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.认识定滑轮和动滑轮的本质及其作用。 3.知道简单机械的一些应用。 4.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,培养学生的观察能力。
2.通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点,培养学生探究物理规律的能力。
【情感·态度·价值观】
通过了解简单机械在实际生活中的应用,初步认识科学技术对社会发展的作用。
教学重难点
【教学重点】
定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。 【教学难点】
对滑轮、斜面和轮轴特点的研究。
教学过程
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一、新课导入
升旗时,站在地面上的人向下拉绳子,国旗就能徐徐升起。你知道旗杆顶端帮助我们把国旗升上去的装置是什么吗?
二、教学步骤
探究点1 定滑轮和动滑轮 [阅读课本]P82“定滑轮和动滑轮” [思考]观察滑轮主要是由哪几个部分组成的?
[提示]熟悉与滑轮相关的几个名词,轮、框、轴并明确所在的位置。
[思考]你认为轮边的槽有什么作用呢?
[提示]绳子绕在轮子的槽中,拉动时才会方便自如。 [思考]如果将滑轮的轴固定,绳子的两端分别连接什么呢? [提示]绳子的一端连接物体,另一端用手拉动。升旗时,国旗系在绳子的一端,另一端用手拉,国旗就能徐徐升起。
[思考]如果将重物挂在滑轮的挂钩上,绳子的两端分别连接什么呢?
[提示]此时,重物随滑轮一起运动,绳子的一端固定,另一端用手向上拉起。
[思考]通过操作,你发现用滑轮提升重物有几种方法?
[提示]一种方法是固定滑轮,将重物系在绳子的一端,手在另一
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端拉动;另一种方法是将重物挂在滑轮的挂钩上,绳子的一端固定,在另一端用手拉动。
[思考]这两种方法提升重物时,滑轮的使用有什么不同呢? [提示]第一种方法中滑轮的轴不移动,另一种方法中滑轮的轴随重物一起移动。
[归纳提升]物理学中,把轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮,把轴随物体一起移动的滑轮叫动滑轮。
[实验]研究定滑轮和动滑轮的特点。
[思考]先用弹簧测力计测出钩码的重力,目的是什么?
[提示]测量出钩码的重力,可以比较拉力和钩码重力的大小,从而判断该机械是否省力。
[思考]改变弹簧测力计拉力的方向,目的是什么?
[提示]通过改变弹簧测力计拉力的方向,可以验证拉力的大小与拉力的方向是否有关。
[思考]通过实验,你认为定滑轮有什么特点?
[提示]力的大小和物重的大小相同,改变拉力的方向,拉力的大小不变。
[小结]使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。 [思考]使用动滑轮提升钩码时,拉力与物重有什么关系? [提示]拉力的大小近似等于物重的一半。
[思考]改变拉力的方向,不再竖直拉动,而是斜着拉起,弹簧测力计的示数会改变吗?
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[提示]当拉力的方向改变时,弹簧测力计的示数变大。 [思考]通过实验,你认为动滑轮有什么特点?
[提示]拉力的大小比物重小,改变拉力的方向后,拉力的大小会发生改变。
[小结]使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。 [思考]如果把定滑轮看作一个杠杆,哪个点相当于支点? [提示]滑轮固定时,滑轮绕着滑轮的轴转动,所以滑轮的轴相当于支点。
[思考]如何画定滑轮的力臂呢?
[提示]滑轮两边力的方向是沿着绳子方向的,作出轴(支点)到绳子(力的作用线)的距离即是对应的力臂,该力臂就是相应圆的半径。
[思考]改变拉力的方向,动力的力臂会改变吗?
[提示]绳子拉力的方向与滑轮相切,作出轴到拉力作用线的距离,其长度还是圆的半径。
[思考]根据杠杆的平衡条件,可以得出什么结论?
[提示]定滑轮的阻力臂和动力臂相等,由F1l1=F2l2可得,当l1=l2
时,F1=F2,即F=G。
[归纳提升]定滑轮可以等效为杠杆,支点O在轴上;动力为拉力
F,阻力为物重G;动力臂和阻力臂都等于定滑轮的半径,所以定滑轮的
实质是等臂杠杆。拉力与阻力的关系为F=G;拉力方向改变后,动力臂和阻力臂仍为定滑轮的半径,拉力与阻力的关系仍为F=G。
[思考]动滑轮同样可以等效为杠杆,那动滑轮的支点在哪呢?
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