11.2 滑轮
教学目标:
【知识与技能】
1、通过观察和实验,了解滑轮的结构,能区别定滑轮和动滑轮
2、理解滑轮的工作原理,会用这一原理进行简单的计算
3、能识别生活和生产中常见的滑轮
4、经历实验探究过程,了解使用定滑轮和动滑轮的特点:定滑轮不省力,但能改变力的方向,动滑轮省力但不能改变力的方向
【过程与方法】
1、通过观察,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】
通过探索性实验,提高观察能力、实验操作能力和比较、分析、概括的能力,培养严肃认真、实事求是的科学态度。
教学重点难点:
重点:定滑轮和动滑轮的结构和特点。
难点:理解滑轮的工作原理,会用这一原理进行简单的计算
教学过程:
一、设置情境
提问:每周一升国旗时,国旗是如何被升上旗杆的?
激发学生思考:旗杆的顶端有什么?
引入滑轮,板书课题:滑轮
二、探究新知
1、探究定滑轮的奥秘
引导学生思考:联系升国旗想一想定滑轮有什么特点?能说几个说几个。
提示:人是不是站在上面把国旗拉上去的呢?它能不能和物体一起移动?
那么它到底有什么奥秘?下面我们就来仔细的研究一下。出示定滑轮的有关图片:
引导学生观察:如图,甲图是一个等臂杠杆的示意图。现在把等臂杠杆进行如下的等效变换:先把直棒加宽变形成一个圆轮,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂均保持不变(图乙),再把圆轮的边缘挖一个槽,这就变成了一个滑轮,最后把它固定使用就成了定滑轮(图丙)。
使用定滑轮时,把重物系在绳的一端,将绳绕过滑轮的槽,在槽的另一端用力拽绳子,如图丁所示。无论你横着、斜着或竖直向下拉绳子,通过凹槽里绳子的作用,都可将你的拉力转变成向上的拉力,从而把重物提起来。
从图丙可知,定滑轮是绕轴转动的,轴是定滑轮的支点。动力臂与阻力臂等长,均等于滑轮半径。由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,动力等于阻力。
由此可见,定滑轮的实质是一个等臂杠杆,使用它既不省力也不省距离,但改变了用力方向,使工作更方便。定滑轮在实际生活中有着广泛的应用:如船员向下用力,可以升起船帆;向下拉动窗帘的引线,可以使窗帘闭合或拉开;建筑工人站在地面上从不同角度用力,都可以将不太重的建筑材料提升到高处。
提问:通过观察你发现定滑轮有何特点?
【学生讨论后总结板书:】
定滑轮的特点:
(1)定滑轮的实质是一个等臂杠杆,使用它既不省力也不省距离,但改变了用力方向,使工作更方便。
(2)它是固定的,不能随物体一起移动
2、探究动滑轮的奥秘
师:定滑轮经过人们长期的使用,感觉特方便,后来又发现只要将定滑轮不固定,将物体和滑轮连在一起移动会省一半的力!为什么呢?下面我们一起来研究一下,出示动滑轮的有关图片:
引导学生观察思考:甲图中将要移动的物体现在由绕在滑轮上的左、右两段绳子牵拉着,可见,使用动滑轮可以小一半力。从图乙可知,动滑轮随时绕悬绳与滑轮的接触点转动,此点即为动滑轮的支点。再将动滑轮加工压缩变形成一根直棒,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂均保持不变(图丙),这样动滑轮就成了变形的杠杆(图丁)。若拉线都是平行的时候,动力臂为轮的直径,阻力的二分之一,即使用动滑轮可省一半力。
由此可见,动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用时可省一半力,但要多移动一倍距离(即把重物提升1m,你就得拉绳子2m),且不能改变力的方向。
提问:通过观察你发现动滑轮有何特点?
【学生讨论后总结板书:】
动滑轮的特点:
(1)动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用时可省一半力,但要多移动一倍距离。
(2)动滑轮随着物体一起移动。
三、实践应用
1、学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升。对折合滑轮的说法,正确的是( )
A.这是一个动滑轮,可省力
B.这是一个定滑轮,可省力
C.这是一个动滑轮,可改变力的方向
D.这是一个定滑轮,可改变力的方向
2、如图所示,物体A重20N,滑轮重1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体B的重为_________N。
3、如图,滑轮B是一个 滑轮,如果物体在水平面上做匀速直线运动,拉力F=10N,则物体A受到的摩擦力的大小是 。
课堂总结