滑輪教學設計.doc
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第二節(jié) 滑輪及其應用 宿松縣木梓初級中學 王三虎 教學任務分析: 學生原有水平分析: (1)學生已經(jīng)知道了三種杠桿即省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿的特點。 (2)學生基本掌握了杠桿的平衡條件。 本節(jié)教學中,只有讓學生親自動手去探究,才能使他們在學習上獲得主動權,才能擺脫傳統(tǒng)教學中教師“灌”的、陳舊的“填鴨式”的教學方式,問題提出后,讓學生自行設計實驗,通過實驗探究、實驗現(xiàn)象的記錄、比較歸納、討論交流等一系列的教與學的活動,充分展現(xiàn)物理學科的特點和魅力,讓學生初步體驗科學探究中的曲直與艱辛,滲透物理學的基本研究方法,培養(yǎng)學生帶著教材走向生活的學習習慣,注重多種能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。真正做到從生活走向物理,從物理走向社會。 降低坡度,分散難點,強化重點 “滑輪”是初中物理力學中比較重要的一種簡單機械,它是在同學們學習了杠桿后,對一些變形的杠桿的進一步認識,對生活中現(xiàn)象的進一步觀察和應用。由于滑輪按使用情況可以分為定滑輪、動滑輪和滑輪組,而且學生對滑輪組的繞線及段數(shù)的判斷不容易理解。為了降低坡度,分散教學難點,我們讓學生始終處于問題的氛圍中,去猜想、去設計實驗驗證,并和其他的同學交流討論,學生在自評、互評、教師評價的熱烈情境中,不知不覺加深了對知識的理解。 教學目標 知識與技能 1.認識定滑輪和動滑輪,理解定滑輪、動滑輪的作用。 2.會根據(jù)要求使用和組裝滑輪組。 過程與方法 1.通過觀察和實驗,得出定滑輪、動滑輪的工作特點。 2.通過自制教具以及杠桿的平衡條件,對定滑輪、動滑輪的工作特點進行分析,培養(yǎng)學生的分析觀察能力,得出定滑輪是一種等臂杠桿、動滑輪是一種省力杠桿。 3.在對實例的分析和解釋中進一步理解定滑輪、動滑輪的應用。 情感、態(tài)度和價值觀 1.意識到定滑輪和動滑輪的不同作用,提高探究簡單機械的興趣; 2.運用學過的科學知識解釋生活中的滑輪,進一步感受到生活和科學的關系; 教學重點和難點 重點:定滑輪、動滑輪及滑輪組的作用及特點。 難點:1.定滑輪是一種等臂杠桿、動滑輪是一種省力杠桿的變形; 2.找動滑輪的支點。 教學過程 一.引入: 演示:杠桿提水的實驗 在杠桿的一端施加一個向下的動力,發(fā)現(xiàn)杠桿已經(jīng)碰地了,小桶還沒有離開井口。 提問:該怎么辦呢? 操作:將杠桿向上移動,就能使杠桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動,小桶就會繼續(xù)被舉高。(邊講邊做)如果杠桿能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動,小桶就可以被舉得更高。(演示) 提問:杠桿要是連續(xù)轉(zhuǎn)動起來的話,大家想象一下,會是怎樣的情況呢? 操作:轉(zhuǎn)動紅色的等臂杠桿 現(xiàn)象:看到它形成了一個圓。 操作:用自制教具改裝。 講授:像這樣改裝好的裝置就叫做滑輪,滑輪實際上就是杠桿的變形,它也是一種簡單機械。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中,人們使用的往往是復雜的機械,但復雜機械中的許多部件就是由杠桿、滑輪等簡單機械組合起來的。今天我們就開始學習滑輪。 二.新課教學: 請學生觀察:滑輪由哪些部分組成呢?