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物理

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12.2《滑轮》教学设计  

2015-12-05 14:52:09|  分类: 教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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12.2《滑轮》教学设计  

  一、教学目标

(一)知识与技能

1.能识别定滑轮和动滑轮,了解定滑轮和动滑轮的特点。

2.能根据实际需要选择合适的滑轮解决实际问题。

3.会安装滑轮组,并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。

(二)过程与方法

1.经历探究定滑轮和动滑轮工作特点的过程,进一步掌握用观察和对比来研究问题的方法。

2.经历组装滑轮组的过程,学会按要求组装滑轮组的方法。

(三)情感态度与价值观

1.对实际中的滑轮的工作特点具有好奇心,关心生活、生产中有关滑轮的实际应用。

2.具有对现实生活中简单机械的应用是否合理进行评价的意识,具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。

3.通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。

二、教学重难点

“滑轮”是初中物理力学中一种比较重要的简单机械,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,对生活中物理现象的进一步观察和应用。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,这是本节课的难点。

重点:研究定滑轮、动滑轮的特点。

难点:判断滑轮组的省力情况,会根据实际要求组装简单的滑轮组。

三、教学策略

通过物理建模的方法从理论上将滑轮抽象为杠杆,利用杠杆平衡条件分析滑轮的工作原理,然后再对已经测得的实验数据进行进一步分析解释,进一步理解滑轮的工作特点。用杠杆的平衡条件去分析动滑轮省一半的力的原因时,“支点位置”的分析是一个难点,教学中不必涉及动滑轮使用时支点随时间变化的问题。在教学过程中,以自主、协作的实验探究为主线,培养学生实验探究的能力,充分发挥学生的主体地位,让学生通过亲自动手实验、交流、讨论等方式参与到教学中。

四、教学资源准备

多媒体课件、滑轮、铁架台、弹簧测力计、直尺、钩码、细线等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

引入新课

(5分钟)

师:每个星期一的早晨我们全校的师生都要举行庄严的升旗仪式,走上升旗台,当一名光荣的“升旗手”是我们每一位同学们梦寐以求的愿望。大家想不想做升旗手?让我们做一回模拟“升旗手”吧。你的实验桌上有铁架台、钩码、棉线,我们用铁架台代替旗杆,用钩码代替国旗,用棉线代替绳子,用升旗的方法把钩码升起来,能办到吗?观看了大家的“升旗”,发现有的小组直接向上拉绳子,把钩码位置升高;有的小组是把绳子绕过铁架台顶端的横杆,通过向下拉绳子把钩码位置升高。他们谁是合格的“升旗手”?

思考:把绳子绕过铁架台顶端的横杆,来模拟升旗,这个“横杆”起什么作用?

模拟升旗时,绳子要在横杆上滑动,这样会产生摩擦力。拉动时会费力,怎样改进才能减小摩擦呢?(让横杆表面光滑些,用滚动代替滑动)

用滚动代替滑动就是要在轴上套一个轮子,它是什么样子呢?(教师出示滑轮)看!这就是套在轴上的轮子,我们叫它滑轮。在你们实验桌的抽屉里都有两个滑轮,现在你把它们拿出来,仔细观察滑轮的结构,试着画出滑轮的结构简图。

学生动手实验,教师巡回指导。

 

 

 

引导学生分析:横杆起着改变用力方向的作用。

 

 

 

 

 

学生画出滑轮结构简图。

创设教学情景,让学生快速进入滑轮知识学习。 

 

 

与减小摩擦知识联系,起到温故知新的作用。同时又能让学生更好地理解滑轮的结构。

 

 

 

为进一步研究滑轮做好铺垫。

新课教学

(30分钟)

一、定滑轮和动滑轮

利用桌上的实验器材,通过滑轮来提升钩码,看谁的办法又快又多?一会向大家展示你的设计并画出示意图。

图1

针对图1,请学生观察,看两种方法提升钩码时有哪些不同?在比较轴是否移动的基础上总结出定滑轮和动滑轮的定义。

思考:我们知道力有三要素,就是力的大小、方向和作用点。定滑轮能改变力的方向。是否能改变力的大小?动滑轮不能改变用力的方向,能否改变力的大小?下面通过实验进行探究。

请同学们结合实验,思考以下问题:

1.使用定滑轮的好处是什么?

