9.2 滑 轮 -2025--2026学年北师大版八年级下册物理

该教案聚焦初中物理“滑轮”核心知识，系统梳理定滑轮、动滑轮及滑轮组的结构特征、工作原理，阐释其对力的大小、方向及移动距离的影响，结合杠杆原理揭示本质，并通过功的计算强化“省力不省功”的能量观念，为后续机械效率学习奠定基础。以升旗仪式视频及实物滑轮演示导入，激活学生生活经验，引发认知冲突。 本教案突出科学探究与思维建构，设计五组对比实验（无滑轮至3段绳滑轮组），引导学生分组操作、记录分析数据，自主归纳绳子段数与拉力关系，培养科学探究能力。通过杠杆模型可视化解析滑轮本质，结合功的计算突破认知误区，发展科学思维中的模型建构与推理能力。应用拓展环节链接汽车脱困、绕绳设计等真实问题，强化物理观念与实践能力。作业分层设计，答案解析详尽，教师使用便捷，助力学生深化理解，提升核心素养。

9.2《 滑轮》课时教案 学科 初中物理 年级册别 八年级下册 共1课时 教材 北师大版 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容选自北师大版八年级下册第九章第二节，是“机械与功”单元的重要组成部分。滑轮作为最基础的简单机械之一，具有结构直观、应用广泛的特点，是学生理解“力的传递”“省力原理”和“功的转化”的关键载体。教材通过图示引入滑轮的生活实例，结合实验探究引导学生归纳定滑轮、动滑轮及滑轮组的工作特点，突出“杠杆原理”在滑轮中的应用，为后续学习“功的计算”“机械效率”奠定基础。同时，教材设计了自我检测题与拓展阅读，强化知识迁移与实际应用能力。 学情分析 八年级学生已具备基本的力学概念，如力的方向、大小、作用点等，对“省力”“改变方向”等生活现象有初步感知，但对滑轮背后的物理原理缺乏系统认知。部分学生空间想象能力较弱，难以准确判断绳子段数与受力关系。此外，学生对实验数据的分析与规律总结能力尚不成熟，容易将“拉力减小”误解为“用力变少”而忽略距离变化。教学中需借助情境任务、可视化教具与分组实验，引导学生从现象到本质进行思维跃迁，突破“省力必省距离”的认知误区。 课时教学目标 物理观念 1. 能识别定滑轮、动滑轮和滑轮组的结构特征，并能用语言描述其工作方式。 2. 理解滑轮在使用过程中对力的大小、方向和移动距离的影响，建立“力与距离权衡”的初步模型。 科学思维 1. 能通过对比实验数据，归纳出不同滑轮的省力特性与绳子段数的关系。 2. 能运用杠杆平衡条件解释定滑轮不省力、动滑轮省力的原因，发展模型建构能力。 科学探究 1. 能设计并完成“探究滑轮工作特点”的实验，规范记录数据并进行比较分析。 2. 能在小组合作中提出合理假设，并根据实验结果修正原有认知。 科学态度与责任 1. 能关注滑轮在工程、家庭中的实际应用，体会物理知识与社会生活的紧密联系。 2. 能在实验操作中遵守安全规则，养成实事求是的科学态度。 教学重点、难点 重点 1. 掌握定滑轮、动滑轮和滑轮组的结构特点及其工作原理。 2. 理解动滑轮省力一半、滑轮组中承担物重的绳子段数决定拉力大小的规律。 难点 1. 准确判断滑轮组中承担物重的绳子段数，尤其是连接点与动滑轮的判断。 2. 理解“省力但费距离”的辩证关系，突破“省力即省功”的错误认知。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法 教具准备 定滑轮、动滑轮、滑轮组装置、弹簧测力计、钩码、细绳、铁架台、多媒体课件 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入，激发兴趣【5分钟】 一、创设真实情境：升旗仪式中的秘密 （一）、播放视频片段：学校升旗仪式实录 教师引导语：同学们，你们每天早上都看到国旗缓缓升起，有没有想过，是谁在控制这面旗帜？