3. 使用定滑轮不省功。
2. 不省力 , 可以改变力的方向。
1. 滑轮的位置固定不变。
3.情感、态度与价值观:
体验科学探究的乐趣 , 学习科学的探究方法 , 从而领悟科学的思想和精神 , 培养抽象思维和论证问题的能力。通过对实验数据的收集 , 培养严肃认真的操作态度及科学分析实验数据的能力。
[ 教学重点 ]
定滑轮、动滑轮的作用。
[ 教学方法 ]
采用实验探究、讨论归纳的方法。
[ 教学过程 ]
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教师活动设计 |
学生活动设计 |
一、复习提问 |
1.杠杆有哪三种?各有什么特点?举例说明。 2.剪铁用的剪刀和镊子是省力杠杆还是费力杠杆? |
学生回答。 |
教师出示实物并进行演示,并画出这两个杠杆的示意图。要求学生正确画出它们的力臂,讲清道理,说明结论。 剪铁用剪刀和镊子两杠杆示意图如图所示。 |
画出力臂。 |
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二、新课引入 |
教师先举一个滑轮的实例,再要求学生举滑轮的例子,根据使用时滑轮的不同情况进行分类(即按定滑轮和动滑轮分类)。 |
学生举例。 |
提问它们的特点是什么,由此给出定义:滑轮是一个周边有槽、并可以绕轴转动的轮子。 教师给出滑轮的分类。 滑轮有两种:定滑轮和动滑轮。使用时滑轮的位置固定不变的叫做定滑轮,使用时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。 |
讨论特点。 |
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再举些滑轮实例,可连接录像。 |
学生观看录像。 |
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1 .定滑轮 |
观察定滑轮。定滑轮工作时,它的轴固定不动。 举例:如旗杆顶部的装置为定滑轮。 (2) 提问:使用定滑轮有什么特点? |
观察定滑轮工作的状态,轴是固定不动的。 |
演示实验: ① 称量钩码的重力; ② 演示如图所示的实验,匀速拉动弹簧测力计,物体上升,拉力的方向改变,但弹簧测力计的示数不变,特点是 G = F 。使用定滑轮吊起物体时,可以改变力的作用方向,达到操作方便的目的。 |
观察实验: 学生通过教师的演示得出使用定滑轮可以改变力的作用方向,定滑轮不能省力。 |
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提问:使用定滑轮不能省力,那么能否省距离?能否省功? |
学生思考 |
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按照下图进行演示。使学生清楚地看到:“动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等,使用定滑轮不能省力,也不能省距离。” 由此得出使用定滑轮不能省功。 |
观察实验,得出结论: ① 动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等,使用定滑轮不能省力,也不能省距离。 ② 由 W = Fs得出 W 与提升物体所需的功Gh相等,使用定滑轮不能省功。 |
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2 .动滑轮 |
(1) 教师边讲边演示动滑轮提升重物。 要求学生讨论分析,此时提起重物使用的滑轮与刚才演示实验使用的定滑轮有何不同点? 教师在学生讨论后小结:动滑轮工作时,轴和重物一起移动。另外用力方向也不同,用定滑轮时拉力方向是向下的,使用动滑轮提升重物时拉力的方向是向上的。 (2) 提问:使用动滑轮有什么好处?动滑轮中绳的拉力和做功情况怎样? |
学生讨论。 |
(3) 组织学生实验,按课本实验探究,参照下图进行实验。 由于研究定滑轮时教师已演示过实验,学生可以自己设计出实验步骤。 说明:重物用 2 个钩码表示,有利于分析数据。用弹簧秤测出钩码重。读取弹簧秤的示数时,跨过动滑轮的两条绳要竖直、平行。 学生实验,教师巡回指导。 |
实验:两人一组,自行设计实验步骤及表格记录数据。 |
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按左图所示进行实验。 观测弹簧测力计的示数F1 和 F2 及钩码升高的高度 H 和手拉弹簧测力计拉起的高度s。 |
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学生实验完毕后,教师请几组学生分别将自己的一组数据填到教材中的表格中,分析学生数据。 (4) 总结: 使用动滑轮提升钩码,弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。 两根绳子吊着重物和滑轮,这两根绳子的力之和约等于钩码的重力,符合平衡力的原理。 动力作用点移动的距离s是物体上升高度 H 的 2 倍。 使用动滑轮不能省功。 说明:在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了,当钩码重远大于动滑轮重时,动滑轮才可忽略不计,从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论。 |
通过数据分析得出: ⑴ 使用动滑轮提升钩码,弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。 ⑵ 动力作用点移动的距离s是物体上升高度 H 的 2 倍。而使用动滑轮虽不能改变力的方向,但可以省一半力。使用动滑轮不能省功。 |
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三、课堂小结 |
认识定滑轮、动滑轮。 |
[ 实践活动 ]
建议:“发展空间”中的“我的设计”。
[ 板书 ]
第三节 滑轮
2.过程与方法:
由问题的提出、猜测、经过实验探究 , 使学生亲身经历物理问题的研究过程。
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
[仪器材料] 定滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计
分组实验器具: 动滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计、铁架台、刻度板
[ 教学目标 ]
1.知识与技能:
