初中物理《滑轮和机械效率》复习教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

初中物理《滑轮和机械效率》复习教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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初中物理《滑轮和机械效率》复习教学设计学情分析教材分析课后反思

《滑轮和机械效率复习》（教学设计）

一、教学目标

知识与技能

1．认识定滑轮和动滑轮，理解定滑轮、动滑轮的作用。

2.会根据要求使用和组装滑轮组

3.理解机械效率的含义，会进行相关计算。

过程与方法

1．通过观察，得出定滑轮、动滑轮的工作特点；知道定滑轮是一种等臂杠杆、动滑轮是一种省力杠杆的变形；

2．在对实例的分析和解释中进一步理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的应用。

3、知道机械效率，并能进行计算。

情感、态度和价值观

1．意识到定滑轮和动滑轮的不同作用，提高探究简单机械的兴趣；

2．运用学过的科学知识解释生活中的滑轮，进一步感受到生活和科学的关系；

教学重点和难点

重点：

定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用及特点。

难点：

滑轮组的机械效率及计算

教学过程

一．引入：

演示：

杠杆提水的实验

在杠杆的一端施加一个向下的动力，发现杠杆已经碰地了，小桶还没有离开井口。

提问：

该怎么办呢？

将杠杆向上移动，就能使杠杆继续转动，小桶就会继续被举高。

（边讲边做）如果杠杆能够连续转动，小桶就可以被举得更高。

（演示）

提问：

杠杆要是连续转动起来的话，大家想象一下，会是怎样的情况呢？

操作：

转动红色的等臂杠杆

现象：

看到它形成了一个圆。

操作：

用自制教具改装。

讲授：

像这样改装好的装置就叫做滑轮，滑轮实际上就是杠杆的变形，它也是一种简单机械。

在现代化生产中，人们使用的往往是复杂的机械，但复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合起来的。

