滑轮及其应用教学设计一、概述滑轮及其应用是沪科版物理八年级第十章第二节的内容。本节内容包括两个部分：定滑轮、动滑轮的作用，特点和实质；滑轮组的选择，组装和应用。完成本节课的学习需要1课时。学生通过第一节杠杆的学习，对简单机械已经有了初步的了解，本节课的滑轮其实本质也是杠杆，学生在学习本节课时要会融会变通，温故而知新。本节课探究的滑轮组绳子段数与力和距离的大小关系的结论将在第三节机械功的概念建立时起重要作用。通过本节课的学习，学生还应该认识到定滑轮、动滑轮和滑轮组是生活中非常常见的简单机械，是人类社会发展进步的重要工具。2、 教学目标分析1.通过观察分析和实验探究的方法，知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用方面的规律性结论。2.在利用杠杆平衡条件探究定滑轮、动滑轮实质的过程中，体会等效替代、类比、推理等研究方法的应用。3.根据要求使用和组装滑轮组来解决生活问题，认识科学技术对人类发展的作用，培养学生应用物理知识分析解决实际问题的探索精神。三、教学重难点分析重点：本节重点为理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。难点：用杠杆平衡条件分析定滑轮、动滑轮的实质时，“支点位置”的分析是一个难点；根据要求组装滑轮组则是本节课的另一个难点。四、学习者特征分析一般特征： 学习者是初二年学生，接触物理已经接近两个学期的时间了，对物理的一些学习方法，思想已经有了初步了解。但是初中生的思维处在形象思维向抽象思维转化的过渡期，学生的思维以形象思维为主，对直观现象比较感兴趣，喜欢动手，欠缺对问题深入的思考及理性的思维。初始能力：学生在学习本节之前，已经掌握了杠杆的定义、杠杆平衡条件等相关知识，对杠杆的特点、使用简单机械可以省力或者省距离有了初步了解。生活中滑轮的应用其实并不少见，但学生缺乏对此类现象的深入认识，缺乏本质性的更深层次的思考，也罕有动手组装应用滑轮的生活经历。信息素养： 学生在之前学习中曾经历分小组合作完成实验探究，有交流互动，合作分享的经验。对本节课探究过程与方法有一定的基础，有初步的数据分析能力。但是学生接触物理的时间还不够长，动手实验有一定的模仿性，需要必要的演示。五、 教学策略选择与设计1.“少教多学”思想：即在课堂上更多地发掘学生的积极性和主动性，实施启发式教学，确立学生主体，教师主导的师生关系从直观现象入手，充分利用实验电教手段启发学生思维，以物理知识为载体，挖掘学生的潜在学力水平、实践能力的教学原则。2.本节课立足“从生活走向物理，从物理走向生活”的思路上，以科学探究为主线，采用“猜想与假设制定计划与设计实验-进行实验，与收集证据-分析论证与评估交流应用”的小组合作学习策略，鼓励学生参与互动，积极交流与合作。3.PPT、投影仪展示：必要的演示实验，引导性的ppt课件，利用实验电教手段直观呈现探究过程，启发学生思维。六、教学资源与工具设计实验仪器：滑轮本质演示仪一套（自制教具），定滑轮、动滑轮若干，钩码一盒，细绳，弹簧测力计，铁架台。信息技术应用：PPT课件、Flash动画、投影仪。七、 教学过程引入新课：师：大家看老师手上有一盒钩码，老师把钩码系在线上，现在它们处于静止状态。如果老师要让钩码上升，应该怎么做呢？对。手往上提。如果老师希望手向下拉绳子，让物体上升，有没有什么方法？需要借助什么工具？生：使用 杠杆/滑轮师：说一说你的理由？（学生刚接触杠杆，不难想到通过杠杆可以实现要求；结合生活经验，也不难得出进行升旗仪式时，旗杆顶部有一个定滑轮用以改变力的方向）师：借助杠杆/滑轮这类简单机械，的确可以实现手往下用力，物体上升。既然杠杆和滑轮都能取得所需的效果，那么，二者之间有没有什么样的联系呢？带着这个问题，我们进入今天课程的学习。（板书 滑轮及其应用）新课教学：师：大家知道我们可以用杠杆方便提起物体。比如老师现在用一个等臂杠杆可以让一个重物从较深的水槽中向上运动。为了让重物被提升出水槽，需要继续转动杠杆。杠杆转动起来会变成一个什么图形？（圆形）另一方面，杠杆转过180度时就会开始绕线，圆形的绕线效果也比原来的方形更好。既然圆形更方便，那我们不妨在杠杆上下各安装一个半圆。这样一来，杠杆就变成了我们今天要学习的滑轮。探究活动1：学生观察桌面上的滑轮，归纳滑轮的构造特点教师引导学生归纳滑轮的特点：被框固定，绕轴转动，周边有槽，框上有挂钩的小轮。师：滑轮上带有钩子，一方面可以吊起重物，另一方面可以让将滑轮悬挂起来。教师演示1：用定滑轮提升重物师：大家可以看到老师手上拿着一个滑轮，现在老师要用这个滑轮提升一个重物。请大家仔细看老师是怎么做的。先把滑轮固定在杆上，将重物绑在绳子的一端，绳子的另一端穿过滑轮。现在老师在绳子的另一端施加一个向下的作用力，大家看到了什么呢？对。重物被举起来了。探究活动2：有没有与老师演示的不一样的方法呢？学生分组进行讨论，探究，教师巡视，请一组能够正确使用动滑轮提升重物的小组上台演示。师：现在老师用两个滑轮来同时提升重物，请思考这两种方案在使用过程中有什么区别？