11.2滑轮及其应用教学设计-2024-2025学年沪科版初中物理八年级全一册

第二节 滑轮及其应用 第1课时 定滑轮和动滑轮 【教学目标确定依据】 [课标要求] 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 [学业要求] 1、能通过实例了解定滑轮、动滑轮的特点，知道滑轮在生产生活中的应用。 2、知道滑轮是一种理想模型。 [教材分析] 本节课是沪科版八年级物理全一册第十一章第二节《滑轮及其应用》第一课时内容。 教材的编写思路:首先通过实验探究的方法，探究定滑轮和动滑轮在使用过程中的省力情况和改变力的方向的特点，然后再引导学生应用杠杆平衡的条件，分析论证实验 探究的结论。在整个章节中的作用：本节内容既是杠杆的平衡条件的拓展应用，又是第 二课时“滑轮组”以及建立机械功概念时的重要基础。因此把定滑轮和动滑轮的作用及特点的实验探究设为本节课的重点，用杠杆平衡条件分析动滑轮省一半力时，“支点位置”的分析作为教学难点。 [学情分析] 学习《滑轮及其应用》时，学生己经具备杠杆的基础知识，对于初二的学生来说， 也已经具有将近两学期的初中物理学习经历，对物理知识的学习特点和学习方法有一 定的体会。因此针对本节内容的特点，开展探究性学习是可行的，通过实验探究和理 论分析，帮助学生达到掌握定滑轮和动滑轮的特点及作用的学习目标。 【教学目标】 [物理观念] 1.知道定滑轮、动滑轮的概念及其特点。 2.知道定滑轮和动滑轮的实质。 [科学思维] 1.通过对杠杆提升物体高度不够的问题进行思考，将多个杠杆进行组合推理得出一个新的机械----滑轮。 2.在探究实验过程中掌握用观察、对比来研究问题的方法，探究得出定滑轮和动滑轮的特点。 3.从杠杆的角度对定滑轮、动滑轮的实质进行理论分析，并作出相关解释。 [科学探究] 通过实验探究定滑轮和动滑轮的特点，提升信息处理的能力和科学探究能力。 [科学态度与责任] 1.对现实中的定滑轮和动滑轮的工作特点具有好奇心。 2.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。 【教学思路】 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。 【教学重难点】 [重点] 定滑轮、动滑轮的特点和工作原理。 [难点] 动滑轮的支点和它的工作原理。 【教学准备】 弹簧测力计、定滑轮、动滑轮、钩码、多媒体课件等。 【设计环节及意图】 情景引入（激发兴趣）→旧知复习（体现递进）→新知探究（方法引领）→小结评价（体现能力）……→课后小结（大概念统领）→任务评价（体现成效） 【课时安排】1课时 【教学过程】 活动一：创设情意、提出问题 展示一组生活中常见的滑轮应用图片，如吊车、电梯、窗帘轨道等，提问:“同学们，你们在生活中见过滑轮吗?它们在这些设备中起到了什么作用?” 总结并引出本节课的主题-----定滑轮和动滑轮。 活动二：任务驱动、自主探索 1.观察图片得出滑轮定义。 滑轮：中心有轴，周边有凹槽，可以绕装在框子里的轴转动的轮子。 2.活动：演示用定滑轮提升钩码，让学生观察定滑轮在使用过程中有些什么特点。然后演示用动滑轮提升钩码，让学生观察动滑轮在使用过程中有些什么特点。引导学生总结定滑轮、动滑轮的概念。 教师总结：滑轮的轴心位置不移动的滑轮叫定滑轮，滑轮的轴心位置随提升的物体一起移动的滑轮叫动滑轮。 活动三：交流合作、构建新知 1.提出问题:杠杆能省力，定滑轮能省力吗? 2.引导学生实验探究使用定滑轮时的省力情况。 3.指导学生完成实验数据的记录和分析，并认真填写学案上的实验表格。 4.收集各组数据，共享与交流，得出结论。 对学生的猜想进行评价和总结。 问题1：可以直接用手将物体提升，如果高度太高手够不到怎么办？比如把国旗升到顶端，这个时候就可以用到滑轮了，现在我们就来模拟用定滑轮升国旗，演示使用定滑轮。 问题2：使用机械的作用在于省力或省距离，那么使用定滑轮的作用是什么呢？ 问题3：斜着拉动时拉力大小还等于物体重力吗？ 强调：沿任何方向拉动定滑轮力的大小都是一样的。 问题4：为什么沿各个方向拉动时拉力大小都一样呢？ 定滑轮的实质是L1=L2的等臂杠杆。 总结：定滑轮特点是不省力、不省距离，但可以改变力的方向。 1.提出问题:杠杆能省力，动滑轮能省力吗? 2.引导学生实验探究使用动滑轮时的省力情况。 3.指导学生完成实验数据的记录和分析，并认真填写学案上的实验表格。 4.收集各组数据，共享与交流，得出结论。 5.启发引导学生分析使用动滑轮时，拉力总大于物体重力一半的可能原因。 对学生的猜想进行评价和总结。 问题1：滑轮除了刚才的用法，还能有其他用法来提升物体吗？ 问题2：使用定滑轮可以改变力的方向，那么使用动滑轮的作用是什么呢？ 演示：动滑轮。 问题3：此时有几段绳子拉着重物？ 问题4：物体重2 N，将绳子自由端挂在顶端，绳子拉力大小为多少？ 问题5：如果用手拉着绳子自由端，则手的拉力大小为多少？ 问题6：斜着拉动时拉力大小还是重力一半吗？ 强调：只有竖直方向拉动时，才能省一半的力。 问题7：为什么沿斜向拉动时拉力大小不等于重力的一半呢？ 动滑轮的实质是L1=2L2的省力杠杆。 总结：动滑轮特点是可以省一半力，但费一倍的距离，不可以改变力的方向。 活动：如图所示：认识定滑轮、动滑轮的实际应用。 第2课时 滑轮组 【教学目标确定依据】 [课标要求] 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 [学业要求] 1.