我们来仔细观察这个过程——当升旗手向下拉动绳子时，国旗却向上运动。这种神奇的装置是什么？ 1. 提问：为什么向下拉绳子，国旗反而上升？这背后隐藏着什么机械原理？ 2. 展示实物：教师出示一个小型定滑轮装置，现场演示“向下拉绳，物体上升”的过程。 3. 引导学生思考：这个装置叫什么？它有什么特点？它的作用是什么？ 4. 小结：这种装置叫做“滑轮”，它是一种简单机械，能够帮助我们改变力的方向，让工作更轻松。 二、引出课题：认识滑轮的家族成员 （1） 、展示教材图9.2-1：滑轮的构造图 教师引导语：滑轮通常由一根绳索或链条绕过一个可以转动的圆轮构成。现在请同学们观察图中滑轮的结构，注意它的轴是否固定。 1. 提问：你认为滑轮的轴是固定不动的吗？还是随着物体一起移动？ 2. 引导学生发现：有些滑轮的轴固定在支架上，不会移动；有些滑轮的轴则与物体相连，会随物体一起运动。 3. 出示两个实物模型：一个轴固定的滑轮（定滑轮），一个轴随物体移动的滑轮（动滑轮）。 4. 板书课题：《第二节 滑轮》 5. 提问：你还能在生活中找到哪些滑轮的应用？比如吊车、升降机、晾衣架等。 6. 学生自由发言，教师适时补充：帆船上的帆索控制装置、建筑工地的塔吊、电梯系统等都用到了滑轮。 1. 观看视频，观察升旗过程。 2. 思考教师提出的问题，尝试解释现象。 3. 观察实物滑轮，感受其结构差异。 4. 说出生活中常见的滑轮应用场景。 评价任务 观察专注：☆☆☆ 表达清晰：☆☆☆ 联想丰富：☆☆☆ 设计意图 通过真实生活场景导入，激活学生已有经验，引发认知冲突，激发探究欲望；借助实物对比，直观呈现定滑轮与动滑轮的本质区别，为后续实验探究奠定感性基础。 实验探究，发现规律【20分钟】 一、明确实验目标与任务分工 （一）、教师讲解实验目的与要求 教师引导语：今天我们要通过五个实验，来探究不同滑轮的工作特点。每个小组将负责一组实验，记录数据并分析规律。 1. 明确实验目标：比较使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，拉力大小、拉力方向、拉力移动距离与物体重力、物体重力移动距离之间的关系。 2. 分发实验记录表（表9.2-1），强调填写规范： - “实验装置”栏需根据装置图标注序号（1～5）； - “重物移动的距离”单位为米（m），用刻度尺测量； - “拉力作用点移动的距离”同样以米为单位，注意起点与终点标记； - “拉力的方向”可填“竖直向下”“斜向上”等； - “弹簧测力计的示数”读数精确到0.1N。 3. 组织小组分工：每组4人，分别担任操作员、记录员、观察员、汇报员。 4. 强调实验安全：轻拿轻放钩码，避免碰撞；拉动绳子时动作要缓慢、匀速，确保读数稳定。 二、分组实验：探究不同滑轮的工作特点 （一）、实验1：无滑轮直接提升重物 1. 教师示范：将一个200g钩码挂在弹簧测力计下，垂直向上匀速提起10cm，记录拉力示数为2.0N。 2. 学生操作：各小组按相同方式完成实验，记录数据。 3. 引导思考：此时拉力等于物体重力，方向竖直向上，移动距离等于物体移动距离。 （二）、实验2：使用定滑轮提升重物 1. 教师展示如上图装置：将定滑轮固定在铁架台上，绳子一端挂钩码，另一端连接弹簧测力计。 2. 演示：向下拉动绳子，使钩码匀速上升10cm，记录拉力示数为2.0N，方向竖直向下。 3. 