《滑輪》教學(xué)設(shè)計(jì)

鮑要武 宋修志

（本課選自人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》八年級(jí)下冊(cè)第十二章第2節(jié)）

一、教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)與技能

（1）能識(shí)別定滑輪和動(dòng)滑輪.

（2）認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用.

（3）會(huì)安裝滑輪組，并能根據(jù)安裝情況分析施加的拉力大小與重物的關(guān)系.

2. 過程與方法

通過自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來研究定滑輪是否省力、定滑輪和動(dòng)滑輪的不同作用.

3. 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）意識(shí)到定滑輪和動(dòng)滑輪的不同作用，發(fā)展探究簡(jiǎn)單機(jī)械的興趣.

（2）聯(lián)系滑輪在日常生活中的應(yīng)用，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感教育.

二、重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)：研究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn).

難點(diǎn)：安裝滑輪組.

三、教具

滑輪、細(xì)線、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、刻度尺.

四、教學(xué)過程

1.復(fù)習(xí)提問

（1）杠桿可以分為哪幾類？它們之間的區(qū)別是什么？

（2）舉兩個(gè)省力杠桿和等臂杠桿的實(shí)例.

2.新課講授

（1）引言

觀察教材圖12.2-1，大人利用滑輪將重物吊到二樓，大人讓孩子幫忙，卻把孩子吊了上去.你能解釋其中的道理嗎？

（2）閱讀教材

了解定滑輪和動(dòng)滑輪在生活中的應(yīng)用，了解什么是定滑輪、什么是動(dòng)滑輪.

定滑輪：在提升重物時(shí)，它的軸始終固定在支架上不動(dòng)的滑輪.

2015年9月3日上午，以中共中央、全國(guó)人大常委會(huì)、國(guó)務(wù)院、全國(guó)政協(xié)、中央軍委名義在北京天安門廣場(chǎng)舉行紀(jì)念中國(guó)人民抗日戰(zhàn)爭(zhēng)暨世界反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)勝利70周年大會(huì)，習(xí)近平總書記出席并作重要講話.在五星紅旗冉冉升起的那一刻，在場(chǎng)的每一個(gè)中國(guó)人心中都充滿自豪感和使命感.旗桿上安裝的滑輪就是定滑輪.

動(dòng)滑輪：在提升重物時(shí)，隨著重物一起上升（或下降）的滑輪.

（3）實(shí)驗(yàn)：《研究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)》

物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，探究知識(shí).

如圖12.2-3，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，研究定滑輪和動(dòng)滑輪在提升鉤碼時(shí)的省力情況，總結(jié)規(guī)律.

定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，它的優(yōu)點(diǎn)是可以改變力的方向.

動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿，它的優(yōu)點(diǎn)是可以省力.

例1： 已知物體和動(dòng)滑輪總重為860N，要用不大于200N的力將物體勻速提起，問：動(dòng)滑輪和重物需要幾段繩子承擔(dān)？（不考慮繩重和摩擦）

分析：在不考慮繩重和摩擦的條件下，求繩子段數(shù)的題型分為兩類：①如果不考慮動(dòng)滑輪的重力，有n =G物/ F;②如果考慮動(dòng)滑輪的重力，有n =（G動(dòng)+G物）/ F.對(duì)于n的結(jié)果中小數(shù)點(diǎn)后面出現(xiàn)尾數(shù)，無(wú)論是否小于5，一律向前進(jìn)1，因?yàn)槔K子的段數(shù)應(yīng)該是整數(shù).

n =（G動(dòng)+G物）/ F=860N/200N=4.3≈5

即需要5段繩子承擔(dān)，此時(shí)施加的動(dòng)力實(shí)際為F=860N/5=172N .

（4）滑輪組

把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起，構(gòu)成滑輪組（如圖12.2-4）.出示實(shí)驗(yàn)器材，認(rèn)識(shí)滑輪組的構(gòu)造，哪部分是定滑輪，哪部分是動(dòng)滑輪.學(xué)生動(dòng)手組裝滑輪組，根據(jù)安裝情況分析施加的拉力大小與重物的關(guān)系.

①判斷省力情況：忽略動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦，動(dòng)滑輪由幾段繩承擔(dān)（包括系在動(dòng)滑輪掛鉤上的那段繩），所用的拉力就是物重的幾分之一.

如右圖：

②繩的繞法：繩子的段數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繞線時(shí)從動(dòng)滑輪掛鉤開始繞線;當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繞線時(shí)從定滑輪掛鉤開始繞線.概括為：奇動(dòng)、偶定.

（5）閱讀材料：《科學(xué)世界》輪軸和斜面

①輪軸：由輪和軸組成、能繞共同軸線旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單機(jī)械，叫做輪軸.輪軸的實(shí)質(zhì)是能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿.

