11.2《滑轮》 教学设计-2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

该初中物理教学设计聚焦定滑轮、动滑轮及滑轮组核心知识，通过生活实例图片、视频导入，引导学生观察区分两种滑轮，建立与杠杆知识的联系，搭建从生活到物理的学习支架。 此资料以实验探究为核心，通过“假设-实验-结论”过程定量验证滑轮组规律，结合杠杆原理分析本质，培养科学探究与科学思维能力，助力学生形成物理观念，提升教师教学效率与学生解决实际问题能力。

11.2 滑轮 课 题 第十一章 第2节 滑轮 课 型 实验探究课 教学目标 1.通过实物观察和对比实验，掌握定滑轮（改变方向/不省力）与动滑轮（省力/不改变方向）的核心特征，理解其作为变形杠杆的物理本质。 2.经历“假设-实验-结论”的完整探究过程，定量验证滑轮组中拉力与物重的关系（F=G/n），学会用控制变量法分析省力效果与绳子段数的规律。 3.能够根据实际需求（如省力程度/方向要求）设计合理的滑轮组方案，通过受力分析图明确动滑轮、定滑轮的搭配逻辑，解决吊装搬运等工程问题。 4.综合运用受力分析公式和杠杆原理，解释塔吊/升降机等设备中滑轮组的工作原理，完成从“物理模型→数学推导→真实场景”的认知迁移。 教学重点 1.通过实物观察和对比实验，掌握定滑轮（改变方向/不省力）与动滑轮（省力/不改变方向）的核心特征，理解其作为变形杠杆的物理本质。 2.经历“假设-实验-结论”的完整探究过程，定量验证滑轮组中拉力与物重的关系（F=G/n），学会用控制变量法分析省力效果与绳子段数的规律。 教学难点 能够根据实际需求（如省力程度/方向要求）设计合理的滑轮组方案，通过受力分析图明确动滑轮、定滑轮的搭配逻辑，解决吊装搬运等工程问题。。 教学方式 讨论式、讲授式、探究式 教具学具 多媒体 教学过程 设计 教师活动预设 学生活动预设 设计目的 【演示ppt3】 提问：除了杠杆之外，滑轮也是一种常见的简单机械，它在日常生活中的应用非常广泛。大家在生活中见过滑轮吗？ 展示照片，请学生观察图片，正确区分滑轮。 提问：滑轮有什么特点呢？ 【演示ppt4】 板书：一、定滑轮与动滑轮 1. 认识滑轮 滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的轮子。 【演示ppt5】 播放视频：动滑轮与定滑轮 提问：观察这两种滑轮在使用过程中有什么不同之处？ 【演示ppt6】 展示使用定滑轮的场景图片 旗杆顶端的滑轮 补充说明国旗上升时，旗杆顶端的 滑轮轴不随物体一起移动。 展示使用动滑轮的场景图片 起重机下面的滑轮 补充说明货物上升时，起重机下面的滑轮轴随物体一起移动。 板书：（1）定滑轮：工作时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。 （2）动滑轮：轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。 观察图片，认识滑轮 记录 观察、听讲 记录 引入新课，认识滑轮 通过完成任务，拉近物理与生活的关系，反映出物理是有用的 认识定滑轮和动滑轮 【演示ppt7】 板书：2.探究定滑轮的特点 展示图片 提出问题： （1）使用定滑轮是否省力（或更费力）？ （2）使用定滑轮是否省距离（或费距离）？ （3）什么情况下使用定滑轮? 设计实验： 分别使同一物体在不使用定滑轮、使用定滑轮时匀速运动，记录实验时弹簧测力计拉力的大小和方向，以及弹簧测力计和钩码移动的距离。然后由数据分析得出结论。 【演示ppt8、9】 进行实验： （1）用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。 （2）使用定滑轮缓缓提升钩码，记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离、拉力移动的距离及拉力的方向。 展示实验步骤图 （3）改变拉力的方向：分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F_1、F_2 、 F_3的大小。把实验数据记入表格中。 （4）改变钩码的重力，重复上述实验。 展示实验步骤图 【演示ppt10】 分析论证： 表格信息见ppt (1)拉力与重力的大小关系：，即使用定滑轮不省力。 (2)定滑轮可以改变拉力的方向。 (3)拉力（绳末端）移动距离与钩码上升的高度相等：。 【演示ppt11】 实验结论： （1）使用定滑轮不省力； （2）不省距离，可以改变力的方向。 提醒：可以改变力的方向是指：拉力的方向与物体运动方向不同。 