人教版物理八年級(jí)下12.2滑輪教案

第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 第二節(jié) 滑輪1 教學(xué)目標(biāo)1.1 知識(shí)與技能：1.認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪。2.知道使用滑輪的好處，理解定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用。3.會(huì)根據(jù)滑輪的掛線判斷省力情況，會(huì)根據(jù)要求正確組裝滑輪組4.掌握滑輪組的規(guī)律及公式，能應(yīng)用做題。1.2過(guò)程與方法 ：1、經(jīng)歷“探究滑輪的使用方法及工作特點(diǎn)”過(guò)程，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)歸納法得出結(jié)論。2、通過(guò)將定滑輪抽象成等臂杠桿、將動(dòng)滑輪抽象成省力杠桿的過(guò)程，感受建模的科學(xué)方法1.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀 ：1.培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué),探索真理,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣2.通過(guò)了解簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用2 教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)/易考點(diǎn)2.1 教學(xué)重點(diǎn)1.理解定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)。2.會(huì)根據(jù)滑輪的掛線判斷省力情況，會(huì)根據(jù)要求正確組裝滑輪組3.掌握滑輪組的規(guī)律及公式，能應(yīng)用做題。2.2 教學(xué)難點(diǎn)1.會(huì)根據(jù)滑輪的掛線判斷省力情況，會(huì)根據(jù)要求正確組裝滑輪組2.掌握滑輪組的規(guī)律及公式，能應(yīng)用做3 專家建議觀察動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，推導(dǎo)滑輪組的工作狀況，解題的時(shí)候可以利用生活中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)生活實(shí)際，充分體會(huì)滑輪在生活中的作用。4 教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究歸納總結(jié)補(bǔ)充講解練習(xí)提高5 教學(xué)用具彈簧秤、鉤碼、動(dòng)滑輪、定滑輪、繩、小木塊6 教學(xué)過(guò)程6.1 引入新課【師】定滑輪在生產(chǎn)、生活中比較常見，比如每周一早上升旗時(shí)就要用到滑輪。目的就是要改變動(dòng)力的方向，人站在地上就可以把國(guó)旗升到旗桿頂。生活中的定滑輪：旗桿的頂端、起重機(jī)、打樁機(jī)等。6.2 新知介紹【師】情景創(chuàng)設(shè)：工人要裝修三樓的房子，他們需要把貨物從地面運(yùn)到三樓。工人甲在底樓地面，工人乙站在三樓。他們都想利用一根繩子和一只滑輪將貨物從地面運(yùn)到三樓。提出問(wèn)題：如果你是工人甲，你該怎么使用滑輪，將貨物從地面運(yùn)到三樓？如果你是工人乙，你又該怎么使用滑輪，將貨物從地面運(yùn)到三樓？【生】可以用滑輪?！編煛磕敲从檬裁椿喣?？我們剛看到的升國(guó)旗，是人站在地面上，把國(guó)旗升到上面去了，那么剛剛說(shuō)的，如果人也在上面呢，這個(gè)時(shí)候怎么把貨物運(yùn)到上面呢？所以我們不能用定滑輪，但是可以使用動(dòng)滑輪。下面我們來(lái)介紹一下滑輪的幾種類型：1 定滑輪 定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：等臂杠桿。特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。對(duì)理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）F=G。繩子自由端移動(dòng)距離sF （或速度vF）=重物移動(dòng)的距離sG（或速度vG）【師】探究使用定滑輪的特點(diǎn)1按右圖所示方式組裝定滑輪。2在它的左側(cè)掛鉤碼，右側(cè)豎直向下拉彈簧測(cè)力計(jì)，觀察比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與鉤碼所受重力的關(guān)系。（將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中）3改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，再進(jìn)行觀察和比較。4改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重做上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼所受的重力F2/N彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1/N1235分析表中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：【師】綜上，定滑輪的好處就是能改變力的方向，但是不能省力。那么現(xiàn)在，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(huì)一樣嗎？【生】通過(guò)分析力臂，在斜拉的時(shí)候，力臂仍然是等于滑輪半徑，所以力臂不變，力也不變?！編煛拷Y(jié)論：定滑輪特點(diǎn)：FG，即不省力，也不費(fèi)力；sh，即不省距離，也不費(fèi)距離；作用：改變用力的方向，定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂的杠桿。2.動(dòng)滑輪 【板書】定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)）實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向。 理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則： F=1/2G；只忽略輪軸間的摩擦則：F=1/2（G物+G動(dòng)）繩子自由端移動(dòng)距離sF（或vF）=2倍的重物移動(dòng)的距離sG（或vG）?！編煛可钪械膭?dòng)滑輪：起重機(jī)、打樁機(jī)等。探究使用動(dòng)畫滑輪的特點(diǎn)1按右圖所示方式組裝動(dòng)滑輪。2豎直向上拉彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼保持平衡態(tài)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，并思考這個(gè)示數(shù)與鉤碼所受重力的關(guān)系。（將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中）3改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重做上述實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行觀察和比較。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼所受的重力F2/N彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1/N1234分析表中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：【板書】動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂的二倍的省力的杠桿動(dòng)滑輪：FG/2，即使用動(dòng)滑輪省一半力；s2h，即動(dòng)力移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的兩倍，動(dòng)滑輪是一種費(fèi)距離的機(jī)械；不改變力的方向分析：當(dāng)提起重物的時(shí)候，支點(diǎn)在哪里？