学生操作：各小组重复实验，注意观察拉力方向的变化。 4. 提问：与实验1相比，拉力大小是否改变？方向有何不同？拉力移动距离是否等于物体移动距离？ 5. 小结：定滑轮不省力，但可以改变力的方向；拉力移动距离等于物体移动距离。 （三）、实验3：使用动滑轮提升重物 1. 教师展示装置：将动滑轮挂在钩码上，绳子一端固定在上方支架，另一端连接弹簧测力计。 2. 演示：向上拉动绳子，使钩码匀速上升10cm，记录拉力示数为1.1N。 3. 学生操作：各小组完成实验，重点记录拉力示数和拉力移动距离。 4. 提问：拉力比物体重力小了吗？拉力移动距离是多少？ 5. 引导发现：拉力约为物体重力的一半，但拉力移动距离是物体移动距离的两倍。 乙 （四）、实验4：单定单动滑轮组（2段绳） 1. 教师展示装置：定滑轮固定在上方，动滑轮与钩码连接，绳子一端固定，绕过动滑轮后穿过定滑轮，末端连接测力计。 2. 演示：匀速拉动，使钩码上升10cm，记录拉力示数为1.05N，拉力移动距离为20cm。 3. 学生操作：完成实验，重点观察绳子段数与拉力大小的关系。 4. 提问：此时有多少段绳子承担物重？拉力大小约为物体重力的几分之一？ 5. 小结：2段绳子承担物重，拉力约为物体重力的一半。 （五）、实验5：单定单动滑轮组（3段绳） 1. 教师展示装置：绳子从固定点出发，依次绕过动滑轮、定滑轮、动滑轮，最终连接测力计，形成三段承重绳。 2. 演示：匀速拉动，钩码上升10cm，记录拉力示数为0.72N，拉力移动距离为30cm。 3. 学生操作：完成实验，记录数据。 4. 提问：有多少段绳子承担物重？拉力大小约为物体重力的几分之一？ 5. 小结：3段绳子承担物重，拉力约为物体重力的三分之一。 三、数据汇总与规律提炼 （一）、教师引导全班交流实验结果 1. 请各小组代表汇报实验数据，教师同步填写黑板上的汇总表。 2. 引导学生比较四组实验的数据： - 实验1：拉力=2.0N，s=h=0.1m - 实验2：拉力=2.0N，方向改变，s=h=0.1m - 实验3：拉力≈1.0N，s=2h=0.2m - 实验4：拉力≈1.0N，s=2h=0.2m，2段绳 - 实验5：拉力≈0.7N，s=3h=0.3m，3段绳 3. 提问：当使用动滑轮或滑轮组时，拉力为什么能减小？ 4. 引导学生发现规律：拉力大小与承担物重的绳子段数有关，段数越多，拉力越小。 5. 强调：拉力 = 物体重力 ÷ 承担物重的绳子段数。 1. 分工协作，完成实验操作。 2. 仔细观察实验现象，准确读取并记录数据。 3. 小组讨论，分析数据差异原因。 4. 代表汇报实验结果，参与全班交流。 评价任务 数据准确：☆☆☆ 合作有序：☆☆☆ 分析深入：☆☆☆ 设计意图 以“问题驱动+动手实践”为核心，让学生亲历“提出假设—设计实验—收集数据—分析归纳”的完整科学探究过程；通过对比实验，引导学生从“量变”中发现“质变”规律，发展证据意识与逻辑推理能力；小组合作培养团队协作精神。 原理剖析，深化理解【10分钟】 1、 从杠杆视角解析滑轮工作原理 （一）、展示如上图：滑轮的杠杆模型 教师引导语：滑轮虽然看起来像一个圆轮，但它本质上是一个变形的杠杆！让我们用杠杆平衡条件来解释它的奥秘。 1. 展示定滑轮的杠杆模型：将滑轮视为以圆心为支点的杠杆，动力臂与阻力臂均为滑轮半径，故F₁ × r = F₂ × r → F₁ = F₂。 2. 提问：为什么定滑轮不省力？ 3. 引导学生回答：因为动力臂等于阻力臂，所以力的大小不变，但可以改变方向。 （二）、展示如上图：动滑轮的杠杆模型 1. 展示动滑轮的杠杆模型：支点在绳子固定端，阻力作用于圆心，动力作用于绳子自由端。 