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1、滑轮与滑轮组教学设计龙海中学 王雨锋【教材分析】本节书是人教版九年级物理课第十三章第五节的内容。课本的原题是其它简单机械，除了介绍滑轮与滑轮组以外，还介绍了轮轴和斜面，重点内容是前面的滑轮和滑轮组，轮轴和斜面的内容只是要求学生简单了解，因此并没有列入课例中。“滑轮”是初中物理力学中比较重要的一种简单机械，它是在学生学习了杠杆后，对一些变形的杠杆的进一步认识，对生活中现象的进一步观察和应用，而且这部分内容也为教材后面的章节如功和功率的计算、机械效率的计算等做了铺垫。滑轮按使用情况可以分为定滑轮、动滑轮和滑轮组，它们的特点是本节课的重点，学生对滑轮组的绕线及段数的判断不容易理解，是本节课的难点。根
2、据新课标的要求，知识的形成过程和结果一样重要，本节课将以学生的探究实验为主，让学生通过实验探究总结出定滑轮和动滑轮的特点，而教师只是起到组织和引导的作用。【教学目标】一、知识与技能：1、认识定滑轮的作用、特点和原理2、认识动滑轮的作用、特点和原理3、能连接滑轮组，并对不同的连接方法进行分析二、过程与方法1、通过实验探究过程，总结定滑轮和动滑轮的特点和使用方法2、通过尝试，学会缠绕滑轮组，并总结滑轮组的特点三、情感态度和价值观1、由提出问题开始，使学生亲身经历物理问题的研究过程，体验科学探究的乐趣，学习科学的探究方法，从而领悟科学的思想和精神，培养抽象思维和论证问题的能力。2、通过对实验数据的收
3、集，培养严肃认真的操作态度及科学分析实验数据的能力。【重点和难点】通过实验探究，总结出定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点。【实验器材】（学生分组用）滑轮（2个）、铁架台、细线、钩码、刻度尺（2把）、弹簧测力计【教学过程】一、温故知新，引入新课上节课，我们一起学习了杠杆这一种常用的简单机械，请大家一起回忆一下杠杆的种类以及各类杠杆的特点：省力杠杆：省力但费了距离。费力杠杆：费力却省了距离。等臂杠杆：不省力，也不省距离，可以改变力的方向。今天，我们要一起学习另一种简单机械滑轮。二、简单介绍，提出问题出示一个滑轮，让学生观察起结构，归纳：滑轮就是边缘有槽、能绕轴心转动的轮子。单独一个滑轮可以有两种不同的使
4、用方法。【演示】 分别用定滑轮滑轮和动滑轮提起一个重物，如下图所示。提起重物时，滑轮和重物一起向上运动，这种滑轮叫动滑轮。提起重物时，滑轮的位置固定不动，这种滑轮叫定滑轮。思考：什么地方会用到这两种连接方式？定滑轮：旗杆的顶端、起重机、打桩机等。动滑轮：起重机、打桩机等。师：我们研究一种机械时，最关心的是什么？生：（齐答）是否省力。师：很好，我们都想知道定滑轮和动滑轮是省力的还是费力的。另外，通过上节课的学习，我们知道省力的杠杆一定费距离，费力的杠杆一定省距离，那么在滑轮中是否也存在一样的现象呢？生：师：接下来就让我们通过实验来探究这两个问题：使用滑轮是否省力？使用滑轮是否省距离？三、实验探究
5、，记录数据师：为了探究得到使用滑轮是否省力，我们应该测量些什么量？生：钩码的重力和作用在绳子上的拉力。师：很好，我们把钩码的重力记为G，作用在绳子自由端上的拉力记为F。这两个量需要用什么仪器测量？生：弹簧测力计。师：那为了知道使用滑轮是否省距离，我们又应该测量些什么量？生：（讨论）钩码移动的距离和拉力移动的距离。师：对了，我们把钩码移动的距离记为h，拉力移动的距离也叫绳子自由端移动的距离记为s。这两个量又需要用什么仪器测量？生：刻度尺。师：接下来就请大家使用桌上的器材分别连接成定滑轮和动滑轮，并探究以上的两个问题。要求：设计表格记录实验数据；从实验数据中总结归纳得出结论。（学生进行实验，教师进
6、行指导，时间约为15min）参考表格：实验次数钩码的重力G/N作用在绳子自由端的拉力F/N重物移动的距离h/cm绳子自由端移动的距离s/cm定滑轮12动滑轮12说明：为了使实验的结果更准确，可建议学生进行实验时多挂几个钩码，这样可以减小因为摩擦和滑轮自重给实验结果带来太大的影响。四、组间交流，得出结论学生完成实验以后，通过实物投影仪展示部分学生的表格和数据，并由学生本人对自己设计的表格和实验结果进行分析和说明，从而得出定滑轮和动滑轮的特点：定滑轮：FG，即不省力，也不费力；sh，即不省距离，也不费距离；作用：改变用力的方向。动滑轮：FG/2，即使用动滑轮省一半力；s2h，即动力移动的距离是物体
7、移动距离的两倍，动滑轮是一种费距离的机械；不改变力的方向。师：有没有同学提出不同意见或者存在什么问题呢？生：我们进行动滑轮实验时，拉力不等于钩码重力的一半，而是大于钩码重力的一半。师：有多少同学也得出一样的结果呢？大家举手再请大家思考一下，为什么会出现这样的问题呢？（讨论）生1：因为有摩擦。生2：用动滑轮提起钩码的过程中，也同时把动滑轮提起来了，动滑轮本身的重会对结果产生影响。师：很好，那如果计算上动滑轮本身的重，上面的关于动滑轮的式子要改成怎样呢？生：F（G物G动）/2师：这就是我一开始让大家尽量多挂几个钩码的原因，当G物远大于G动的时候，动滑轮的重对结果的影响就几乎可以忽略不计了。五、理论