今天我们就开始学习滑轮。

二．新课教学：

请学生观察：

滑轮由哪些部分组成呢？

（PPT出现一个滑轮）

学生：

有轮子（轮子的边缘有什么特点呢？

）

学生：

有凹陷（我们把它称为槽。

）

教师：

轮子会不会转呢？

（会）

教师：

绕着什么转？

（绕着圆心）

教师：

也就是绕着通过圆心的轴转动。

教师：

轴用框固定。

教师：

框的上下还各有一个钩子。

引入定义：

像这样能够绕轴转动的，边缘有槽的轮子就叫做滑轮。

板书：

一、滑轮

1．定义：

能够绕……

2．组成部分：

轮轴框钩

滑轮画法：

（用PPT）先画轮，再画轴，然后框，最后钩。

再请学生观察：

这两个滑轮在构造有没有不同呢？

（没有）

老师利用其中一个滑轮将这个重物举高：

1.把滑轮挂在铁架台上

2.在绳子的一端挂上重物

3.将绳子绕过滑轮

4.在绳子的另一端施加一个向下的拉力

思考：

教师提供一套完全相同的器材，请学生用这个滑轮想出另一种方法，同样也把这个重物举高。

学生讨论：

请同学你上来表演。

（学生操作过程中，滑轮会打翻，可以提示：

先将重物挂在滑轮上）

（注意：

举高后一定要将绳子的自由端固定好。

）

总结：

操作步骤：

1.将绳子的一端固定在铁架台上

2.把重物挂在滑轮的下方

3.将绳子穿过滑轮

4.在绳子的另一端施加一个向上的拉力，重物就被举高了

操作：

教师同时利用这两个滑轮将重物举高。

（操作：

两边同时拉）

思考：

这两个滑轮在构造上是相同的，大家认真观察，它们在工作过程中有什么不同呢？

（一个滑轮会动，另一个不会动）哪一个不会动？

（左边）教师在左边这个滑轮上贴一个小圆点，当向下拉绳子的时候，看看滑轮有没在动？

总结：

可见，不能说是滑轮不动，而是滑轮的轴不动。

而右边这个滑轮的轴会随着物体的运动而运动。

（PPT）

定义：

把在工作过程中轴固定不动的滑轮叫定滑轮。

把在工作过程中轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。

板书：

3.分类：

定滑轮：

轴固定不动

动滑轮：

轴随物体一起运动

可见，定滑轮和动滑轮不是构造不同，也不是一个会动，一个不会动。

而是由在工作过程中轴会不会随着物体一起运动来区分的。

二、定滑轮的工作特点

1.利用定滑轮工作有什么好处呢？

分析：

在没有利用定滑轮时，要将重物举高，力就要向上。

（演示）

而用了定滑轮之后，力的方向可以向下。

（边讲边演示）

总结：

使用定滑轮的好处是：

可以改变力的方向。

2.利用定滑轮工作能不能省力呢？

如果直接匀速向上（副板书：

匀速）提起物体，需要多大的力？

测量:

拉力为多少牛？

（2N）那么物体的重力也就是2N。

即阻力为2N,记为F2=G=2N（副板书）

而用了定滑轮之后，需要的拉力为多大呢？

测量：

此时拉力为多少？

（2.1N）这是动力，记为F1=5.2N（副板书）

分析：

因为动力大于阻力，所以使用定滑轮不省力。

3.为什么使用定滑轮不能省力呢？

这个问题如何分析？

谁想出来了？

（请同学发言）

分析：

刚才我们已经知道了滑轮实际上就是杠杆的变形，（出示教具）现在我们再把它变回杠杆进行分析。

（将滑轮变回杠杆）

引导：

大家观察一下，当提起重物时，支点在哪？

（在轴上）

这是动力作用线，这是阻力作用线，（边讲边用手比划）

从支点到动力作用线的距离为动力臂；从支点到阻力作用线的距离为阻力臂。

（用手比划）

发现：

动力臂等于半径，阻力臂也等于半径，即l1=l2。

也就是说定滑轮的实质是一个什么杠杆？

（等臂杠杆）（再点PPT）

证明：

当匀速举起重物时，杠杆处于平衡状态。

根据杠杆的平衡条件：

F1×l1=F2×l2因为l1=l2所以F1=F2

可是刚才我们测出F1=2.1，F2=2N；为什么实际过程中F1略大于F2呢？

分析：

因为轮在绕着轴转动时，轴与轮之间会产生摩擦，同时绳子与槽之间也有摩擦。

若忽略摩擦力的话，则F1等于F2。

4.如果沿着不同方向拉绳子，一样可以将物体匀速举高，那么力的大小会一样吗？

（会&不会）用实验来验证。

演示：

向下拉时，F1=2.1N

斜向下拉，F1‘=2.1N

水平拉时，F1‘‘=2.1N

无论沿哪个方向拉，力的大小都不变。

这又是为什么呢？

5.为什么沿不同方向拉绳子，力的大小都不变呢？

分析：

斜拉时，阻力和阻力臂不变，现在动力是沿着这个方向的，发现动力臂还是等于半径，即定滑轮还是个等臂杠杆。

因此F1‘=F2。

水平拉时，动力臂仍然等于半径，说明它仍然是一个等臂杠杆，则F1‘‘=F2

总结：

所以，无论我们沿什么方向拉，定滑轮始终是一个等臂杠杆。

综上所述，定滑轮工作的特点是：

板书：

1.可以改变力的方向2.不能省力3.实质：

等臂杠杆

三、动滑轮的工作特点

1.利用动滑轮工作会不会改变力的方向呢？

请一个同学来分析。

分析：

在没有利用动滑轮时，要将重物竖直向上举高，力的方向要竖直向上。

而用了动滑轮，力的方向还是竖直向上。

（边讲边演示）

总结：

利用动滑轮不能改变力的方向。

2.利用动滑轮工作能不能省力呢？

演示：

现在我用了动滑轮也把重物匀速举高，所需要的拉力为多少呢？

再用弹簧测力计测一下。

（1.3N）记为动力F1=1.3N

发现动力小于阻力，所以使用动滑轮可以省力。

3.为什么使用动滑轮可以省力呢？

该如何分析？

再将动滑轮变回杠杆来分析。

分析：

当提起重物的时候，支点在哪里？

在绳子和轮接触的地方这是动力作用线，这是阻力作用线，（边讲边用手比划）把动力臂和阻力臂画出来从支点到动力作用线的距离为动力臂；从支点到阻力作用线的距离为阻力臂。

（先用手比划）动力臂等于直径，阻力臂等于半径，即l1=2l2。

也就是说动滑轮的实质是一个省力杠杆

4.那使用动滑轮可以省多少的力呢？

请一个同学到黑板上证明：

当匀速举起重物时，杠杆出于平衡状态。

根据杠杆的平衡条件：

F1×l1=F2×l2

因为l1=2l2所以F1=1/2F2即使用动滑轮可以省多少的力？

（一半）

若学生没有写根据杠杆平衡条件四个字，就问学生，这个公式成立的条件是什么呢？

（杠杆要平衡）那现在杠杆平衡了吗？

（平衡了）

为什么呢？

因为我们是匀速举起重物，杠杆是匀速转动，所以杠杆处于平衡状态。

5.刚才我们测出F2=2N，F1=2.1N，为什么实际过程中F1略大于1/2F2？

学生：

因为有摩擦力。

补充：

除了有摩擦力之外，还有其他原因吗？

刚才我们将物体举高的时候，什么也被举高了？

（动滑轮也被举高了），如果忽略摩擦力，也忽略了动滑轮和绳子的重的话，则F1等于1/2F2。

综上所述，我们可以总结出利用动滑轮工作的特点是：

板书：

1.不能改变力的方向2.可以省力3.实质：

省力杠杆

四．滑轮组

现在请大家欣赏一幅漫画：

（PPT第一幅图）大家看漫画里有两个人，一个胖子，一个瘦子，还有一袋很重的面粉。

（PPT第二幅图）他让瘦子帮他抓住绳子，自己上楼去搬，

提问：

大家猜猜看，胖子会成功吗？

（PPT打出第三幅图）：

我们看到面粉落地了，瘦子反而被提起来了，所以，胖子失败了。

请大家分析一下胖子失败的原因是什么？

（因为瘦子比面粉轻，瘦子力气不够大……）

PPT失败原因：

1.G瘦子

2.使用定滑轮不能省力

思考：

现在，还是这袋面粉，还是这个定滑轮，面粉和瘦子都在地面上，老师再给你一个滑轮，请你帮助他们想想办法，怎样才能让瘦子把面粉拉到二楼的窗口呢？

大家讨论一下。

分析：

首先，老师提供给你的滑轮必须把它组装成动滑轮呢还是定滑轮呢？

（动）对，因为我们要省力，所以必须把它组装成动滑轮，用它来省力；其次，原来的那个定滑轮还要不要用呢？

（要）

还需要一个定滑轮来改变力的方向；

总结：

那既要用动滑轮来省力，又要用定滑轮来改变力的方向，因此，我们就必须将动滑轮和定滑轮组合起来使用。

怎么组合呢？

也就是绳子怎么绕呢？

（边说边组装成并列的滑轮组）实际上动滑轮固定在铁架台上的绳子可以直接挂在定滑轮的钩子上，也是一样的。

那我们来看一下正确的绕线方法：

应当是从内到外绕的：

PPT:

应当是从内到外绕的：

先从定滑轮的钩子开始从上往下绕过动滑轮，再从下往上绕过定滑轮，最后拉力的方向是往下的。

定义：

像这样，将动滑轮和定滑轮组合在一起的装置就叫做滑轮组。

它既可以省力，又可以改变力的方向。

思考；请大家思考一下，使用这样的滑轮组可以省多少的力呢？

分析：

我们把面粉和动滑轮看成一个整体，大家想想这里是几段绳子在承担物重呢？

现在我们把绳子剪断，大家可以看到这两段绳子是吊着物体的，而另外一段直接就落地了，所以承当物重的绳子只有这两段，即n＝2，若忽略了动滑轮的重的话，每一段绳子只承当二分之一的G物，即F拉＝1/2G物，也就是可以省一半的力。

若面粉重300N,则拉力只要150N.