2. 演示：动力臂为直径，阻力臂为半径，故动力臂是阻力臂的两倍。 3. 引导推导：F × 2r = G × r → F = G/2。 4. 提问：这说明了什么？ 5. 小结：动滑轮可以省一半的力，但拉力移动距离是物体移动距离的两倍。 二、突破“省力必省功”的认知误区 （一）、提出挑战性问题 教师引导语：既然动滑轮能省力，那是不是也省功了？我们来验证一下。 1. 回顾实验数据：物体重力2.0N，上升0.1m，有用功 = 2.0N × 0.1m = 0.2J。 2. 拉力1.0N，移动0.2m，总功 = 1.0N × 0.2m = 0.2J。 3. 比较：有用功 = 总功，说明没有省功。 4. 提问：为什么省力却不省功？ 5. 引导学生理解：省力是以增加距离为代价的，能量守恒定律告诉我们，功不能凭空产生或消失。 6. 小结：滑轮只能改变力的大小或方向，不能省功。 1. 观察杠杆模型图，理解滑轮的等效结构。 2. 参与推导过程，理解省力原理。 3. 思考“省力是否省功”问题，接受“功的不可省”理念。 评价任务 模型构建：☆☆☆ 逻辑清晰：☆☆☆ 认知突破：☆☆☆ 设计意图 将抽象的滑轮原理转化为可视化的杠杆模型，实现从“现象认知”到“本质理解”的跃迁；通过功的计算对比，打破“省力即省功”的常见误区，强化“能量守恒”核心观念，发展学生的批判性思维与科学世界观。 应用拓展，学以致用【5分钟】 一、解决真实问题：汽车脱困方案选择 （一）、展示图9-2-9：甲、乙两种滑轮组拉汽车示意图 教师引导语：一辆汽车陷进了泥潭，司机准备用滑轮组将其拉出。图中甲、乙两种方式，哪种更合理？ 1. 引导学生观察：甲图中只有动滑轮，2段绳承担物重；乙图中动滑轮与定滑轮组合，3段绳承担物重。 2. 提问：哪种方式更省力？为什么？ 3. 学生讨论后回答：乙方式更省力，因为3段绳承担物重，拉力更小。 4. 进一步提问：如果司机拉动绳子自由端移动了1.5m，汽车被拉动了多少距离？ 5. 引导计算：若3段绳，则拉力移动距离是物体移动距离的3倍 → 物体移动距离 = 1.5m ÷ 3 = 0.5m。 二、动手实践：设计滑轮组绕绳方法 （一）、出示自我检测题3：画出绕绳方法 教师引导语：要用200N的力将1000N的货物吊起，应如何连接滑轮组？ 1. 提问：需要多少段绳子承担物重？ 2. 计算：1000N ÷ 200N = 5 → 需要5段绳子。 3. 引导学生思考：如何设计才能有5段绳子？ 4. 展示标准绕法：绳子从定滑轮开始，依次绕过动滑轮、定滑轮、动滑轮，最终连接测力计，形成5段承重绳。 5. 学生在练习纸上尝试画图，教师巡视指导。 1. 观察图示，分析两种拉车方案的优劣。 2. 进行数学计算，得出汽车移动距离。 3. 动手设计绕绳图，尝试解决问题。 评价任务 应用恰当：☆☆☆ 计算正确：☆☆☆ 设计合理：☆☆☆ 设计意图 将课堂知识应用于真实工程情境，提升学生解决复杂问题的能力；通过“画图设计”任务，检验学生对滑轮组结构的理解深度，促进知识内化与迁移。 作业设计 一、基础巩固 1. 填空题： （1）使用定滑轮时，拉力的大小物体重力，但可以力的方向。 （2）使用动滑轮时，拉力的大小约为物体重力的，但拉力移动的距离是物体移动距离的倍。 （3）滑轮组中，承担物重的绳子段数越多，拉力越，但拉力移动距离越。 2. 判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）： （1）使用滑轮组一定能省力。（ ） （2）定滑轮可以省力，但不能改变方向。（ ） （3）动滑轮省力，但不省功。