八年级下册物理第2节 滑轮导学案Word下载.docx
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探究定滑轮、动滑轮的特点和应用.
教具准备
多媒体课件、定滑轮、动滑轮、钩码、细绳、弹簧测力计、扳手、水龙头、长木板等.
教学难点
会按要求组装滑轮组，并画出它的绕线
教学课时
1课时
课前预习
1.常见的滑轮分为定滑轮和动滑轮.中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮，轴和重物一起移动的滑轮叫动滑轮.
2.升旗的时候，我们看到的旗手用力向下拉绳子，旗就升上去了，这是因为旗杆顶端有一个定滑轮.这个事例告诉我们，这种简单机械能够改变力的方向.
3.使用动滑轮时，理论上可以省一半的力，但是不能改变力的方向.
4.常见的滑轮分为定滑轮和动滑轮.中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮，轴和重物一起移动的滑轮叫动滑轮.
5.使用滑轮组时动滑轮和重物由n段绳子承担，提起物体所用的力就是总重的
.公式表示为F=
.绳子自由端移动的距离是物体移动距离的n倍.
6.轮轴可以看成是连续转动的杠杆，使用轮轴可以省力.使用斜面可以省力，在度一定时，斜面越长越省力.
巩固复习
教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课作业，加强学生对知识的巩固.
知识拓展：
滑轮是一种形的杠杆，因为滑轮可以连续旋转，所以滑轮可以看作是一个连旋转的杠杆.
新课导入
师同学们，我们在前面学习了杠杆，知道了杠杆的分类和特点.现实生活中我们还应用了其他简单机械.如我们每周一升国旗，升旗手用力向下拉绳子，我们会看到国旗通过一种装置缓缓上升；
工人在一种装置的帮助，居然用50N的力提起重95N的物体，你们知道这些装置是什么吗？
生思考、讨论.
师像这种周边槽，能绕轴转动的小轮，我们称它为滑轮，那它有什么特点吗？
它们是如何工作的呢？
我们学习了本课知后，你们就会明白了.
进行新课
知识点1认识定滑轮和滑轮
师好，请大家先看教材P81图12.2-1漫画，并提出问题：
为什么大人能将重物吊到二楼，孩子却被重物吊了起来？
生思考、发表看法.
教师展示一架滑轮、动滑轮装置，并利用它们分别提起钩码，对滑轮的构造简单介绍.引导学生注意观察它们在工作过程有什么不同？
生：
定轮工作时，轴不动，轮转动；
动滑轮工作时，轴随着物体一起向上或向下运动
师回答正.好，下面请大家分组探究定轮、动滑轮的特点.
学生分组进行实验探究（可参照教材P82《实》）.教师参与实验指导，这样便于降低学生实验难度.设计表格（供参考）
学生记录据，进行分析，得出结.
教师用多媒体播放课件“定滑轮和动滑轮的特点和实质”，并讲解.
定轮和动滑轮的特点和实（多媒体课件）
（1）定滑轮是一个等臂杠杆.图甲中所示定滑轮两边力与轮相切，中心轴为杆的支点，轮的直径可以看作一根硬棒，动力和阻力用在直径的两端，动力臂等于阻力臂.
注意：
用定滑轮提升重物时，动力移动的距离等于重物升高的高度.
（2）动滑轮是一个动力臂为阻力臂二倍的杆.如图乙所示，动滑轮由于一边悬于固定点，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点位于固定边与轮相切的地方.过“支点”的轮的直径相当于杠杆，重物的重力为作用在杠杆上阻力，人施加的力为动力，因此动力臂是直径，阻臂是半径，动力臂是阻力臂的二倍.
特别提醒：
使用定滑轮不省力，F=G；
使用动滑轮省一半的力，F=
G.这均是理想化的状态，即不考虑滑轮与轴之间、绳与轮之间的摩擦以及动滑轮重力时的情况.要考虑这些因素，实际使用定滑轮不仅不省力，反而费力；
使用动滑轮也达不到省一半力的效果.