例如：球形門把手、方向盤、水龍頭、轆轤、扳手、鑰匙、手搖鉛筆刀、絞盤、石磨、手搖卷?yè)P(yáng)機(jī)、收音機(jī)的旋鈕.

②斜面：與水平方向有不為零的夾角的平面叫做斜面.

例如：盤山路、金字塔、樓梯.

電梯事故——安全教育

2015年7月26日上午，湖北荊州市一百貨公司手扶電梯發(fā)生事故.電梯與樓面連接的迎賓踏板松動(dòng)，導(dǎo)致一名抱著幼兒的女士被卷入電梯內(nèi)不幸遇難.女子在遇險(xiǎn)一剎那，奮力將3歲的兒子托舉送出得以生還，自己卻在8秒內(nèi)被電梯吞沒.為避免此類事故發(fā)生，除了對(duì)電梯進(jìn)行定期檢修外，有關(guān)電梯急停方式的知識(shí)普及，也同樣重要.在電梯兩端，都有紅色的電梯急停按鈕.在自動(dòng)扶梯出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)，可及時(shí)按下該按鈕使自動(dòng)扶梯停止運(yùn)行.

3.課堂小結(jié)：請(qǐng)一名學(xué)生總結(jié)，其他學(xué)生補(bǔ)充.

4.課堂測(cè)試：見投影.

5.布置作業(yè)：教材第84頁(yè)第1題、第4題.

6.板書設(shè)計(jì)：略.

五、設(shè)計(jì)思考

在新一輪的課程改革中，各種創(chuàng)新的教學(xué)模式如雨后春筍般層出不窮.有全新的模式，也有新舊結(jié)合模式.有的模式重視理論導(dǎo)學(xué)，有的模式重視實(shí)驗(yàn)探究，有的模式融合教育信息化.殊途同歸，終極目標(biāo)都是讓學(xué)生獲得物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，初步了解物理學(xué)的發(fā)展歷程，經(jīng)歷物理規(guī)律的探究過程，感受、認(rèn)識(shí)和運(yùn)用物理學(xué)的基本思想和基本方法，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度，逐步形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀.

本節(jié)課從感知、識(shí)別、探究、交流、分析、歸納、應(yīng)用等方面設(shè)計(jì)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié).

（一）知識(shí)的連貫性

課前復(fù)習(xí)提問的問題是上一節(jié)內(nèi)容，既起到了復(fù)習(xí)鞏固的作用，又可以考查學(xué)生的掌握情況，這就很好地為本節(jié)課做了鋪墊，避免了因固有知識(shí)的缺失造成的理解困難.

（二）開場(chǎng)的趣味性

新課導(dǎo)入時(shí)利用了教材的圖片，既以教材為根本，又有趣味性，加之教師幽默的語(yǔ)言，學(xué)生被深深地吸引.使學(xué)生對(duì)新課的內(nèi)容已經(jīng)有了充分的思考，激發(fā)了學(xué)生的求知欲.

（三）實(shí)驗(yàn)的探究性

本節(jié)課由實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律，深入淺出，印象深刻.學(xué)生對(duì)于自己歸納出的結(jié)論，記憶猶新，運(yùn)用自如.實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，易于得出正確的結(jié)論，也增強(qiáng)了學(xué)生的自信心和成就感.以實(shí)驗(yàn)探求新知，必能引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行深入思考，提高動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析解決問題的能力.

（四）選題的典型性

在總結(jié)出定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)之后，用精選的例題鞏固新知識(shí)，題型貼近中考.對(duì)于一個(gè)知識(shí)點(diǎn)多題強(qiáng)化，對(duì)于一道題訓(xùn)練一題多解.

（五）講解的實(shí)效性

實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主體，同時(shí)教師要予以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。實(shí)驗(yàn)前演示幻燈片，將實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)標(biāo)注其中，使教師的整體指導(dǎo)有效.使學(xué)生更加明確實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，做到有的放矢.

（六）作業(yè)的延展性

布置學(xué)生課外觀看微課視頻，鞏固本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)關(guān)注對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的探索.課內(nèi)打基礎(chǔ)，課外下功夫.

（七）難點(diǎn)的簡(jiǎn)化性

1. 蘊(yùn)含高中知識(shí)

教材的漫畫中人在上升時(shí)，未必勻速上升，可能是加速上升，加速運(yùn)動(dòng)是高中具體學(xué)習(xí)的知識(shí);另外，提升動(dòng)滑輪時(shí)，要“勻速豎直向上”提，如果不這樣提，會(huì)導(dǎo)致彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F>G/2.

2. 確定支點(diǎn)位置

動(dòng)滑輪的支點(diǎn)隨動(dòng)滑輪的運(yùn)動(dòng)而變化.我們可以假設(shè)把動(dòng)滑輪稍微向上提一下，動(dòng)滑輪與繩接觸、沒動(dòng)的點(diǎn)就是支點(diǎn).