在繩子和輪接觸的地方這是動(dòng)力作用線，這是阻力作用線，（邊講邊用手比劃）把動(dòng)力臂和阻力臂畫出來(lái)從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離為動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的距離為阻力臂。（先用手比劃）動(dòng)力臂等于直徑，阻力臂等于半徑，即l1=2l2。3 滑輪組 【師】我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了定滑輪與動(dòng)滑輪，生活中的吊車（下左圖）其實(shí)就是由定滑輪和動(dòng)滑輪組成的滑輪組，其示意圖如下右圖。據(jù)圖，在腦中構(gòu)思這樣的畫面：用手拉繩子自由端，物體上升?！編煛渴褂脛?dòng)滑輪能省一半力。動(dòng)滑輪由兩根繩子共同承擔(dān)重物，因此每根繩子各承擔(dān)物重的一半。定滑輪的好處是可以改變動(dòng)力的方向，動(dòng)滑輪的好處是可以省一半力。如果既想省力又想改變動(dòng)力的方向，怎么辦呢？【生】把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起。我們把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起，稱它們?yōu)榛喗M?！景鍟慷x：將定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的組合裝置稱為滑輪組。特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向。1.確定承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)n的方法在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開，只計(jì)算繞在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)。理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力F=1/nG。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F=1/n（G物+G動(dòng)）。2.拉力通過(guò)的距離s與物體移動(dòng)高度h的關(guān)系利用滑輪組提起物體時(shí)，動(dòng)力F通過(guò)的距離s與物體被提高的高度h的關(guān)系是s=nh（n表示承擔(dān)物重的繩子股數(shù)）繩子自由端移動(dòng)速度vF =n倍的重物移動(dòng)的速度vG。3.省力情況的確定方法1）滑輪豎放時(shí)，在不考慮摩擦及動(dòng)滑輪受到的重力的情況下，使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾根繩子吊著物體，提起物體所用的力就是重物的幾分之一。2）滑輪組橫放時(shí)，滑輪組用幾段繩子拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力大小就是物體所受摩擦力的幾分之一。不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦?xí)r，F(xiàn)=f物，此時(shí)繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體移動(dòng)的距離s物的關(guān)系為：s=ns物4.組裝和設(shè)計(jì)滑輪組【板書】由省力情況判定繩的固定端位置1. 利用F=G總，求出承擔(dān)總重的繩子股數(shù)n，然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪2. 判定繩子固定端位置：n為偶數(shù)，則繩子固定在定滑輪上；n為奇數(shù)，則繩子固定在動(dòng)滑輪上3. 動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為N,和動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為n=2N或n=2N+1時(shí)，使用的動(dòng)力最小，即最省力6.3 復(fù)習(xí)總結(jié)和作業(yè)布置課堂總結(jié)：定滑輪特點(diǎn)：FG，即不省力，也不費(fèi)力；sh，即不省距離，也不費(fèi)距離；作用：改變用力的方向，定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂的杠桿。動(dòng)滑輪特點(diǎn)：FG/2，即使用動(dòng)滑輪省一半力；s2h，即動(dòng)力移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的兩倍，動(dòng)滑輪是一種費(fèi)距離的機(jī)械；不改變力的方向滑輪組特點(diǎn)：將定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的組合裝置。使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向。利用滑輪組提起物體時(shí)，動(dòng)力F通過(guò)的距離s與物體被提高的高度h的關(guān)系是s=nh（n表示承擔(dān)物重的繩子股數(shù)）繩子自由端移動(dòng)速度vF =n倍的重物移動(dòng)的速度vG物體橫放時(shí)，拉力等于物體受到的摩擦力的1/n（繩子股數(shù)）課堂練習(xí)1、使用如圖所示的裝置勻速提起重物G所有的拉力中（D ）AF1最大 BF2最大 CF3最大 D一樣大 2、如圖所示，不計(jì)滑輪及繩重，以及滑輪與繩之間的摩擦，水平拉力為F，物體的重力為G，且在水平面上勻速向右滑動(dòng)，物體所受的摩擦力的大小等于（ D ）A、F B、G C、G/2 D、F/23、如圖所示表示三種不同的滑輪組，用它們提起重為G的相同重物，在A端所用的拉力分別為 G/3 ； G/4 ； G/5 。不計(jì)滑輪本身的重和摩擦。4、圖1中A是 動(dòng) 滑輪。利用這樣的裝置把物體舉高，用力的方向應(yīng)向_上_（選填“上”、“下”）。如果A重2牛，要提起50牛的物體，至少要用_26_牛的拉力。若要使物體上升2米，應(yīng)將繩的自由端拉動(dòng)_4_米。5、如圖所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物A沿豎直方向勻速上升已知重物A上升速度為0.2m/s，不計(jì)滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為（D）A20N；0.4m/s B20N；0.1m/s C5N；0.4m/s D5N；0.1m/s作業(yè)布置1、完成配套課后練習(xí)題7 板書設(shè)計(jì)第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 滑輪1 定滑輪 定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：等臂杠桿。特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。對(duì)理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）F=G。繩子自由端移動(dòng)距離sF （或速度vF）=重物移動(dòng)的距離sG（或速度vG）2.動(dòng)滑輪 【板書】 定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)）實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向。 理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則： F=1/2G；只忽略輪軸間的摩擦則：F=1/2（G物+G動(dòng)）繩子自由端移動(dòng)距離sF（或vF）=2倍的重物移動(dòng)的距離sG（或vG）?！景鍟縿?dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂的二倍的省力的杠桿動(dòng)滑輪：FG/2，即使用動(dòng)滑輪省一半力；s2h，即動(dòng)力移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的兩倍，動(dòng)滑輪是一種費(fèi)距離的機(jī)械；