据杠杠平衡条件分析定滑轮和动滑轮的特点。
过程与方法
(1)通过观察,了解滑轮的构造,培养学生的观察能力。
(2)通过探究活动,培养学生研究物理的正确方法。
(3)通过实验现象和数据的分析,培养学生归纳总结、逻辑推理能力。
情感态度与价值观
(1)通过“升旗”情景,对学生进行爱国主义教育。
(2)通过探究活动,激发学生主动获取知识的兴趣和欲望,培养学生乐于探索并善于探索的品质,同时培养学生发现问题、提出问题、用已有知识解决问题的能力。
(3)通过小组间的交流与合作,培养学生团结合作的精神。
教学重难点:
重点:探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。
难点:1、认识滑轮的实质使用滑轮时的理论分析。
2、滑轮组的组装,判断滑轮组的省力情况。
教学准备:
1、实验器材:8组器材,每组:滑轮(2个)、细线一根、铁架台、钩码一盒、弹簧测力计一个。
2、教学课件
教学方法:
分组实验法、观察法、讨论法、讲授法
课时安排:两课时
第一课时
一、新课引入
课件展示:伴随着嘹亮的国歌声徐徐升起的国旗,定位并放大到旗杆顶端的圆轮,引导学生有目的的观赏、有目的的思考、回答从而引入本课,板书课题:6.6探究滑轮的作用。
二、新课教学
(一)定滑轮和动滑轮
1.认识滑轮
【学生活动一】:观察滑轮
课件展示:组成:圆轮、框、轴,
定义:周边有槽且能绕轴转动的圆轮叫滑轮。
2.定滑轮和动滑轮
【学生活动二】:用滑轮把钩码提起来
提问:用绳和一个滑轮提升将钩码提到高处,你有什么方法?
学生分组实验:用自己设计的方案(定滑轮和动滑轮)提起钩码,老师巡视并给予指导。学生活动结束,小组展示自己的方法,引导学生观察和比较两种滑轮的不同点,并通过课件进一步规范:
两种方案提升中午有什么不同?
生甲:一个轮原地转动、一个轮转动着上升。(结合学生的回答继续引导:根据滑轮使用时轴的位置是否随物体运动分类)
教师总结:
滑轮在工作时,根据轴的位置是否移动,分为定滑轮和动滑轮两种。
使用时,轴固定不动,叫定滑轮。
使用时,轴和重物一起移动,叫动滑轮。
(二)探究两类滑轮的作用
思考讨论:使用这两个方案提升物体时有哪些不同之处?看哪个小组找得多?(小组合作探究,发表各自的意见,通过讨论达成共识)
生乙:两种方案的拉力大小不同。
生丙:两种方案的拉力方向不同…….
【学生活动三】:动手感觉
用定滑轮和动滑轮提起同一重物时,所用拉力是否相同,同学们自己用手拉,感觉两次拉力的大小?
【学生活动四】:动手测一测
一、探究使用定滑轮的特点:
1、装配定滑轮,竖直向下拉弹簧秤,读出弹簧秤的读数。比较F与G的关系。
2、改变弹簧秤拉力的方向,情况怎样?
3、注意比较拉力的方向和钩码运动的方向;
4、将实验数据填入表格,寻找使用定滑轮的特点:
实验次数
钩码重力G/N
拉力F/N
钩码运动方向
拉力方向
装置图
1(竖拉)
2(斜拉
3(水平)
结论是:使用定滑轮不__________,但可以改变拉力的______。
二、探究使用动滑轮的特点:
装配动滑轮,竖直向上拉弹簧秤,读出弹簧秤的读数。比较F与G的关系。改变钩码重,按上述方法重复两次,收集数据并记录。
实验次数
钩码重G/N
拉力F/N
钩码运动方向
拉力方向
装置图
1
2
3
结论:使用动滑轮不__________,但可以改变拉力的______。
教师:使用同一个滑轮,为什么定滑轮不省力,动滑轮却能够省力呢?下面我们研究这个问题。
(三)使用滑轮时的理论分析
思考讨论:
(1)利用杠杆平衡条件,推导出用定滑轮和动滑轮匀速提升物体时拉力F和物重G的关系。
(2)你的实验结果与用杠杆平衡条件推导的结果一致吗?若不一致,请分析找出存在差别的原因。
学生在自主学习、合作交流的基础上,较容易得出:
定滑轮:F=G;
动滑:F=1/2G
课件展示:
1、把定滑轮通过转动变形成杠杆,帮助学生寻找定滑轮的支点、动力作用点、阻力作用点,做出动力和阻力的示意图,分别画出动力臂和阻力臂。
提问学生沿板:画出并证明斜拉和水平拉时的力臂。
总结:定滑轮实质就是等臂杠杆。
2、把动滑轮通过转动变形成杠杆,并作出力臂,所以动滑轮实质上是一个省力杠杆,在忽略绳子重和摩擦的情况下,且当用力竖直向上时可以省一半的力。
问题引导:由定滑轮、动滑轮的特点,我们能不能制造出既省力又能改变用力方向的机械呢?这个问题我们留有下节课学习!
三、课堂小结
指导学生通过表格的形式对定滑轮和动滑轮进行对比总结:
四、作业
思考题:如果我想既能省力又能改变拉力的方向,怎么办?
板书设计:
探究滑轮的作用
一、滑轮:
1、周边有槽,能绕轴转动的圆轮。
2、分类:根据轴的位置是否移动
二、两类滑轮的作用:
定滑轮:不省力,但可改变力的方向
实质:等臂杠杆
动滑轮:省力,但不可改变力的方向
实质:省力杠杆
教学反思
本节教学从学生身边熟悉的实际出发,以身边的实例引入新课,从而激发学生的好奇心,提高了学生的学习兴趣,使学生感受到物理与生活息息相关。在教学过程中,整个探究活动以教师为主导,以学生为主体,给学生创设民主开放的学习氛围,提供足够充分的活动时间和空间,注重知识的发生、发展和行成过程,使学生积极主动的参与学习活动。通过对实验想象的观察,学生运用已有知识对现象进行分析、比较、综合,既刺激学生积极思考又为他们创造性思维的发展奠定一定的基础。
总之,本节教学设计充分体现了“注重科学探究,发挥学生的主体作用”以及“通过实验培养学生的观察能力、动手能力、分析和归纳能力”的教学理念。但在小组合作探究中,学生间的合作精神和动手能力有待加强,老师应及时关注到所有学生并给于指导。