11.2.2 滑轮组、轮轴 教学设计 2026-2027学年物理苏科版九年级上册

该初中物理教学设计聚焦滑轮组和轮轴核心知识，通过复习定滑轮、动滑轮特点，以“能否既省力又改变方向”的问题导入，搭建旧知到新知的学习支架，梳理简单机械的递进关系。 资料以实验探究为特色，通过对比不同滑轮组绕法的实验数据归纳规律，用“分割法”突破绳子段数n的确定难点，结合汽车方向盘等实例解析轮轴的杠杆本质，培养科学探究与科学思维能力，助力学生掌握计算方法，便于教师开展分层教学。

11.2.2滑轮组、轮轴 一、基本信息 项目 内容 课题 11.2 课时2 滑轮组、轮轴 学科 物理 版本 苏科版（江苏科学技术出版社） 年级 九年级上册 课时 新授课（1课时） 学情 基础一般 二、课标要求 1. 会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。 2. 认识轮轴，并能简单分析其力与距离的情况。 3. 知道轮轴实质是变形的杠杆，能用杠杆平衡条件分析轮轴。 三、教学目标 维度 目标内容 知识与技能 ① 知道滑轮组的概念，理解滑轮组既可以省力又可以改变力的方向； ② 掌握滑轮组绳子段数的确定方法和拉力、距离的计算； ③ 知道轮轴的定义，理解其本质是变形的杠杆。 过程与方法 通过实验探究滑轮组的特点，经历从数据中归纳规律的过程； 通过例题分析，掌握滑轮组的计算方法。 情感态度与价值观 体会简单机械在生活生产中的应用，感受物理知识的实用性。 四、教学重难点 项目 内容 教学重点 ① 滑轮组的组装及绕线方法；② 滑轮组的计算（s绳=nh，F=G/n） 教学难点 ① 确定滑轮组绳子段数n；② 滑轮组的综合计算；③ 轮轴的杠杆本质理解 五、教学过程 【环节一】复习引入（约5分钟） 师生活动：复习定滑轮和动滑轮的特点 类型 特点 定滑轮 可以改变力的方向，但不能省力 动滑轮 可以省力，但不能改变力的方向 思考 能否有一种机械既可以省力又可以改变力的方向？ 【环节二】新课讲授（约25分钟） 知识点一：滑轮组 (1) 滑轮组的定义 把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。 特点：既可以省力，又可以改变施力的方向。 (2) 实验探究：滑轮组的特点 实验步骤： 1. a. 按图甲方式：用弹簧测力计直接提升钩码，匀速竖直拉动，记录拉力方向和示数； 2. b. 按图乙方式：组装第一种滑轮组，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，记录数据； 3. c. 按图丙方式：组装第二种滑轮组，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，记录数据。 4. d. 比较乙、丙两次实验，分析拉力大小、方向及绳子自由端移动距离。 实验数据记录： 实验序号 操作 h/m s/m 拉力方向 F/N 甲 直接提升物体 0.1 — 向上 约2 乙 第一种滑轮组合 0.1 0.2 向上 约1.2 丙 第二种滑轮组合 0.1 0.3 向下 约0.8 实验结论 ： 使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但是费距离。 (3) 滑轮组的绕线方法 对比项 第一种绕法（乙） 第二种绕法（丙） 绳子起点 _______ _______ 拉力方向 _______ _______ 拉力大小（相同物重） _______ _______ 绳子段数n _______ _______ 绕线规则（课件第6页）： 规则 说明 从轮子数量少的钩子开始 优先从动滑轮开始绕 定动交替 依次交替绕过定、动滑轮 就近原则 绳子自然收紧，不交叉打结 奇动偶定 n为奇数时从动滑轮开始；n为偶数时从定滑轮开始 反绕法 当规定拉力方向时，由外及内绕绳 (4) 确定绳子段数n——分割法 在定、动滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，绕在动滑轮上的绳子段数n即为承担物重的绳子段数。 滑轮组合 n的取值 1个定滑轮+1个动滑轮 n=2 1个定滑轮+2个动滑轮 n=3 2个定滑轮+2个动滑轮 n=4 答案：n=2对应第一种绕法（拉力向上）；n=3对应第二种绕法（拉力向下）。 (5) 滑轮组的计算 竖直方向滑轮组（不计绳重、摩擦）： 项目 公式 说明 力的计算（不计动滑轮重） F = G物 / n n为承担物重的绳子段数 力的计算（计动滑轮重） F = (G物 + G动) / n 若已知动滑轮重 距离关系 s绳 = n · h物 绳子自由端移动距离 = n倍物体上升高度 速度关系 v绳 = n · v物 绳子自由端速度 = n倍物体上升速度 【环节三】例题精讲（约10分钟） 例1 工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉。请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 解题思路： ① 规定拉力方向向下，需用反绕法，由外及内绕绳； ② 在动滑轮和定滑轮之间画虚线，数出动滑轮上绳子段数n； ③ 绳子起点应从动滑轮开始，最后绕过定滑轮钩子，引出自由端向下。 例2 如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g取10N/kg） A. 作用在绳子自由端的拉力F为150N B. 重物上升的速度是1m/s C. 绳子自由端移动的距离为6m D. 绳子自由端移动的速度是2m/s 答案：D（绳子自由端移动的速度应为3m/s，不是2m/s） 知识点二：轮轴 (1) 轮轴的定义 轮轴由具有共同转轴的大轮和小轮组成。 组成部分 通常称呼 大轮 轮 小轮 轴 常见实例：汽车方向盘、阀门旋钮、辘轳、水龙头、门把手、自行车把手等。 (2) 轮轴的杠杆原理 由杠杆的平衡条件可知： F1·R = F2·r 因为轮半径R大于轴半径r，所以作用在轮上的力F1总是小于作用在轴上的力F2。 因此使用辘轳可以省力。 【环节四】课堂练习（约8分钟） 练习1 F F’ 小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则： (1) 绳端移动距离是_______m； (2) 施加在绳端的拉力F是_______N； (3) 悬挂定滑轮处拉力F'是_______N。 分析： - 由图知：n=3（动滑轮上绳子段数） - s绳=n·h=3×1=3 m，故(1)答案=3m - F=(G物+G动)/n=(5+1)/3=2 N，故(2)答案=2N - 定滑轮受两边绳子拉力平衡：F'=G定=1N，故(3)答案=1N 答案：(1)3 m (2)2 N (3)1 N 练习2 r O R A B F2 F1 辘轳可看成不等臂杠杆——轮轴。若r=0.2m，R=0.8m，桶和水的总重量为120N，取水时匀速转动辘轳，力F为多少牛？ 分析：轮轴平衡条件：F1·R = F2·r F·R = G·r F×0.8m = 120N×0.2m F = (120×0.2)/0.8 = 30 N 答案：30 N 【环节五】课堂小结（约3分钟） 知识点 内容 滑轮组的定义 定滑轮和动滑轮组合，既省力又改变方向 滑轮组绳子段数n 用分割法：绕在动滑轮上的绳子段数 滑轮组计算 F=G物/n（不计轮重）；s绳=n·h；v绳=n·v 轮轴的定义 由具有共同转动轴的大轮和小轮组成 轮轴原理 实质是杠杆：F1·R=F2·r（省力条件：R>r） 六、板书设计 第2节 课时2 滑轮组、轮轴 一、滑轮组 1. 定义：定滑轮和动滑轮组合，既省力又改变方向 2. 绳子段数n（分割法）：绕在动滑轮上的绳子段数 3. 公式： F = G物 / n（不计轮重、绳重、摩擦） s绳 = n · h物 v绳 = n · v物 二、轮轴 1. 定义：具有共同转动轴的大轮（轮）和小轮（轴） 2. 原理：杠杆平衡条件 F1·R = F2·r 3. 特点：R>r 时省力（F1 < F2） 三、知识结构 滑轮组 = 定滑轮 + 动滑轮 轮轴 = 大轮（轮）+ 小轮（轴） 七、作业布置 - 完成教材配套练习题 - 思考：为什么滑轮组既省力又费距离？ - 预习下一节 八、教学反思 - 滑轮组绕线是教学难点，需多做示范，学生动手画图练习 - 分割法确定n是易错点，强调只看动滑轮上绳子段数 - 轮轴的杠杆本质是重点，通过辘轳实例帮助学生理解 - 针对基础一般学生，多做填空式练习降低难度 学科网（北京）股份有限公司 $