思考：

再请大家思考一下，如果我要用100N即1/3G物的力将面粉提到二楼，还是这个滑轮组，那又该如何组装呢？

请大家讨论。

分析：

首先力要用1/3G物，那n要等于多少？

也就是必须有三段绳子来承当物重。

刚才吊着动滑轮的只有两段，现在还需要一段，该系在哪里呢？

只能系在钩子上。

PPT:

绳子从动滑轮的钩子上开始往上绕过定滑轮，再往下绕过动滑轮，最后拉力的方向是向上得，所以此时，瘦子必须跑到二楼去拉。

那这样的连接方式对不对呢？

我们再用刚才的方法分析一下。

PPT:

我们再把绳子剪断，发现这三端都是吊这动滑轮的，可见每一段都承当1/3G物，即100N的力就可以把面粉提到二楼。

思考：

再请大家看这个滑轮组，承当物重的绳子有几段？

4

那这个滑轮组呢？

承当物重的绳子有几段？

5

若用n来表示承担物重的绳子的段数的话，则F拉＝1/nG物

五、机械效率

1．定义：

物理学中有用功与总功的比值叫机械效率。

用η表示。

2．表达式：

3．说明：

①机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，所以是一个无单位的物理量。

②因为W有用总小于W总，所以机械效率η总小于1。

③机械效率是描述机械性能优劣的物理量，机械效率高的机械性能优良。

机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关；与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的数量多少也无关．

4．活动：

①根据上述测量结果计算不同情况下动滑轮的机械效率；

②实验、讨论动滑轮的机械效率与哪些因素有关？

如何才能提高它的机械效率？

5．例题：

（1）用定滑轮缓慢提升质量为20kg的物体，所用拉力为220N，当物体提升2m时，求有用功、总功和动滑轮的机械效率。

（g=10N/kg）

（2）由于在使用杠杆时的摩擦非常小，故杠杆是一种机械效率非常高的简单机械，若用一根机械效率为90%的杠杆将一个18．0kg的物体提升50cm，需要做多少总功？

（g=10N/kg）

五．小结：

１．定滑轮：

（1）特点：

可以改变力的方向，但不省力

（2）实质：

是一个等臂杠杆

２．动滑轮：

（1）特点：

不能改变力的方向，但可以省一半的力

（2）实质：

动力臂是阻力臂二倍的杠杆

３．滑轮组：

（1）使用优点：

既可省力，又可改变力的方向）公式

<<滑轮和机械效率复习>>学情分析

滑轮是生产和生活中的普遍使用的机械，生活中学生对滑轮已耳闻目睹，对于滑轮在什么地方使用，滑轮的外形构造等已经较熟悉。

但对于它的特点及用途并不了解。

加上学生才接触物理，只学习了一学期，对于学生的操作水平，和归纳能力尚不够成熟。

根据《滑轮和机械效率》一课的特点和学生实际，我采用的教学方法是：

课件演示、学生交流、放电脑漫画、观察、讨论、讲解为主的多边法教学。

通过观察、实验和看电脑漫画激发学生的兴趣，让学生勤动手做实验，从实验中探究新知，给学生提供充足的空间，引导学生在公式推导过程中，理解机械效率的含义，让学生大胆的探索。

让学生在愉快的氛围中感知探索新知，调动学生的主动性和积极性。

<<滑轮和机械效率复习>>效果分析

本节课在学生已经熟悉知识的基础上，直接引入学习目标，从学生对滑轮的了解，说出滑轮的定义、实质、工作特点等，进而通过画图分析滑轮组的绕法，并总结规律，提高学生的学习兴趣，学生课堂认真听讲，积极思考问题。

