三、功率教学内容分析

第2节

滑

轮

教学目标

【知识与技能】

1．认识定滑轮和动滑轮．

2．知道简单机械的一些应用．

3．知道轮轴和斜面也能省力．

【过程与方法】

1．通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构．

2．通过探究，了解定滑轮和动滑轮的特点．

【情感、态度与价值观】

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．

重点难点

【重点】

定滑轮和动滑轮的特点．

【难点】

对滑轮、斜面和轮轴特点的探究．

教学过程

知识点一

定滑轮和动滑轮

【自主学习】

阅读课本P81－83，完成以下问题：

1．滑轮是边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮．

2．轴固定不动的滑轮叫做定滑轮．物体和滑轮一起移动，这样的滑轮叫做动滑轮．

【合作探究】

1．我们可以直接用手将物体提升，但如果高度太高，手够不到怎么办呢？比如把国旗提升到顶端．这个时候就要用到滑轮了．升国旗时使用的滑轮有什么样的特点？

答：滑轮的轴不随物体一起运动，我们将这样的滑轮称为定滑轮．

2．滑轮除了刚才的用法，还可采用如图所示的用法来提升物体，该滑轮有什么样的特点？

答：滑轮在转动，滑轮的轴随物体一起运动，将这样的滑轮称为动滑轮．

探究

定滑轮和动滑轮的特点

使用定滑轮、动滑轮能否省力(或更费力)？能否省距离(或需要移动更大的距离)？通过实验来研究定滑轮和动滑轮的特点．

答：实验器材：弹簧测力计、钩码(多个)、滑轮、铁架台、细线、刻度尺．

进行实验：

实验一：①如图甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重力．②如图乙所示竖直向下匀速拉动弹簧测力计，使钩码保持平衡，读取弹簧测力计的示数，并与钩码所受的重力的大小进行比较．③改变钩码个数或更换不同定滑轮，进行多次实验，并记录数据．

实验二：①如图右侧所示，用弹簧测力计测出钩码的重力．②如图左侧所示竖直向下匀速拉动弹簧测力计，使钩码保持平衡，读取弹簧测力计的示数，并与钩码所受的重力的大小进行比较．③改变钩码个数或更换不同动滑轮，进行多次实验，并记录数据．

实验数据：

表一

定滑轮

实验次数

1

2

3

定滑轮重力/N

0.4

0.4

0.41

钩码重力/N

2

2

5

弹簧测力钩码上升绳子自由端拉力物体移动方向

向上

向上

向上

计示数F/N

高度h/m

移动距离h/m

方向

2.05

31

5.12

0.3

0.5

0.6

0.3

0.5

0.6

向下

向下

向下

表二

动滑轮

实验动滑轮钩码重弹簧测力钩码上升绳子自由端拉力物体移

次数

1

2

3

重力/N

0.4

0.4

0.4

力/N

2

3

5

计示数F/N

高度h/m

移动距离h/m

方向

1.21

1.72

2.71

0.3

0.5

0.6

0.6

1.0

1.2

向上

向上

向上

动方向

向上

向上

向上

实验结论：结论一：使用定滑轮可以改变动力的方向，但不能省力，也不省距离．若不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，作用在绳子自由端的拉力等于物体所受到的重力．

结论二：使用动滑轮提升物体时，省力，但费距离．拉力F略大于物体和动滑轮总重的一半．

【教师点拨】

1．定滑轮中沿各个方向拉动时拉力大小都一样；定滑轮的实质是l1＝l2的等臂杠杆．

2．动滑轮的特点是可以省一半力(只有竖直方向拉动时，才能省一半的力)；动滑轮的实质是l1＝2l2的省力杠杆．

【跟进训练】

定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如图所示)，力的大小分别为F1、F2、F3，则(

D

)

A．F1最大

C．F3最大

知识点二

滑轮组

【自主学习】

阅读课本P83，完成以下问题：

1．把定滑轮和动滑轮组合在一起即可构成滑轮组．

2．使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向. 【合作探究】

B．F2最大

D．三个力一样大

1．定滑轮可以改变用力方向，动滑轮可以省力，那么如果想省力又想改变用力方向，该怎么办？

答：可以把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组．

2．由此可知滑轮组有何特点？

答：使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向．

3．使用滑轮组时能省多少力？

答：使用滑轮组提升重物时，若动滑轮的重力和所有摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，1所用的力就是物重的几分之一，即F＝G. n【教师点拨】

使用滑轮组水平拉动物体时，不计绳、轮重力及摩擦，滑轮组用几段绳子拉着物体做匀1速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一．则F拉＝f；物体移动距离与绳自由n端移动距离的关系s绳＝ns物．

【跟进训练】

下列关于使用滑轮组的优点的论述，较全面的是(

C

) A．一定省力，又能改变力的方向

B．一定省力，但不能改变力的方向

C．有时能省力，又能改变力的方向，有时可以省力，但不能改变力的方向

D．肯定可以改变力的方向，省力与否要具体分析

知识点三

轮轴和斜面

【自主学习】

阅读课本P83－84，完成以下问题：

1．轮轴是由轮和轴组成，并且都是绕固定的轴线转动的机械．

2．斜面也是一种简单机械，使用斜面也可以省力，斜面越平缓越省力，但同时也就越费距离. 【合作探究】

1．轮轴实质上一个什么机械？

答：轮轴实质是一个可连续转动的杠杆，支点在轮和轴的轴线上．

2．轮轴的计算公式是？

F2R答：如图所示的轮轴中，由杠杆平衡条件可知F1R＝F2r或＝. F1r

3．常见的轮轴有哪些？

答：井上打水的辘轳、汽车的方向盘、水龙头、船舵、门的把手、螺丝刀、单车的踏板．

4．常见的斜面有哪些？

答：盘山公路、螺纹等．

课堂小结

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．