知道定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组，滑轮组能够改变力的方向，而且可以成倍地省力。 2.结合对滑轮组的研究，解释起重机的工作原理。 3.能积极参与科学实验和游戏活动，并与同学友好地合作研究。 [教材分析] 在本单元的整个学习过程中，学生们将有机会对各种简单机械进行实验，包括设计和制作一些简单装置，并对其进行观察和加以解释；认识机械的各个部件，了解它们各自的功用，尝试着解决生活中的实际问题。而《滑轮组》这一课起到了承前启后的作用，并且本课所涉及的各个教学内容中体现了让学生充分地思考、设计和制作等完整的实践和探究过程。人们在生活中有哪些情境中使用了滑轮组？它们又是怎样作用的？我们怎样科学地使用它们才能发挥更大的作用？这些既是本单元所要研究的问题，也是本课教学应当引领学生认识的。 [学情分析] 1.学生原有知识的分析：通过前一课《定滑轮和动滑轮》的学习，学生认识并研究了定滑轮和动滑轮的作用，并且具备了一定的自行设计方案来研究定滑轮是否省力、定滑轮和动滑轮的不同作用的能力。同时也发展了更浓厚的探索兴趣。 2.学生现有能力的分析：已经能够比较独立地进行一些探究活动。他们开始对一些具有挑战性的问题进行较深入的思考，也具备选取自己认为可以进行的方式对一些问题进行探究的能力，并开始有选择地利用观察、实验所获得的证据对所探究的问题进行解释。 3.学生原有生活经验的分析：在生活中，学生时常见到升旗，起重机吊起重物诸如此类的现象，且通过前一课的学习，更会留心观察身边的类似现象。部分学生甚至在前一课学习的基础上已经作出滑轮组更省力的推测。 总之，组装一个滑轮组并进行实验验证，感受机械给人们带来的方便对于学生而言是有一定的生活基础和知识基础的。 【教学目标】 [物理观念] 1.知道滑轮组的概念，掌握滑轮组的特点。 2.知道使用滑轮组时拉力与物重的关系；会组装简单的滑轮组。 [科学思维] 在滑轮组的组装使用过程中，建立滑轮组模型，归纳总结拉力与物重的关系。 [科学探究] 1.经历组装滑轮组的过程，提升动手操作能力。 2.通过探究滑轮组不同绕法的特点的过程，分析实验现象、寻找数据间规律，归纳出实验结论，提高实验探究能力和思维能力。 [科学态度与责任] 1.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。 2.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。 【教学思路】 本节先回顾定滑轮、动滑轮的特点，后指出如果把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就可以既省力又方便，接着研究使用滑轮组时拉力与物重的关系；通过图片、录像等媒体资料介绍我国古代对简单机械的应用情况，来拓宽学生的知识面，同时进行爱国主义教育。 【教学重难点】 [重点] 知道使用滑轮组时拉力与物重的关系。 [难点] 知道使用滑轮组时拉力与物重的关系。 【教学准备】 弹簧测力计、动滑轮、定滑轮、钩码、多媒体课件等。 【设计环节及意图】 情景引入（激发兴趣）→旧知复习（体现递进）→新知探究（方法引领）→小结评价（体现能力）……→课后小结（大概念统领）→任务评价（体现成效） 【教学过程】 活动一：创设情意、提出问题 在建筑工地上，总少不了高大的起重机。观察起重机我们有什么发现？起重机是怎样把那么重的物体送到高空去的呢？ 原来，在起重机内发挥作用的是这个装置，出示滑轮组图片，通过观察我们发现，这个装置里有定滑轮，还有动滑轮。我们把动滑轮和定滑轮组合在一起使用，就构成了滑轮组。那么滑轮组的作用是什么呢？ 活动二：任务驱动、自主探索 研究滑轮组的作用 1.猜测：回忆定滑轮和动滑轮特点，填写在实验记录单上。 2.出示材料：铁架台、线、滑轮、钩码、弹簧测力计、实验记录表。 3.小组讨论一下，如何用这些材料来验证我们的猜测呢？ 4.教师演示实验。 （1）组装一个滑轮组的方法：将一个滑轮固定在铁架台的上端作为定滑轮，在定滑轮的固定勾上系上一根线，绕过另一个滑轮后再绕过已固定的定滑轮，组成一个简单的滑轮组。注意绳子的末自由端必须通过每个滑轮。 （2）教师示范：直接提起一个钩码的力是0.5 N用力方向向上。用这个滑轮组提起一个钩码，注意它的用力方向可以竖直向下拉动，但误差较大所以我们改用斜向下拉动测力计，用力方向发生改变，力的大小是0.3N。注意斜向下拉动弹簧测力计进行读数。 5.温馨提示。 （1）注意分工合作。 （2）测力计使用方法。 （3）多次测量，指针稳定时读数。 （4）及时记录，实验完成后整理器材。 6.汇报实验数据，分析数据，得出我们的发现。 定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组，滑轮组能够改变力的方向，而且可以成倍地省力。 活动三：交流合作、构建新知 实验探讨有2个动滑轮的滑轮组的作用。 1.提出问题 如果增加滑轮组的数量，例如用2个动滑轮和2个定滑轮，用力大小会怎么变化？ 2.鼓励学生大胆猜测。 3.教师演示实验。 4.分析数据，交流发现。 两个滑轮组更省力，但效果并没有成倍省力。 分析原因：两个动滑轮本身是重物的一部分，所以重物越重，省力才会越明显，趋向于成倍增长。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$