教师引导学生归纳分析：定滑轮：滑轮位置不发生改变。（针对学生极易出现的思维误区，教师提问：定滑轮是不是静止的？是不是每个点的位置都不发生改变？）教师演示2：在定滑轮轮轴和轮上其他位置个粘贴一个小标记，转动定滑轮。教师引导学生归纳得出结论：结论1：定滑轮在工作时整体位置不发生改变，圆心的位置不变，圆上的其它点绕圆心转动。进一步观察思考，分析得出：结论2：动滑轮：滑轮随物体一起运动。师：可见，定滑轮和动滑轮并不是构造上有什么不同，而是由它工作过程中轴是否随着物体运动而运动来区分的。我们先来研究一下定滑轮。定滑轮在工作的时候有什么特点呢？教师引导学生分析得出：由于人向下拉，物体就可以被向上提起，因此定滑轮的第一个特点：结论3：借助定滑轮提升重物，可以改变力的方向。师：那么使用定滑轮能否省力呢？能或不能都让我们用实验来说话。我们如何测量力的大小呢？弹簧测力计师：大家看到老师手上拿着一个弹簧测力计，测力计的量程为0-5N。我们在使用测力计前先把它调零。现在老师用弹簧测力计吊起一个钩码，请一位同学来进行读数。0.5N。然后老师用定滑轮来吊起钩码，请一位同学来读数。观察记录数据，发现两个力大小并不相等。为什么不相等呢？学生分组讨论，教师引导得出结论：因为轮轴和滑轮之间存在摩擦。（在黑板上画一个表格，记录三组以上实验数据，引导学生交流讨论）师：如果这些摩擦力可以忽略，那么拉力和物体的重力大小应该是什么关系呢？师：大家都认为应该相等，这时候我们没办法通过实验来验证，我们通过理论来分析一下。我们知道定滑轮转动时，位置不动，绕轴心转动。能绕固定点转动说明它是一个杠杆，这个杠杆的支点在哪里呢？（圆心）我们对定滑轮绳端施加的力称为动力，物体由于受到自身重力的作用，它会通过绳子给杠杆施加一个拉力，称为阻力。支点到动力作作用线的距离称为动力臂，长度为半径。支点到阻力作用线的距离称为阻力臂，大小也为半径。可见定滑轮是一个等臂杠杆。根据杠杆平衡条件可得F=G。教师引导学生得出结论：结论4：定滑轮不能省力。任务1：完成书P193课后作业.1Ppt展示：生活中常见的定滑轮师：定滑轮是一个等臂杠杆，我们根据定滑轮的相关结论，大胆猜测一下，动滑轮的工作有什么特点呢？动滑轮能不能改变力的方向？动滑轮也是杠杆吗？它能不能省力呢？能不能省距离呢？探究活动3：探究动滑轮能不能改变力的方向？学生通过小组合作的方式提出猜想，设计实验方案，进行试验并交流讨论分析论证，教师巡视，一段时间后请小组代表展示和发言。结论5：动滑轮不能改变力的方向。探究活动4：动滑轮也是杠杆吗？它能不能省力呢？教师演示3：动滑轮的支点位置如何确定？学生观察教师的自制教具，得出动滑轮的支点不是圆心，而是滑轮与绳端接触的点。结论6：动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆，在忽略滑轮重，摩擦的情况下，F=1/2G物，在忽略摩擦力而不忽略滑轮重的条件下，F=1/2G总=1/2(G物+G动)。师：我们知道，简单机械往往并不能一举两得，能够省力的机械往往费距离，而能够省距离的机械往往费力。动滑轮是不是也有这种情况呢？师：通过刚才的学习我们已经掌握了动滑轮和定滑轮工作时的特点，我们通过两道练习来加深一下印象。作业2：书P194课后作业3.4观看动画，教师引导学生归纳出有效信息：动滑轮和定滑轮单独工作时，不可能同时做到省力和改变力的方向。如果老师想要既省力又能改变力的方向，该怎么做呢？对了把动滑轮和定滑轮组合起来。称为滑轮组。探究活动5：使用滑轮组把重物提升起来。学生通过小组合作的方式提出猜想，设计实验方案，进行试验并交流讨论分析论证，教师巡视，一段时间后请小组代表展示和发言。师：使用不同的滑轮组到底能省多少力呢？归纳分析：分割法作业3：先完成ppt上一道纵向的滑轮组问题，在迁移到书P193 课后作业2，补充条件：（1）若摩擦力为10N，求F的大小；（2）若F为10N，求物体与地面之间摩擦力的大小（忽略滑轮和绳子间的摩擦）拓展和延伸 师：那么定滑轮能不能省距离呢？我们通过实验来进行探究教师演示4：初略介绍实验做法，根据表格要求记录数据，讲解所需数据应该如何从实验中的具体获得方法。探究活动6：猜想定滑轮工作时能否省距离，并进行实验，记录所需数据，小组交流得出结论，教师巡视指导，请完成效果较好的小组来进行汇报，从多组数据中得出结论。结论7：定滑轮不省距离也不费距离。探究活动7：动滑轮能否省距离？学生通过小组合作的方式提出猜想，设计实验方案，进行试验并交流讨论分析论证，教师巡视，一段时间后请小组代表展示和发言。并引导学生对实验方案进行分析。结论8：动滑轮工作时费距离。小结、回顾：实质能否省力是否费距离能够改变力的方向定滑轮等臂杠杆不省力不省距离，不费距离能改变力的方向动滑轮省力杠杆省力费距离不能改变力的方向作业布置：校本练习10.2 滑轮及其应用1. 滑轮定滑轮 等臂杠杆 不省力 不费距离 能改变力的方向动滑轮 省力杠杆 省力 费距离 不能改变力的方向2.滑轮组 “分割法”（看与动滑轮直接相连的绳子段数）八、板书设计