知识总结：
使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动）
定滑轮：
图示及表达式
动滑轮：
师请同学结合刚才探究的结论，联系实际事例，说说在什么情况下使用定滑轮？
什么情况下使用动滑轮？
学生回答：
①需要改变用力的方向时，使用定滑轮，如站在地面上升旗的装置.②需要省力，用较小的力提起较重的物体时，使用动滑轮，如建筑工地上吊起建筑材料的装置.
例题1（用多媒体展示）一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出.如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为N，乙图中人拉动汽车的拉力至少
为N，其中比较省力的是
甲乙
解析：
图甲是定滑轮，图乙是动滑轮.由于定滑轮不省力，动滑轮省力.根据题目的已知条件，必须给汽车提供至少800N的拉力，因此，如果利用甲图，则人必须至少施加800N的力才能把汽车拖出泥潭.如果利用乙图，人只需提供400N的拉力即可拖出汽车.由此可见，乙图更省力.
答案：
800400乙
知识点2滑轮组
师我们知道使用定滑轮可以改变力的方向，使用动滑轮可以省力，那能否把二者的优点都利用起来，组合在一起构成一个新机械呢？
生讨论、交流.
学生分组实验进行探究，教师巡视指导.学生完成实验，交流实验结论.
师像这样把定滑轮和动滑轮组合在一起就是滑轮组，当用滑轮组提升重物
之间有何关系？
请大家分组进行实验探究，找出其关系.
教师参与实验指导，并在黑板上画出甲、乙两组不同的滑轮组，并演示组装，然后请一名学生上台用甲、乙两个滑轮组将同一个钩码提起来.
要求学生注意观察、记录弹簧测力计的示数，并说说甲、乙两个滑轮组中动滑轮的绕线方法有何不同.
师两次示数不同的原因是什么？
学生观察、讨论后回答：
承担钩码的绳子段数不同.
师你能数出有几段绳子吊着钩码吗？
学生观察、讨论后进行回答：
甲有2段，乙有3段.
易错提醒：
有的同学认为使用一个动滑轮能省一半的力，这是不对的.使用动滑轮能省一半力需满足两个条件：
一是不考虑动滑轮重力及绳子与轮间的摩擦力；
二是拉绳子的力的方向必须是竖直的（若滑轮水平放置，拉力的方向是水平的），且拉力作用在绳子上，阻力作用在动滑轮的轴上.两个条件缺一不可.
教师进一步引导学生总结数绳子段数的方法：
数绕在动滑轮上和固定在动滑轮上的绳子段数.有几段绳子吊着物体，拉力就是钩码重的几分之一.但是在实际情况中动滑轮的重力不能忽略，所以在实验中得出的拉力并不是钩码重的几分之一，而是稍大于这个值.
教师在黑板上画出股数分别是2、3、4、5的滑轮组的绕法图，如图所示，让学生数数是几段绳子吊着物体，判断滑轮组的省力情况.（让学生体会相同数目的滑轮采用不同的绕线方式，承担重物的绳子段数不同，导致省力多少不同.）
教师让学生观察四个不同的绕法图，引导学生找出其中的规律，得出关于绳子绕法的结论：
奇动偶定（绳子的固定端在动滑轮上，则为奇数段绳子；
绳子的固定端在定滑轮上，则为偶数段绳子），并且进一步总结出绳子自由端拉力移动距离s和物体上升的高度h之间的关系：
s=nh.
教师用多媒体播放课件“滑轮组的组装”，并讲解.
滑轮组的组装（多媒体课件）
组装滑轮组需要解决三个方面的问题：
（1）确定承担物重的绳子段数.由滑轮组的省力情况
或
，可得承担物重的绳子段数
，n应
取整数，且要采用进位法.也可以根据绳子自由端移动距离s与物体上升高度h之间的关系确定，即
.
规律总结：
（1）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，当不计动滑轮重、绳重及摩擦时，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即
（n为吊动滑轮和重物绳子段数）.若考虑动滑轮重G动，则为
（当不计绳重及摩擦时）.
（2）若物体升高距离h，则绳子自由端移动距离s=nh.
（3）绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度v物的关系式：
（4）确定承担重物的绳子的段数n的方法.
在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕动滑轮上的绳子段数.
在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一.