学生基本能够利用教师提供的学习材料准确的复习巩固基础知识，提高了学习水平。

这节课全体学生能够参与活动，体现了教育要面向全体学生的要求，使全班同学都能够学到知识。

提高了学生对科学探究的兴趣。

也提高了学生的动脑思维能力。

由于学生已经学习过对应知识，学生在对定滑轮、滑轮和滑轮提起物体时，对工作特点有较熟练的应用，有一定的分析问题和解决问题的能力，对于滑轮组的综合应用问题还要在下一步复习中进一步。

对于机械效率的计算学生能基本掌握计算方法，知道了滑轮组的机械效率的改变的影响因素，提高了解决问题的能力。

《滑轮和机械效率复习》教学反思

本节课我主要对滑轮和机械效率进行复习，直接提出本节课的学习目标，教学内容上分两大块，第一复习滑轮和滑轮组的知识，第二复习机械效率级滑轮组机械效率的计算。

通过复习回顾，总结出定滑轮和动滑轮的作用及滑轮组的绕线方法。

滑轮部分把杠杆知识迁移到滑轮，定滑轮的实质是个等臂杠杆，动滑轮的实质是个省力杠杆。

通过这样的教学过程，可以培养学生运用知识、迁移知识的能力。

通过画图找到滑轮组的绕法并总结规律，为滑轮组的机械效率计算做铺垫。

本节课为学生提供了多种学习经历，让学生在自主学习过程去体验，合作交流相结合，培养了学生分析观察概括的能力、团结合作的精神、探究精神和实事求是的科学态度。

教学中多次让学生小组交流，个别展示，在解决问题的过程中发现问题的解决方法，提高分析能力。

在今后教学中要尽量使课堂更好地适应学生的个性发展和自身需要，并使之得到充分的发展和展现。

《滑轮和机械效率复习》教材分析

本节是在学习杠杆的基础上，重点学习定滑轮和动滑轮，探究定滑轮和动滑轮的特点，

激发学生继续探索各种简单机械使用原理的兴趣。

难点是滑轮组的机械效率的计算。

由于内容较多可用两个课时。

教材首先采用一幅科学漫画，激发学生的好奇心，引入新课。

可以让学生说一说漫画所现的意思，使学生带着微笑与兴趣进入滑轮的学习。

教师在组织“比较定滑轮和动滑轮的特点的探究活动时，一定要留有充分的时间去让学生做实验，不要为了赶进度而在学生还没有进行足够的思考时草率得出结论。

由于教材上已有一定的提示，因此可放手让学生按教科书列出的步骤独立完成探究实验，对于程度好的学生，可以鼓励他们分析滑轮是杠杆的变形，使他们理解定滑轮不省力、动滑轮省一半力的道理。

探究结束后，让学生课堂上讨论探究结果，最后得出结论：

使用定滑轮不省力，但是能改变力的方向；使用动滑轮能省一半的力；需要改变力的方向时，使用定滑轮；而需要省力时就要使用动滑轮；既要省力、又要改变力的方向时，就要用到滑轮组。

对于滑轮组机械效率是难点，引导学生推导机械效率的的公式，并进行相关计算，在解决问题中理解机械效率的含义。

《滑轮和机械效率复习》评测练习

1、如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（）

A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重0.2N

C、拉力F做功的功率为0.3WD、该滑轮组的机械效率为83.3

2、如下图（a）所示，物体B重100N，在力F作用下匀速上升时，F应等于＿＿＿N。

（不计摩擦）

）

3、如上图（b）所示，物体A重为100N，挂重物的钩子承受的拉力是＿＿＿＿N。

人匀速拉绳子的力是＿＿＿＿N（动滑轮自重不计

4、如图所示的四个滑轮组中，图＿＿＿可省一半力，图＿＿＿最费力，图＿＿＿＿和图＿＿＿＿用力大小一样