8、分析，深化理解师：为什么使用同样的一个轮子，只是由于连接的方式不同，结果会相差这么大呢？生：师：下面让我们对这个问题进行更深入的研究。其实定滑轮和动滑轮都可以看出一种变形的杠杆，让我们一起找出定滑轮上的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。师：由以上的分析可以看出，定滑轮实质上是一个等臂杠杆，因此它有上述的特点，跟我们前面的分析是完全一致的。同样让我们分别找出动滑轮上的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。由以上的分析可以知道，其实动滑轮是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆，这也印证了我们实验的结果是正确的。六、随堂练习，巩固认识练习1：如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重都是60N，则：（
9、1）不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力F甲、F乙分别是多少？（2）如果滑轮的重为10N，不计摩擦，拉力F甲、F乙分别是多少？（3）如果物体被提升了2m，则绳子自由端移动的距离S甲、S乙分别是多少？分析：（1）60N、30N；（2）60N、35N；（3）2m、4m。七、归纳小结，再提问题师：定滑轮和动滑轮有不同的特点，这也决定了它们有不同的用途，在什么时候我们需要使用定滑轮、什么时候需要用动滑轮呢？生：需要改变用力方向时用定滑轮，需要省力时用动滑轮。师：很好，但如果我仍然不满足，我想要设计出一种既能省力、又能改变用力方向的机械，可以做到吗？生：可以，只要把定滑轮和动滑轮组合起来就可以了。师：当
10、把定滑轮和动滑轮组合起来，就形成了滑轮组。接下来请大家尝试利用一个定滑轮和一个动滑轮，组合连接成一个滑轮组，并探究滑轮组的规律。要求：连接成功时，把连接的图画出来；通过实验探究两个问题：是否省力？是否省距离？用数据说明问题。有多少种连接方法？能否归纳出缠绕滑轮组的方法？八、大胆尝试，再次探究通过学生自己探索、组间交流和教师的现场辅导，大部分学生能够连接成功并得出结论。同样让学生展示并解说自己的设计方案、实验结论，可以得出以下两种连接方式：教师总结：1、滑轮组的连接方法：绳子的起点只可能在定滑轮下方的挂钩或动滑轮上方的挂钩；起点连接完毕后，本着从上而下、从下而上的原则，按照固定的方向依次绕过每个
11、滑轮；每个滑轮只能使用一次。（引导学生分析，滑轮组能省多少力实际上是由动滑轮部分决定的）2、不考虑动滑轮重和摩擦时，如果动滑轮部分由n根绳子连接，则：思考：如果只是不考虑摩擦，动滑轮的重不能忽略不计，情况又如何呢？九、随堂练习，深化理解练习2:如图，A是_滑轮， B是_滑轮， G80N。不计摩擦及滑轮重，则F_。如每个滑轮重10N，则F_。练习2练习3练习4(答案：定、动、40N、45N)练习3：如下图所示，拉力F=100N，物体重力为240N，若不考虑与滑轮间的摩擦，那么动滑轮的重力为多少？如果用这个装置匀速拉起重为600N的物体，则拉力为多少？（答案：60N、220N）练习4：若物体M的重
12、力为280N， M沿水平向右的方向匀速运动时与地面的摩擦力为30N，则作用在绳子自由端的拉力F至少为_。如将重物移动1 米，绳子自由端移动的距离为_。（答案：10N、3m）十、小结内容，构建体系让我们共同来回顾这节书的内容，我们分别学习了定滑轮和动滑轮的特点、使用方法以及它们在实际生活中的应用，还学习了滑轮组的缠绕方法，并总结出滑轮组的规律。但更重要的是，我们一起经历了一个完整探究的过程，从提出问题开始，我们一起设计实验，进行实验，最后一起分析和交流我们的探究结果，相信从这个过程中同学们受益匪浅。以后我们还要进行更多的科学探究，不断提高大家的学习能力。【教学反思】本节课采用“提出问题实验探究交
13、流分析得出结论”的教学模式，以学生为主体，较好地完成了教学任务。我认为本节课有五个地方的设计是比较成功的：滑轮是学生比较感兴趣的内容，将这样的内容交给学生自己进行探究，使学生在浓厚的兴趣中进行实验，可以使学生在快乐中学习和获得；进行探究定滑轮和动滑轮特点的实验之前，对实验的目的和方法作了比较好的铺垫，使学生的实验目的明确，过程清晰，因此实验的进程较快，效果良好，绝大部分学生能得到正确的结论；让学生展示自己的表格和结果，并由学生本人进行分析和讲解，给了学生更大的交流空间，提高了学生的能力；在探究滑轮组的绕法时，教师并没有给出意见，只是让学生自己大胆地进行尝试，并给了学生足够多的时间，学生兴趣高涨，求知欲望强烈；真正做到以学生为主体，整节课都是以学生活动（包括实验、交流）贯穿始终，符合新课标的理念。虽然，有些学生限于能力问题，没有办法在给出的时间内完成实验，但这些学生也通过组间的交流掌握了必须学习的内容，而且，经历了实验的过程就是最大的收获，能力就是在这样的过程中一点一滴提高的。6