2.使用定滑轮可以省力吗?

3.使用定滑轮可以省动力作用点移动的距离吗?

总结:使用定滑轮不省力,不省距离;但可以改变力的方向。

请同学们结合实验,思考以下问题:

1.使用动滑轮能改变为动力的方向吗?

2.使用动滑轮可以省力吗?

3.使用动滑轮可以省动力作用点移动的距离吗?

总结:使用动滑轮可以省力,但费距离,且不改变力的方向。

利用课件,引导学生分析定滑轮和动滑轮的实质。

1.回忆杠杆的五个要素,找出定滑轮支点,确定其动力臂和阻力臂的大小关系。

2.请学生根据以上分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小不变。

3.得出结论:定滑轮实质是一个等臂的杠杆。

4.找出动滑轮的支点,强调这是一个瞬时支点,拉力的方向一定要竖直向上,确定其动力臂和阻力臂,并比较其大小关系。

(动力臂是阻力臂的2倍)

5.请学生进一步分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小会变大(动力臂变小)。

6.得出结论:动滑轮实质是一种能省力的杠杆。

 

学生进行实验。有了“升旗”的经验,很容易组装成定滑轮;程度好的同学能够组装出动滑轮甚至滑轮组,老师有意识地找出设计使用定滑轮和动滑轮的同学,让他们展示设计的成果。

 

 

 

学生讨论并回答:一个滑轮的轴固定不动,另一个滑轮的轴随着上升。用力方向不同。

 

 

 

学生进行探究定滑轮特点的实验。根据实验现象和数据分析思考。

 

 

 

 

 

学生进行探究动滑轮特点的实验。根据实验现象和数据分析思考。

 

 

 

 

 

 

 

 

引导学生分析思考得出结论。

 

 

创设任务情景,让学生创造性地完成任务,能培养学生的学习兴趣,培养创新能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养学生科学探究的能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

这样学生可以理解用弹簧秤通过动滑轮来拉钩码,读取弹簧秤的示数时,跨过动滑轮的两条绳要竖直、平行。

 

定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。能否得到这样一种机械,它既可以省力,又可以改变力的方向呢?

归纳学生的发言:把定滑轮和动滑轮组装在一起,应该就可以了。

定义:我们把定滑轮与动滑轮的组合,叫做滑轮组。

提问:

它在工作时,有什么特点呢?同学们可以结合前面所学习的知识,猜测一下。

组织学生进行实验

我们通过实验验证一下你的猜测是否正确。

提问:

一个定滑轮和一个动滑轮,有哪些绕线的方法?可以画出绕线的示意图。

这两种绕线方法有什么不同?请从以下几个方面进行思考。

1.绳子的起点:

2.拉力的方向:

3.拉力的大小:

4.移动的距离:

讨论:如何确定承担物重的绳子的股数?

总结:

1.把定滑轮和动滑轮的组合装置称为           。它既可以        ,还可以                。

2.滑轮组的特点:

(1)绳子自由端移动的距离S与物体上升的高度h之间的关系:S=    h

(2)绳子自由端移动的速度v与物体上升的速度v物之间的关系:v=    v物

(3)不计滑轮重、绳重和摩擦时,作用在绳子自由端的拉力F与物体的重力G的关系:F=       G。

 

 

学生思考。

 

 

 

 

 

 

 

 

大胆猜测。

 

 

 

 

 

学生思考和操作后回答问题:可以从定滑轮开始绕线,也可以从动滑轮开始绕线。一种方法可以改变拉力的方向,另一种不能。拉力的大小不同。移动的距离也不相同。

 

 

 

 

经过讨论得出:

使用滑轮组时,用几段绳子吊着动滑轮和物体,则提起物体的力就是动滑轮重和物重的几分之一,且每段绳子中的力都相等。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

画图的方法更形象,学生易于接受。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

及时总结,便于学生掌握知识。

 

 

 

 

 

 

 

 

课堂小结

(5分钟)

我们这节课学习了什么?

要点:定滑轮和动滑轮的使用特点,知道定滑轮、动滑轮的实质。

难点:正确分析滑轮组的使用特点。

学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结。

促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力。

 

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