第3节 滑轮（导学案）物理新教材人教版八年级下册

第3节 滑轮（导学案） 【学习目标】 物理观念：能识别定滑轮和动滑轮，知道它们的工作特点（是否省力、是否改变力的方向、是否省距离）。知道滑轮组的组成，并能根据绕线方式判断省力情况和移动距离关系。 科学思维：通过对比定滑轮和动滑轮的实验数据，学习用比较、归纳的方法得出结论。能运用二力平衡和杠杆平衡条件对定、动滑轮的特点进行理论分析，发展模型建构和推理能力。 科学探究：能完成“研究定滑轮和动滑轮的特点”学生必做实验。会设计实验方案，正确测量和记录数据，分析得出实验结论，并与同学交流评估。 科学态度与责任：通过了解滑轮在生产生活中的广泛应用，认识机械的使用对社会发展的作用。在实验探究中养成实事求是、合作交流的科学态度。 【学习重点】 通过实验探究认识定滑轮和动滑轮的特点。 【学习难点】 1、 动滑轮省一半力的原理分析； 2、 滑轮组中绳子段数（n）的判断及s=nh关系的理解 【自主预习】《第3节 滑轮》，并完成以下问题： 【知识准备与目标】 在开始新课之前，请先回顾并明确以下内容： 一、你需要用到的旧知识（杠杆复习）： 杠杆平衡条件：动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂 （公式：F₁l₁ = F₂l₂）。 杠杆分类：当动力臂 大于 阻力臂时，是 省力 杠杆。 二、本节课你将学到的新知识（核心知识填空）： 滑轮分类：工作时轴固定不动的叫 定滑轮；轴随物体一起运动的叫 动滑轮。 滑轮特点（实验探究）： 定滑轮：不省力，但可以 改变力的方向。 动滑轮：能省一半的力，但不能改变力的方向，且 费距离（拉力移动距离是物体移动距离的2倍）。 滑轮组：由 定滑轮 和 动滑轮 组合而成，既可以 省力，又可以 改变力的方向。 【预习导航】 第一部分：生活观察，初识滑轮 观察教材图12.3-2（旗杆顶部）和图12.3-3（电动起重机），或回想生活中的类似场景。 1. 共同结构：滑轮是一个周边有 凹槽 ，能绕 轴 转动的轮子。 2. 情境思考：阅读教材P113“问题”：工人站在地面，利用滑轮将重物提升到楼上。这样做有什么好处？ 可能会省力吗？ 3. 初步分类：根据滑轮在工作时 轴的位置是否移动 ，可以分为两类： · 定滑轮：使用时，滑轮的轴 固定不动 。（如旗杆顶部的滑轮） · 动滑轮：使用时，滑轮的轴 随物体一起运动 。（如起重机吊钩上的滑轮） 第二部分：实验预习，猜想特点 阅读教材P114“研究定滑轮和动滑轮的特点”实验部分。 1. 探究目的：本实验的目的是分别研究使用 定滑轮 和 动滑轮 提升重物时，拉力的大小、拉力的方向 以及 拉力移动的距离 与直接提升重物时有何不同。 2. 实验关键：实验中，都要让重物 匀速 上升，此时弹簧测力计的示数才等于拉力的大小。 3. 提出猜想：结合你的生活经验或杠杆知识，大胆猜想： 使用定滑轮提升物体，拉力可能 等于 （选填“大于”、“等于”或“小于”）物重，拉力的方向 可以改变 （选填“可以”或“不可以”）。 使用动滑轮提升物体，拉力可能 小于 （选填“大于”、“等于”或“小于”）物重，拉力的方向 不可以改变 （选填“可以”或“不可以”）。 第三部分：理论联系，深化理解 阅读教材相关内容，思考以下问题。 1. 本质分析（选做，挑战自我）： · 定滑轮可以看作一个 等臂 杠杆（动力臂和阻力臂都等于 滑轮半径），所以它不省力。 · 动滑轮可以看作一个 省力 杠杆，其动力臂是阻力臂的 2 倍（动力臂是 滑轮直径，阻力臂是 滑轮半径），所以在理想情况下能省一半的力。 2. 组合应用——滑轮组： · 当我们需要既 省力 又 改变力的方向 时，可以把定滑轮和动滑轮组合起来，构成 滑轮组。 · 观察教材图12.3-5，数一数有几段绳子吊着动滑轮和重物？这个数记为 n。 · 在忽略滑轮重和摩擦的理想情况下，拉力 F 与物重 G 的关系是：F = G / n。拉力移动的距离 s 与物体上升高度 h 的关系是：s = n × h。 第四部分：我的疑问与发现 预习疑问：在预习了本节课的内容后，你有什么不明白的地方？ 生活发现：请观察你的周围（家里、学校、路上），找出两个应用滑轮的实例，并判断它是定滑轮还是动滑轮。 1. 实例：__________，它是 定/动 滑轮。 1. 实例：__________，它是 定/动 滑轮。 【教师寄语】 同学们，小小的滑轮背后藏着大大的智慧！从改变方向的旗杆，到省力提物的起重机，都离不开它。请带着你的观察、猜想和疑问走进课堂，我们将一起动手实验，揭开定滑轮和动滑轮的奥秘，并探索将它们组合起来的无限可能！ 【课堂总结】 【课内知识通关练】 1．如图所示，利用定滑轮匀速提升重为50N的物体G，若不计摩擦和绳重，F3大小为          N，F1和F2的大小关系是F1          （选填“>”“<”或“=”）F2。使用定滑轮可以          （选填“省力”“省距离”或“改变力的方向”）。 【答案】50 = 改变力的方向 【详解】使用定滑轮不能省力，定滑轮可等效为等臂杠杆，在不考虑摩擦和绳重时，绳子两端的拉力相等且等于物体重力50N，F1 =F2；根据定滑轮的特点定滑轮可以改变力的方向。 