(PPT出現(xiàn)一個滑輪) 學生:有輪子 (輪子的邊緣有什么特點呢?) 學生:有凹陷 (我們把它稱為槽。) 教師:輪子會不會轉(zhuǎn)呢? (會) 教師:繞著什么轉(zhuǎn)? (繞著圓心) 教師:也就是繞著通過圓心的軸轉(zhuǎn)動。 教師:軸用框固定。 教師:框的上下還各有一個鉤子。 引入定義:像這樣能夠繞軸轉(zhuǎn)動的,邊緣有槽的輪子就叫做滑輪。 (板書:一、滑輪 1. 定義:能夠繞…… 2. 組成部分:輪 軸 框 鉤) 滑輪畫法:(用PPT) 先畫輪,再畫軸,然后框,最后鉤。 再請學生觀察:這兩個滑輪在構造有沒有不同呢?(沒有) 老師利用其中一個滑輪將這個重物舉高: 1. 把滑輪掛在鐵架臺上 2. 在繩子的一端掛上重物 3. 將繩子繞過滑輪 4. 在繩子的另一端施加一個向下的拉力 思考:教師提供一套完全相同的器材,請學生用這個滑輪想出另一種方法,同樣也把這個重物舉高。 學生討論:請同學你上來表演。 (學生操作過程中,滑輪會打翻,可以提示:先將重物掛在滑輪上) (注意:舉高后一定要將繩子的自由端固定好。) 總結:操作步驟: 1. 將繩子的一端固定在鐵架臺上 2. 把重物掛在滑輪的下方 3. 將繩子穿過滑輪 4. 在繩子的另一端施加一個向上的拉力,重物就被舉高了 操作:教師同時利用這兩個滑輪將重物舉高。(操作:兩邊同時拉) 思考:這兩個滑輪在構造上是相同的,大家認真觀察,它們在工作過程中有什么不同呢?(一個滑輪會動,另一個不會動)哪一個不會動? (左邊)教師在左邊這個滑輪上貼一個小圓點,當向下拉繩子的時候,看看滑輪有沒在動? 總結:可見,不能說是滑輪不動,而是滑輪的軸不動。 而右邊這個滑輪的軸會隨著物體的運動而運動。(PPT) 定義:把在工作過程中軸固定不動的滑輪叫定滑輪。 把在工作過程中軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪。 (板書: 3. 分類:定滑輪:軸固定不動 動滑輪:軸隨物體一起運動 ) 可見,定滑輪和動滑輪不是構造不同,也不是一個會動,一個不會動。 而是由在工作過程中軸會不會隨著物體一起運動來區(qū)分的。 (板書: 二、定滑輪的工作特點) 1.利用定滑輪工作有什么好處呢? 分析:在沒有利用定滑輪時,要將重物舉高,力就要向上。(演示) 而用了定滑輪之后,力的方向可以向下。(邊講邊演示) 總結:使用定滑輪的好處是:可以改變力的方向。 2.利用定滑輪工作能不能省力呢? 如果直接勻速向上(副板書:勻速)提起物體,需要多大的力? 測量: 拉力為多少牛? (2N) 那么物體的重力也就是2N。 即阻力為2N, 記為F2=G=2N (副板書) 而用了定滑輪之后,需要的拉力為多大呢? 測量:此時拉力為多少?(2.1N)這是動力,記為F1=5.2N (副板書) 分析:因為動力大于阻力, 所以使用定滑輪不省力。 3.為什么使用定滑輪不能省力呢?這個問題如何分析?誰想出來了?(請同學發(fā)言) 分析:剛才我們已經(jīng)知道了滑輪實際上就是杠桿的變形,(出示教具)現(xiàn)在我們再把它變回杠桿進行分析。(將滑輪變回杠桿) 引導:大家觀察一下,當提起重物時,支點在哪?(在軸上) 這是動力作用線,這是阻力作用線,(邊講邊用手比劃) 從支點到動力作用線的距離為動力臂;從支點到阻力作用線的距離為阻力臂。(用手比劃) 發(fā)現(xiàn):動力臂等于半徑,阻力臂也等于半徑,即l1=l2。 也就是說定滑輪的實質(zhì)是一個什么杠桿?(等臂杠桿)(再點PPT) 證明:當勻速舉起重物時,杠桿處于平衡狀態(tài)。 根據(jù)杠桿的平衡條件:F1l1=F2l2 因為l1= l2 所以F1 =F2 可是剛才我們測出F1=2.1,F(xiàn)2=2N;為什么實際過程中F1略大于F2呢? 