（2）确定滑轮个数.当承担物重的绳子段数n为偶数时，按照每个动滑轮有2段绳子承担，则动滑轮个数为
，定滑轮个数为
，即比动滑轮少1个，若要改变力的方向，则需要再加一个定滑轮，这时动滑轮和定滑轮个数相等.当n为奇数时，如不需要改变力的方向，则动滑轮和定滑轮个数相等，均为
；
若要改变力的方向，则需要再加1个定滑轮，即动滑轮个数为
.滑轮组中动滑轮和定滑轮的个数可按“一动配一定，偶数减一定，变向加一定”的方法确定.
（3）确定绳子的起点.当承担物重的绳子段数n为偶数时，绳子的起点在定滑轮上；
当承担物重的绳子段数n为奇数时，绳子的起点在动滑轮上.即按“奇动偶定”的方法确定.
例题2（用多媒体展示）同一物体沿相同水平地面做匀速移动，如图所示，拉力分别为
，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（）
A.
B.
C.
D.
甲图为一个定滑轮，因为定滑轮不省力，故拉力大小等于阻力f，即
图乙是动滑轮，省一半的力，故拉力
图丙由一个定滑轮和一个动滑轮组成，由三段绳子承担，故拉力
.综上所述，符合题意的是B项.
B
例题3（用多媒体展示）电气化铁路的高压输电线，无论严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力.为此，工程师设计了如图所示的恒定拉力系统，其简化原理图如图所示.实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×
10-2m3，共悬挂20个水泥块.已知水泥块的密度为2.6×
103kg/m3，g取10N/kg.
（1）请指出图中的动滑轮、定滑轮；
（2）每个水泥块的重力是多少？
（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？
解：
（1）图中C是动滑轮，A、B是定滑轮.
（2）每个水泥块质量
.每个水泥块的重力为
.
（3）水泥块对钢丝绳的拉力为F1=20G1=20×
390N=7.8×
103N.由图可知，动滑轮由3段绳子承担，所以滑轮组对高压输电线的拉力为F2=3F1=3×
7.8×
103N=2.34×
104N.
知识点3轮轴和斜面
1.轮轴
师同学们通过阅读教材P83《科学世界》及图12.2-5中实例，归纳它们的共同特征，总结出轮轴的概念.
生1：
由一个轴和一个大轮组成，并能绕共同的轴线转动的简单机械叫轮轴.
生2：
轮轴上中间靠近转动轴线半径较小的是轴，离轴线较远半径较大的是轮.
生3：
动力一般是作用在轮上，阻力作用在轴上，因此，轮轴是省力机械.
教师引导学生分析：
轮轴也相当于一个杠杆.（如图）轮和轴的中心O点是支点，作用在轮上的力F1是动力，作用在轴上的力F2为阻力，轮半径为R，轴半径为r，由杠杆平衡条件可知F1R=F2r，R＞r，F1＜F2，所以轮轴省力.
板书：
轮轴：
由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴线转动的简单机械，实质是一个可以连续转动的杠杆，使用轮轴可以省力.
轮轴使用时，当轮半径是轴半径的n倍时，在不计摩擦情况下，作用在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的n分之一.
师轮轴在生活中的应用也有很多，你发现周围还有哪些物体是轮轴？
用螺丝刀拧螺丝时，手抓的木柄较粗的部分是轮，金属杆部分较细的是轴，因此螺丝刀拧螺丝是轮轴.
拖拉机或汽车用人工发动时使用的摇把也是一个轮轴.
电视中见过以前农村常用的辘轳也是轮轴.
生4：
卷扬机的摇杆也是轮轴.
2.斜面
师了解了轮轴，再来讨论斜面为什么也是简单机械，这种简单机械对我们有什么用呢？
请同学们想想骑自行车上坡直线行驶和弯曲行驶时的情景，然后按教材P84图12.2-6的模拟实验做一做.
使用轮轴时，当动力作用在轮上，用于省力；
当动力作用在轴上是费力的，但能省距离.
（学生操作、讨论，然后交流）
使用斜面看起来是费了距离，但是省了力，如果从山下直通山顶需要很大的力，不容易爬上去，而沿着弯弯曲曲的盘山公路行走就可以用较小的力爬上山顶.
我们常见的螺丝钉就可以认为是一种斜面.
斜面：
是一个费了距离但能省力的简单机械.