2.一辆汽车陷进了泥潭，小明设计出甲、乙两种方案安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出，如图所示。两种方案使用相同的滑轮和绳子，下列说法正确的是(　　) A.甲图滑轮是动滑轮 B.乙图滑轮是定滑轮 C.甲方法可以改变力的方向 D.乙方法可以省距离 【答案】C 【解析】甲图中的滑轮使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮；乙图中的滑轮使用时轴的位置随被拉物体一起运动，是动滑轮，故A、B错误；甲图中的滑轮是定滑轮，可以改变力的方向，故C正确；乙图中的滑轮是动滑轮，实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆(省力杠杆)，最多能够省一半的力，但是费距离，故D错误。 3、使用下列装置来提升物体时，既能省力又能改变力的方向的装置是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB.A图是定滑轮、B图是动滑轮，单独使用都不能既省力、又改变力的方向，故AB不符合题意； C.C图是滑轮组，与动滑轮连接的绳子有两段，可以省力，拉力方向与重物被提升的方向相反，改变了力的方向，故C符合题意； D.D图是滑轮组，虽然可以省力，但拉力的方向和重物的提升方向相同，没有改变力的方向，故D不合题意。 故选C。 4.用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，则（　　） A. F1> F2>F3 B. F2>F3> F1 C. F2< F1<F3 D. F3<F1<F2 【答案】C 【解析】假设物块与地面的摩擦力为f，第一个滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1=f；第二个滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则；第三个滑轮为动滑轮，F3作用在轴上，F3=2f；所以F2＜F1＜F3，故ABD不符合题意，C符合题意。 5、如图所示，物体的重力都是30N，当物体被匀速提起时，拉力的大小分别是______N，______N。（不考虑摩擦和动滑轮与绳的重力） 【答案】 30 15 【详解】[1][2]左图的两个滑轮都是定滑轮，使用定滑轮不省力，所以；右图是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，由2段绳子承担物重，所以。 6、如图所示，动滑轮重1N，拉力F为5N，绳重和摩擦不计，则重物G和弹簧测力计示数为（　　） A．G为4N，弹簧测力计示数为5N B．G为9N，弹簧测力计示数为10N C．G为10N，弹簧测力计示数为5N D．G为9N，弹簧测力计示数为5N 【答案】D 【详解】由图可知，因为弹簧测力计和绳端拉力在一根绳子的两端，根据“动滑轮两边绳子所承受的拉力相等”可知，当拉力时，右端绳子所承受的拉力也为，则弹簧测力计的示数为。弹簧测力计与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，则，所以，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7、下图所示的是“一动一定”滑轮组，a、b为两个弹簧测力计，不计绳重、滑轮重及摩擦。当匀速提升的重物时，a、b两个弹簧测力计的示数分别为（　　） A．300N、100N B．300N、150N C．200N、100N D．200N、150N 【答案】C 【详解】由图可知承担物重的绳子股数为3，b弹簧测力计的示数为；定滑轮受到a弹簧测力计的拉力和向下的两股绳子的拉力，定滑轮处于平衡状态，所以a弹簧测力计的示数为，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 滑轮（导学案） 【学习目标】 物理观念：能识别定滑轮和动滑轮，知道它们的工作特点（是否省力、是否改变力的方向、是否省距离）。知道滑轮组的组成，并能根据绕线方式判断省力情况和移动距离关系。 科学思维：通过对比定滑轮和动滑轮的实验数据，学习用比较、归纳的方法得出结论。能运用二力平衡和杠杆平衡条件对定、动滑轮的特点进行理论分析，发展模型建构和推理能力。 科学探究：能完成“研究定滑轮和动滑轮的特点”学生必做实验。会设计实验方案，正确测量和记录数据，分析得出实验结论，并与同学交流评估。 科学态度与责任：通过了解滑轮在生产生活中的广泛应用，认识机械的使用对社会发展的作用。在实验探究中养成实事求是、合作交流的科学态度。 【学习重点】 通过实验探究认识定滑轮和动滑轮的特点。 