使学生借助已有知识:理解滑轮的原理 , 知道滑轮的作用。
1. 通过探究,你能理解阿基米德的名言吗? 请就此写一篇短文。 2. 用杠杆知识分析、理解天平的原理和调整过程。
[ 板书 ]
杠杆平衡的条件:
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
F1L1 = F2L2
3.情感、态度与价值观: 体验科学探究的乐趣,了解杠杆在生活中的应用。
[ 教学重难点 ]
探究杠杆平衡条件。
[ 教学方法 ]
实验探究法。
[ 教学过程 ]
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教师活动设计 |
学生活动设计 |
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一、 杠杆的原理 |
出示杆秤,对杆秤进行分析,画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 使用杆秤称水果,要求称不等量的水果,请一位学生上来演示。 |
学生称不等量的水果。 |
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置疑: 你为什么要这样称 ? |
因为要使杠杆达到平衡,如果杆秤不平衡了,就无法称出水果的多少,且要根据水果的多少来移动秤砣或更换秤钮。 |
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对,我们要使杠杆达到平衡。 杠杆的平衡与哪些因素有关,有什么样的关系 ? 与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。 |
与水果及秤砣重量,还有他们与杠杆提手之间的距离有关。 |
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二、实验探究 |
通过实验探究,得到确定的关系。 |
探究杠杆的平衡条件。 |
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每2人一组实验,要求讨论如何设计这个实验。 |
讨论实验步骤。 |
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步骤如下: (1) 将杠杆挂在铁架台上,观察是否在水平位置平衡 ( 静止 ) ;若不是,可调节平衡螺母,使之水平平衡。 此处可提问:为什么要使杠杆在水平位置平衡?若学生回答不出,可要求课后思考。 (2) 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码,在支点右边也挂上钩码,直至杠杆平衡为止。 (3) 重复多做几次平衡实验,得到不同数据。 (4) 将数据记录下来,分析得出结论。 |
记录的是杠杆上的格数,如果不在水平位置平衡,那么臂长就不等于格数×格长了。 |
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开始实验,完成探究任务。
老师在学生探究过程中进行巡视,发现问题及时提出,让学生自己去分析、解决问题。 完成实验后,任意选择五组,请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。 将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中,讨论可得到什么结论 ( 杠杆平衡的条件 ) 。 教师可提出各种猜想,加减乘除关系都可。 可能有学生得到其他关系式,但不适合所有数据,因此它不是杠杆平衡条件。 |
学生分组认真探究,将结果填入自己设计好的表格中,同时对得到的结论进行分析、讨论。 |
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对公式进行变形可以得到比例式 ,它的含义是:如果动力臂是阻力臂的几倍,那么动力就是阻力的几分之一。 |
学生:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。 |
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[课堂练习] 1.画出下图中 F'和 F"的力臂,并比较杠杆平衡时 F' 与 F"的大小. 2.下图所示杠杆,OA 长20cm,AB 长60cm,现在 A 处挂一重200N的物体,若使 B 处的弹簧秤示数最小,弹簧秤的方向怎样?弹簧秤的示数是多少? |
练习,理解。 |
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三、杠杆的分类 |
由杠杆的平衡关系,可以得到当力不等时,对应的力臂也不等。可将杠杆分为三类:
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跟随教师分析出三种类型的杠杆。 |
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分析中提出相关问题:省力、费力是谁相对谁而言?省距离、费距离的含义是什么? 举例分析:从撬棒撬石头分析费距离的含义。 所谓省距离或费距离指的是动力作用点移动距离s1 ,相对于阻力作用点移动距离s2 而言的。杠杆平衡条件说明,当动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力是省力杠杆。如图所示,当动力作用点移动 s1 距离时,阻力作用点移动s2 距离,且s1 >s2 ,因此使用撬棒撬石头省力而费距离。 |
思考,回答。 |
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要求学生举例,并进行分类。 |
举例,分类。 |
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四、课堂小结 |
杠杆的平衡条件 F1L1 = F2L2; 杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。 |
[ 实践活动 ]
2.过程与方法: 经历“探究杠杆平衡条件”的过程。
授课地点: 物理实验室
授课教师:
授课时间: 1课时
[仪器材料] 杆秤
分组实验器材: 铁架台、杠杆、钩码等
[ 教学目标 ]
1.知识与技能:
(1) 知道杠杆平衡的条件;
(2) 能根据实际需要正确选择和使用杠杆。
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