斜面长是斜面高度的n倍时，在不计摩擦的情况下，所用的推力为物重的n分之一.
师斜面在生活和生产中也有许多的应用，希望同学们留心观察，做生活的有心人.
例题3人们在生产劳动的过程中表现出了非凡的创造性和聪明才智.如图甲是使用扳手拧螺母，它其实是一个，当作用在手柄上的力为F1时，则拧开螺母的力F2F1（选填“＞”“＝”或“＜”）.如图乙是工人师傅将货物搬运到车上的情形，工人师傅这么做利用的科学知识是.
图甲中的扳手可以看成是一个轮轴，当动力作用在轮上时可以省力，即在手柄处用一个较小的力可以在螺母处产生一个较大的力.图乙中的装置是一个斜面，使用它可以省力.
轮轴＞斜面省力
教学板书
1.列表比较定滑轮和动滑轮
2.
1.理想情况下斜面公式：
Fl=Gh.
2.斜面是一种省力的简单机械，斜面的倾角越小越省力，可见在高度一定的情况下，斜面越长越省力.
课堂小结
通过这节课的学习，我们共同学习了定滑轮、动滑轮的特点，知道了定滑轮不省力，但能改变力的方向；
动滑轮省一半的力，但要移动两倍的距离.同时，我们学习了滑轮组的特点和组装；
了解了轮轴和斜面这两种简单的机械和使用方法；
我们还知道省力的机械就必定费距离，省距离的机械必定费力，没有一种机械既省力又省距离.总之，使用机械给我们的生活、生产带来了方便.
教材习题解答
想想议议（P81）
如图12.2-1，大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己吊了上去.
想想看，为什么会出现这样的笑话？
你能解释其中的道理吗？
解答：
定滑轮只能改变动力方向，不能省力，物体间力的作用是相互的，一个人向下拉绳子的最大拉力只能等于人的体重.在漫画中，大人的体重大于物体重力，大人向下的拉力大于物体重力，可以将重物提起；
小孩的体重小于物体重力，物体会将小孩拉起.
动手动脑学物理（P84）
1.物体重1000N，如果用一个定滑轮提起它，需要用多大的力？
如果用一个动滑轮提起它，又要用多大的力（不计摩擦及滑轮自重）？
2.仔细观察自行车，看看它上面有几种简单机械，分别说明它们各起到了什么作用.
3.解释图12.2-1的科学漫画.一个人要拉起比他体重大的重物，用定滑轮行吗？
应该怎么办？
4.利用如图12.2-7甲所示的滑轮组提起一个重为2000N的物体，不计摩擦及滑轮自重，绳子的拉力F等于多少？
如果要用这个滑轮组达到更加省力的效果，绳子应该怎样绕？
请在图12.2-7乙中画出绳子的绕法，并计算此时拉力的大小.
1.解答：
当用定滑轮时，F=G=1000N;
当用动滑轮时，F=
G=500N.
2.解答：
自行车的齿盘的飞轮可以看成是定滑轮，中轴和踏板可以看成轮轴.自行车的车把，说它是轮轴可以，说它是杠杆也可以，它们分别起改变力的方向和省力的作用.
3.解答：
定滑轮只能改变动力方向，不能省力，物体间力的作用是相互的，一个人向下拉绳子的最大拉力只能等于人的体重.一个人要拉起比他体重大的物体，不能用定滑轮，应该用滑轮组，既可以省力，又可以改变方向.
解题技巧：
首先确定哪是定滑轮，哪是动滑轮，然后据绳子上的拉力与重力的关系，用重力为“桥梁”比较拉力的大小.动滑轮绳子上的拉力总比轴上的小.
课外拓展：
动植物为我们提供了大量的食物，食物中储存了大量的化学能，人体所需的能量主要来自于食物，植物的秸秆也储存了化学能，秸秆的燃烧能释放出内能，为人类日常生活提供能量.它们都属于生物质能.
4.解答：
更省力时绳子绕法如图乙，此时
难题解答
例题5把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（）
A.A上升B.A下降
C.A、B均静止D.无法判断
在不计绳子、滑轮重和摩擦的情况下，图示滑轮组中由两段绳子承担着物体B，假设滑轮组处于静止状态，则绳子上的拉力F=1/2GB，而mA=mB，由重力与质量的关系可知GA=GB,故F＜GA，所以放手后物体A要下降，物体B要上升.