分析:因為輪在繞著軸轉(zhuǎn)動時,軸與輪之間會產(chǎn)生摩擦,同時繩子與槽之間也有摩擦。若忽略摩擦力的話,則F1等于F2。 4.如果沿著不同方向拉繩子,一樣可以將物體勻速舉高,那么力的大小會一樣嗎?(會&不會)用實驗來驗證。 演示: 向下拉時,F(xiàn)1=2.1N 斜向下拉,F(xiàn)1‘=2.1N 水平拉時,F(xiàn)1‘‘=2.1N 無論沿哪個方向拉,力的大小都不變。這又是為什么呢? 5.為什么沿不同方向拉繩子,力的大小都不變呢? 分析:斜拉時,阻力和阻力臂不變,現(xiàn)在動力是沿著這個方向的,發(fā)現(xiàn)動力臂還是等于半徑,即定滑輪還是個等臂杠桿。因此F1‘= F2。 水平拉時,動力臂仍然等于半徑,說明它仍然是一個等臂杠桿,則F1‘‘= F2 總結:所以,無論我們沿什么方向拉,定滑輪始終是一個等臂杠桿。 綜上所述,定滑輪工作的特點是: (板書: 1.可以改變力的方向 2.不能省力 3.實質(zhì):等臂杠桿) (板書:三、動滑輪的工作特點) 1.利用動滑輪工作會不會改變力的方向呢?請一個同學來分析。 分析:在沒有利用動滑輪時,要將重物豎直向上舉高,力的方向要豎直向上。而用了動滑輪,力的方向還是豎直向上。(邊講邊演示) 總結:利用動滑輪不能改變力的方向。 2.利用動滑輪工作能不能省力呢? 演示:現(xiàn)在我用了動滑輪也把重物勻速舉高,所需要的拉力為多少呢?再用彈簧測力計測一下。(1.3N)記為動力F1=1.3N 發(fā)現(xiàn)動力小于阻力,所以使用動滑輪可以省力。 3.為什么使用動滑輪可以省力呢?該如何分析? 再將動滑輪變回杠桿來分析。 分析:當提起重物的時候,支點在哪里? 在繩子和輪接觸的地方這是動力作用線,這是阻力作用線,(邊講邊用手比劃)把動力臂和阻力臂畫出來從支點到動力作用線的距離為動力臂;從支點到阻力作用線的距離為阻力臂。(先用手比劃)動力臂等于直徑,阻力臂等于半徑,即l1=2l2。 也就是說動滑輪的實質(zhì)是一個省力杠桿 4.那使用動滑輪可以省多少的力呢?請一個同學到黑板上證明: 當勻速舉起重物時,杠桿出于平衡狀態(tài)。 根據(jù)杠桿的平衡條件:F1l1=F2l2 因為l1=2 l2 所以F1 =1/2F2即使用動滑輪可以省多少的力?(一半) 若學生沒有寫根據(jù)杠桿平衡條件四個字,就問學生,這個公式成立的條件是什么呢?(杠桿要平衡)那現(xiàn)在杠桿平衡了嗎?(平衡了) 為什么呢?因為我們是勻速舉起重物,杠桿是勻速轉(zhuǎn)動,所以杠桿處于平衡狀態(tài)。 5.剛才我們測出F2=2N, F1=2.1N,為什么實際過程中F1略大于1/2F2? 學生:因為有摩擦力。 補充:除了有摩擦力之外,還有其他原因嗎? 剛才我們將物體舉高的時候,什么也被舉高了?(動滑輪也被舉高了),如果忽略摩擦力,也忽略了動滑輪和繩子的重的話,則F1等于1/2F2。 綜上所述,我們可以總結出利用動滑輪工作的特點是: (板書: 1.不能改變力的方向 2.可以省力 3.實質(zhì):省力杠桿) (板書: 四.滑輪組) 現(xiàn)在請大家欣賞一幅漫畫: (PPT第一幅圖)大家看漫畫里有兩個人,一個胖子,一個瘦子,還有一袋很重的面粉。 (PPT第二幅圖)他讓瘦子幫他抓住繩子,自己上樓去搬, 提問:大家猜猜看,胖子會成功嗎? (PPT打出第三幅圖):我們看到面粉落地了,瘦子反而被提起來了, 所以,胖子失敗了。請大家分析一下胖子失敗的原因是什么? (因為瘦子比面粉輕,瘦子力氣不夠大……) PPT 失敗原因: 1. G瘦子- 配套講稿:
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- 滑輪 教學 設計
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