内容正文:
第2节 滑 轮
教学目标
【知识与技能】
1.认识定滑轮和动滑轮.
2.知道简单机械的一些应用.
3.知道轮轴和斜面也能省力.
【过程与方法】
1.通过观察和实验,了解定滑轮和动滑轮的结构.
2.通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点.
【情感、态度与价值观】
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.
重点难点
【重点】
定滑轮和动滑轮的特点.
【难点】
对滑轮、斜面和轮轴特点的探究.
教学过程
知识点一 定滑轮和动滑轮
【自主学习】
阅读课本P81-83,完成以下问题:
1.滑轮是边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮.
2.轴固定不动的滑轮叫做定滑轮.物体和滑轮一起移动,这样的滑轮叫做动滑轮.
【合作探究】
1.我们可以直接用手将物体提升,但如果高度太高,手够不到怎么办呢?比如把国旗提升到顶端.这个时候就要用到滑轮了.升国旗时使用的滑轮有什么样的特点?
答:滑轮的轴不随物体一起运动,我们将这样的滑轮称为定滑轮.
2.滑轮除了刚才的用法,还可采用如图所示的用法来提升物体,该滑轮有什么样的特点?
答:滑轮在转动,滑轮的轴随物体一起运动,将这样的滑轮称为动滑轮.
探究 定滑轮和动滑轮的特点
使用定滑轮、动滑轮能否省力(或更费力)?能否省距离(或需要移动更大的距离)?通过实验来研究定滑轮和动滑轮的特点.
答:实验器材:弹簧测力计、钩码(多个)、滑轮、铁架台、细线、刻度尺.
进行实验:
实验一:①如图甲所示,用弹簧测力计测出钩码的重力.②如图乙所示竖直向下匀速拉动弹簧测力计,使钩码保持平衡,读取弹簧测力计的示数,并与钩码所受的重力的大小进行比较.③改变钩码个数或更换不同定滑轮,进行多次实验,并记录数据.
实验二:①如图右侧所示,用弹簧测力计测出钩码的重力.②如图左侧所示竖直向下匀速拉动弹簧测力计,使钩码保持平衡,读取弹簧测力计的示数,并与钩码所受的重力的大小进行比较.③改变钩码个数或更换不同动滑轮,进行多次实验,并记录数据.
实验数据:
表一 定滑轮
实验次数
定滑轮重力/N
钩码重力/N
弹簧测力计示数F/N
钩码上升高度h/m
绳子自由端移动距离h/m
拉力方向
物体移动方向
1
0.4
2
2.05
0.3
0.3
向下
向上
2
0.4
2
31
0.5
0.5
向下
向上
3
0.41
5
5.12
0.6
0.6
向下
向上
表二 动滑轮
实验次数
动滑轮重力/N
钩码重力/N
弹簧测力计示数F/N
钩码上升高度h/m
绳子自由端移动距离h/m
拉力方向
物体移动方向
1
0.4
2
1.21
0.3
0.6
向上
向上
2
0.4
3
1.72
0.5
1.0
向上
向上
3
0.4
5
2.71
0.6
1.2
向上
向上
实验结论:结论一:使用定滑轮可以改变动力的方向,但不能省力,也不省距离.若不考虑绳子与滑轮之间的摩擦,作用在绳子自由端的拉力等于物体所受到的重力.
结论二:使用动滑轮提升物体时,省力,但费距离.拉力F略大于物体和动滑轮总重的一半.
【教师点拨】
1.定滑轮中沿各个方向拉动时拉力大小都一样;定滑轮的实质是l1=l2的等臂杠杆.
2.动滑轮的特点是可以省一半力(只有竖直方向拉动时,才能省一半的力);动滑轮的实质是l1=2l2的省力杠杆.
【跟进训练】
定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物,若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如图所示),力的大小分别为F1、F2、F3,则( D )
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.三个力一样大
知识点二 滑轮组
【自主学习】
阅读课本P83,完成以下问题:
1.把定滑轮和动滑轮组合在一起即可构成滑轮组.
2.使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向.
【合作探究】
1.定滑轮可以改变用力方向,动滑轮可以省力,那么如果想省力又想改变用力方向,该怎么办?
答:可以把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组.
2.由此可知滑轮组有何特点?
答:使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向.
3.使用滑轮组时能省多少力?
答:使用滑轮组提升重物时,若动滑轮的重力和所有摩擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一,即F=G.
【教师点拨】
使用滑轮组水平拉动物体时,不计绳、轮重力及摩擦,滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一.则F拉=f;物体移动距离与绳自由端移动距离的关系s绳=ns物.
【跟进训练】
下列关于使用滑轮组的优点的论述,较全面的是( C )
A.一定省力,又能改变力的方向
B.一定省力,但不能改变力的方向
C.有时能省力,又能改变力的方向,有时可以省力,但不能改变力的