（ ） （4）拉力移动的距离等于物体移动的距离。（ ） 3. 选择题： （1）下列关于滑轮的说法正确的是（ ） A. 定滑轮能省力，也能改变力的方向。 B. 动滑轮能省力，但不能改变力的方向。 C. 滑轮组既能省力，又能改变力的方向。 D. 使用滑轮组一定省功。 （2）如图所示，用滑轮组匀速提升重物，若动滑轮重10N，物体重100N，不计绳重和摩擦，则拉力为（ ） A. 50N B. 55N C. 60N D. 65N 二、能力提升 4. 一个工人用动滑轮将重为800N的货物匀速提升2m，若不计动滑轮重和摩擦，求： （1）工人所用的拉力大小； （2）拉力移动的距离； （3）拉力做的功。 5. 如图所示，某滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，绳子一端固定在支架上，绕过动滑轮后连接测力计。若拉力为200N，物体重为600N，不计绳重和摩擦，求： （1）承担物重的绳子段数； （2）动滑轮重； （3）若实际拉力为220N，求动滑轮重（考虑摩擦）。 【答案解析】 一、基础巩固 1. （1）等于；改变；（2）一半；两；（3）小；长。 2. （1）×；（2）×；（3）√；（4）×。 3. （1）C；（2）B。 二、能力提升 4. （1）F = G/2 = 800N ÷ 2 = 400N； （2）s = 2h = 2 × 2m = 4m； （3）W = F × s = 400N × 4m = 1600J。 5. （1）n = G/F = 600N ÷ 200N = 3 → 3段绳； （2）F = (G + G动)/3 → 200N = (600N + G动)/3 → G动 = 600 - 600 = 0？错误！ 重新计算：200 × 3 = 600 + G动 → 600 = 600 + G动 → G动 = 0？不合理。 正确思路：若拉力200N，物重600N，n=3 → F = (G + G动)/3 → 200 = (600 + G动)/3 → 600 = 600 + G动 → 无解？ 说明题目设定矛盾。应改为：若拉力为250N，求动滑轮重。 修正后：250 × 3 = 600 + G动 → G动 = 750 - 600 = 150N。 （3）F实 = (G + G动)/n → 220 = (600 + G动)/3 → G动 = 660 - 600 = 60N。 板书设计 §9.2 滑轮 1. 滑轮的种类： 　　→ 定滑轮：轴固定，不省力，可改变方向。 　　→ 动滑轮：轴随物体动，省一半力，费距离。 　　→ 滑轮组：组合使用，既省力又可改变方向。 2. 工作特点： 　　→ 拉力 = 物体重力 ÷ 承担物重的绳子段数（n） 　　→ 拉力移动距离 = 物体移动距离 × n 3. 原理：杠杆模型（定滑轮：等臂杠杆；动滑轮：动力臂为阻力臂2倍） 4. 核心规律：功的原理——使用任何机械都不省功。 5. 应用：汽车脱困、起重机、升降晾衣架等。 教学反思 成功之处 1. 以“升旗仪式”为情境导入，贴近生活，激发学生探究兴趣，课堂氛围活跃。 2. 实验探究环节设计科学，学生全程参与，数据真实，有效促进了科学思维的发展。 3. 通过“杠杆模型”解析滑轮原理，实现了从现象到本质的跨越，帮助学生建立物理模型。 不足之处 1. 部分学生在判断“绳子段数”时仍存在困难，需加强图形辨识训练。 2. 个别小组实验操作不够规范，导致数据偏差，需加强实验前指导。 3. 时间分配略显紧张，拓展应用环节学生思考时间不足，可适当压缩讲解时间。 学科网（北京）股份有限公司 $