【演示ppt12】 板书：3.探究动滑轮的特点 展示图片： 提出问题： （1）使用动滑轮是否省力（或更费力）？ （2）使用动滑轮是否省距离（或费距离）？ （3）什么情况下使用动滑轮? 设计实验： 分别使同一物体在不使用动滑轮、使用动滑轮时匀速运动，记录实验时弹簧测力计拉力的大小和方向，以及弹簧测力计和钩码移动的距离。然后由数据分析得出结论。 【演示ppt13】 进行实验： （1）用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。 （2）使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码，记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离ℎ及拉力移动的距离s。 （3）将测量结果填入表格。改变钩码的个数，重复上述实验过程。 展示实验步骤图 【演示ppt14】 分析论证： 表格信息见ppt （1）拉力与重力的关系：F＜G，即使用动滑轮省力。若不计动滑轮的重力及摩擦力时，则拉力：F=G/2。 （2）动滑轮不能改变拉力的方向。 （3）拉力（绳末端）移动距离与钩码上升高度的关系：s绳=2ℎ物。 【演示ppt15】 实验结论： 使用动滑轮最多可以省一半力， 但不能改变施力的方向，而且费距离。 提醒：拉力（绳末端）移动的距离s是物体上升高度ℎ的2倍： 【演示ppt16】 板书：4.从杠杆角度分析滑轮特点 （1）定滑轮 分析：定滑轮相当于如图所示的无数个可绕支点转动的杠杆组成。定滑轮的轴心为支点，动力臂与阻力臂都是滑轮的半径，它实质上是一个能够连续转动的等臂杠杆，所以，，即使用定滑轮不省力。 展示图片推导过程 【演示ppt17】 板书：（2）动滑轮 分析：动滑轮相当于由图所示的无数个可绕支点转动的杠杆组成，动滑轮点为支点，动力臂为滑轮的直径，阻力臂为滑轮的半径，它实质上可以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂倍的杠杆。所以在不计摩擦和动滑轮重时，动力是阻力的一半。 展示图片推导过程 【演示ppt18】 板书：5.从平衡状态分析滑轮特点 （1）定滑轮 分析：如图所示，在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G和拉力F的作用，由于物体匀速上升，所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力，大小相等，即F=G，所以使用定滑轮不省力。 物体向上运动，用力的方向是向下，所以，使用定滑轮能改变力的方向。 展示图片 【演示ppt19】 板书：（2）动滑轮 在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下，物体受到重力G和两段绳子的两个拉力F的作用。 由于物体匀速上升，所以两个拉力F跟物体的重力G是平衡力。则： 若考虑动滑轮的重力，忽略绳重、摩擦的情况下，由于物体匀速上升，所以四个力平衡，满足： ， 拉力 展示图片 【演示ppt20】 板书：6.两种滑轮的区别 提问：能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？ 听讲 进行实验 听讲、讨论 记录 思考、讨论 记录 思考、记录 思考、讨论、记录 通过实验探究和分析实验数据，思考和总结定滑轮和动滑轮的特点 培养学生理性分析能力，体现知识的应用和联系 【演示ppt21】 板书：二、滑轮组 1.认识滑轮组 用一根绳绕过定滑轮和动滑轮牵拉物体便构成了滑轮组。 提问：这两个滑轮组有什么不同？ 【演示ppt22】 （1）绳端的固定点不同： 甲固定在定滑轮的轴上，乙固定在动滑轮的轴上。 （2）拉力的方向不同： 甲通过定滑轮向下，乙通过动滑轮向上。 （3）挨着动滑轮的承重绳股数不同： 甲有3股承重绳，乙有2股承重绳 【演示ppt23】 板书：2.滑轮组的特点 提问：用如图甲、乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高ℎ，在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时，所用拉力F各是多大？拉力移动的距离s与物体升高的距离ℎ是什么关系？ 【演示ppt24、25、26】 （1）甲滑轮组 ①用力情况：图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重，因为同一根绳子上的力相等，所以拉力的大小：F=1/2G（忽略动滑轮的自重与摩擦）。 ②距离情况：图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，所以拉力移动的距离为s=2h. 拉力F=1/2G；拉力移动的距离为s=2ℎ，使用该滑轮组省力费距离。 （2）乙滑轮组 ①用力情况：动滑轮上有三段绳子，每段绳子都要承担物重，因为同一根绳子上的力相等，所以拉力的大小：F=1/3G（忽略动滑轮的自重与摩擦） ②距离情况：重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为ℎ时，则每段绳子都要缩短ℎ，三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走，所以拉力移动的距离为s=3h. 拉力F=1/3G；拉力移动的距离为s=3ℎ，使用该滑轮组省力费距离。 （3）总结 用滑轮组提起重物时，若忽略滑轮重、绳重和摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一。 【演示ppt27、28、29】 知识迁移 【演示ppt30】 课程小结 【演示ppt31、32】 知识拓展1.轮轴 播放视频：轮轴 轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。如图，轮轴作为杠杆的支点在轴心O，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂。根据杠杆的平衡条件，因为，所以。 即动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。 展示图片 【演示ppt33、34、35】 2.滑轮组的设计 （1）确定承重绳股数 根据 F=1/nG 可得绳子的股数为n=G/F ，也可以根据 s=nℎ得n=s/ℎ，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的股数。 例如，绳子承受的力最大为100N，利用滑轮组将重为520N的物体匀速提高（绳、滑轮的自重及摩擦不计），则可以判断绳子的股数至少为 n=G/F=520N/100N=5.2，取n=6. （2）绕绳方式 当承重的绳子段数n为偶数时，绳的起始端系在定滑轮的挂钩上；当n为奇数时，绳的起始端系在动滑轮的挂钩上。 这一原则可概括为“奇拴动，偶拴定”。简称“奇动偶定”。 展示图片 （3）动滑轮个数确定 当需要n段绳子承担物重时，需要动滑轮的个数N为 ①N=n−1/2（n为奇数时）；②N=n/2（n为偶数时） （4）定滑轮个数确定 ①施力方向与物体运动方向相同 a. n为偶数时，定滑轮比动滑轮少一个； b. n为奇数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同。 ② 施力方向与物体运动方向相反 a. n为偶数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同； b. n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。 【演示ppt36】 作业布置 讨论后回答：把定滑轮和动滑轮组装在一起 记录 动手实验，记录数据 听讲、思考、讨论 听讲、思考、讨论 记录 思考并解答 思考、讨论、记录 培养学生理性分析能力，体现知识的应用和联系 能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系 巩固知识 拓展知识面 板书设计 第2节 滑轮 一、定滑轮和动滑轮 1.工作时，轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮。 2.工作时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。 二、探究定滑轮和动滑轮的特点 1.定滑轮和动滑轮的特点 （1）使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 （2）使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。 2.使用滑轮的理论分析 （1）定滑轮实质上是等臂杠杆。 （2）动滑轮实质上是动力臂是阻力臂2倍的杠杆。 三、滑轮组 1.定滑轮和动滑轮的组合叫做滑轮组。 2.F=（G+G动）/n s=nh （n是承担总重的绳子段数） 学科网（北京）股份有限公司 $