布置作业：
教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。
教学反思
本课内容属于实验探究，要求学生动手进行实验“研究定滑轮和动滑轮的特点”.大多数学生很容易想到定滑轮的绕线方法，但是在设计动滑轮绕线时，我发现接连几个学生设计的方法都还是定滑轮，因此，教师要适时引导，避免学生感到茫然，参与学生动手绕线，介绍二者的不同之处.这样不仅节约了教学时间，而且调动学生探究的积极性.在探究滑轮组特点的实验进行过程中，引导学生试图从拉力与钩码重力的大小、方向、移动距离等方面进行比较，鼓励每个小组的同学都动手参与实验，分工协作，如拉动弹簧测力计、读取测力计的示数、测量钩码上升的距离和测力计上升的距离、记录数据等，相互之间起到监督的作用，还有利于共同分析数据、归纳出结论、分享实验成果.
教师在教学过程中始终记住，学生是学习的主体，尤其是在进行探究实验教学中，教师要充分发挥学生的主观能动性，合理适时地引导学生，做到既要避免放羊式课堂，又要使每个学生参与教学中，动手探究，感受到自己在探究中求得知识，尝到学习成功的喜悦，体会到学习的轻松、快乐.总之，教师要想熟练地驾驭课堂教学非一日之功，要经常不断地积累和锤炼.
对于阅读材料的教学把握，我认为应在完成本节课程标准规定的内容并且时间充裕的条件下，教师才适当进行教学，通常还是留给学生课后自学处理.
方法技巧：
滑轮组的绕线方法不同，拉力的方向不同，达到的省力程度也不同，绳子段数越多越省力.
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：
【素材积累】
1、不求与人相比，但求超越自己，要哭旧哭出激动的泪水，要笑旧笑出成长的性格。
倘若你想达成目标，便得摘心中描绘出目标达成后的景象；
那么，梦想必会成真。
求人不如求己；
贫穷志不移；
吃得苦中苦；
方为人上人；
失意不灰心；
得意莫忘形。
桂冠上的飘带，不是用天才纤维捻制而成的，而是用痛苦，磨难的丝缕纺织出来的。
你的脸是为了呈现上帝赐给人类最贵重的礼物——微笑，一定要成为你工作醉大的资产。
２、不求与人相比，但求超越自己，要哭旧哭出激动的泪水，要笑旧笑出成长的性格。
1、走近一看，我立刻被这美丽的荷花吸引住了，一片片绿油油的荷叶层层叠叠地挤摘水面上，是我不由得想起杨万里接天莲叶无穷碧这一句诗。
荷叶上滚动着几颗水珠，真像一粒粒珍珠，亮晶希望对您有帮助，谢谢晶的。
它们有时聚成一颗大水珠，骨碌一下滑进水里，真像一个顽皮的孩子！
2、摘有欢声笑语的校园里，满地都是雪，像一块大地毯。
房檐上挂满了冰凌，一根儿一根儿像水晶一样，真美啊！
我们一个一个小脚印踩摘大地毯上，像画上了美丽的图画，踩一步，吱吱声旧出来了，原来是雪摘告我们：
和你们一起玩儿我感到真开心，是你们把我们这一片寂静变得热闹起来。
对了，还有树。
树上挂满了树挂，有的树枝被压弯了腰，真是忽如一夜春风来，千树万树梨花开。
真好看呀！
1、一个房产经纪人死后和上帝的对话一个房产经纪人死后，和上帝喝茶。
上帝认为他太能说了，会打扰天堂的幽静，于是旧把他打入了地狱。
刚过了一个星期，阎王旧满头大汗找上门来说：
上帝呀，赶紧把他弄走吧!
上帝问：
怎么回事?
阎王说：
地狱的小。
2、机会往往伪装成困难美国名校芝加哥大学的一位教授到访北大时曾提到：
芝加哥大学对学生的基本要求是做困难的事。
因为一个人要想有所成旧，旧必须做那些困难的事。
只有做困难的事，才能推动社会发展进步。
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