【学习难点】 1、 动滑轮省一半力的原理分析； 2、 滑轮组中绳子段数（n）的判断及s=nh关系的理解 【自主预习】《第3节 滑轮》，并完成以下问题： 【知识准备与目标】 在开始新课之前，请先回顾并明确以下内容： 一、你需要用到的旧知识（杠杆复习）： 杠杆平衡条件： 。 杠杆分类：当动力臂 阻力臂时，是 杠杆。 二、本节课你将学到的新知识（核心知识填空）： 滑轮分类：工作时轴固定不动的叫 ；轴随物体一起运动的叫 。 滑轮特点（实验探究）： 定滑轮： ，但可以 。 动滑轮： ，但不能改变力的方向，且 （拉力移动距离是物体移动距离的2倍）。 滑轮组：由 和 组合而成，既可以 ，又可以 。 【预习导航】 第一部分：生活观察，初识滑轮 观察教材图12.3-2（旗杆顶部）和图12.3-3（电动起重机），或回想生活中的类似场景。 1. 共同结构：滑轮是一个周边有 ，能绕 转动的轮子。 2. 情境思考：阅读教材P113“问题”：工人站在地面，利用滑轮将重物提升到楼上。这样做有什么好处？ 可能会省力吗？ 3. 初步分类：根据滑轮在工作时 ，可以分为两类： · 定滑轮：使用时，滑轮的轴 。（如旗杆顶部的滑轮） · 动滑轮：使用时，滑轮的轴 。（如起重机吊钩上的滑轮） 第二部分：实验预习，猜想特点 阅读教材P114“研究定滑轮和动滑轮的特点”实验部分。 1. 探究目的：本实验的目的是分别研究使用 定滑轮 和 动滑轮 提升重物时，拉力的大小、拉力的方向 以及 拉力移动的距离 与直接提升重物时有何不同。 2. 实验关键：实验中，都要让重物 上升，此时弹簧测力计的示数才等于拉力的大小。 3. 提出猜想：结合你的生活经验或杠杆知识，大胆猜想： 使用定滑轮提升物体，拉力可能   （选填“大于”、“等于”或“小于”）物重，拉力的方向  改变 （选填“可以”或“不可以”）。 使用动滑轮提升物体，拉力可能  （选填“大于”、“等于”或“小于”）物重，拉力的方向  改变 （选填“可以”或“不可以”）。 第三部分：理论联系，深化理解 阅读教材相关内容，思考以下问题。 1. 本质分析（选做，挑战自我）： · 定滑轮可以看作一个 杠杆（动力臂和阻力臂都等于 ），所以它不省力。 · 动滑轮可以看作一个 杠杆，其动力臂是阻力臂的 倍（动力臂是 ，阻力臂是 ），所以在理想情况下能省一半的力。 2. 组合应用——滑轮组： · 当我们需要既 又 时，可以把定滑轮和动滑轮组合起来，构成 。 · 观察教材图12.3-5，数一数有几段绳子吊着动滑轮和重物？这个数记为 n。 · 在忽略滑轮重和摩擦的理想情况下，拉力 F 与物重 G 的关系是： 。拉力移动的距离 s 与物体上升高度 h 的关系是： 。 第四部分：我的疑问与发现 预习疑问：在预习了本节课的内容后，你有什么不明白的地方？ 生活发现：请观察你的周围（家里、学校、路上），找出两个应用滑轮的实例，并判断它是定滑轮还是动滑轮。 1. 实例：__________，它是 滑轮。 1. 实例：__________，它是 滑轮。 【教师寄语】 同学们，小小的滑轮背后藏着大大的智慧！从改变方向的旗杆，到省力提物的起重机，都离不开它。请带着你的观察、猜想和疑问走进课堂，我们将一起动手实验，揭开定滑轮和动滑轮的奥秘，并探索将它们组合起来的无限可能！ 【课堂总结】 【课内知识通关练】 1．如图所示，利用定滑轮匀速提升重为50N的物体G，若不计摩擦和绳重，F3大小为          N，F1和F2的大小关系是F1          （选填“>”“<”或“=”）F2。使用定滑轮可以          （选填“省力”“省距离”或“改变力的方向”）。 2.一辆汽车陷进了泥潭，小明设计出甲、乙两种方案安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出，如图所示。两种方案使用相同的滑轮和绳子，下列说法正确的是(　　) A.甲图滑轮是动滑轮 B.乙图滑轮是定滑轮 C.甲方法可以改变力的方向 D.乙方法可以省距离 3、使用下列装置来提升物体时，既能省力又能改变力的方向的装置是（　　） A． B． C． D． 4.用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，则（　　） A. F1> F2>F3 B. F2>F3> F1 C. F2< F1<F3 D. F3<F1<F2 5、如图所示，物体的重力都是30N，当物体被匀速提起时，拉力的大小分别是______N，______N。（不考虑摩擦和动滑轮与绳的重力） 6、如图所示，动滑轮重1N，拉力F为5N，绳重和摩擦不计，则重物G和弹簧测力计示数为（　　） A．G为4N，弹簧测力计示数为5N B．G为9N，弹簧测力计示数为10N C．G为10N，弹簧测力计示数为5N D．G为9N，弹簧测力计示数为5N 7、下图所示的是“一动一定”滑轮组，a、b为两个弹簧测力计，不计绳重、滑轮重及摩擦。当匀速提升的重物时，a、b两个弹簧测力计的示数分别为（　　） A．300N、100N B．300N、150N C．200N、100N D．200N、150N 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $