人教版初中八年级下册物理第十二章集体备课教案

第十二章简单机械

山卓丙宜慨鱼

本章是在前面学习过力学的基础上，研究杠杆、滑轮等简单机械，并进一步

研究简单机械的机械效率.通过本章学习，我们应该对力学知识获得进一步理解：

能从常见工具和器械中识别出杠杆和滑轮，知道杠杆、滑轮的特点和应用，会使

用简单机械改变力的大小和方向，能正确计算简单机械的机械效率.

本章可以分为两个部分，第一部分是第1、2节，学习杠杆、滑轮和其他一

些简单机械.第二部分是第3节，学习分析并计算简单机械的机械效率.

本章共分3节：

1.第1节“杠杆”，本节讲述了杠杆的概念和分类，要求学生能从生活中的

简单机械中识别出杠杆；本节有一个重要的实验“探究杠杆的平衡条件”，在教

学中不仅要使学生通过探究活动得到结论性、规律性的知识，而且要通过探究活

动掌握初步的科学探究方法.其中重点要学习设计实验表格，学习收集数据并用

图象处理实验数据的方法，学习控制变量法，学习怎样提出科学的猜想.

2.第2节“滑轮”，本节讲述了定滑轮、动滑轮的概念、特点和实质，并进

一步学习了滑轮组的特点和组装，最后引导学生初步了解斜面和轮轴的工作原理.

本节也有一个重要的实验探究“比较定滑轮和动滑轮的特点”，这个实验探究让

学生边思考边操作，自己摸索，学会安装滑轮，总结出两种滑轮的特点.

3.第3节“机械效率”，本节是在学习了功、功率的计算的基础上，引导学

生理解有用功、总功的概念并掌握机械效率的计算，知道实际提高机械效率的方

法.

G本章教学目标

【教学目标】

1.在知识与技能方面：①认识杠杆、识别杠杆的类型，理解杠杆的平衡条件.

②认识定滑轮、动滑轮，并能通过组装滑轮组改变力的大小和方向，解决简单的

实际问题.③理解有用功、额外功、总功和机械效率的概念，理解额外功产生的

原因，知道机械效率n<l,会正确进行有关机械效率的计算.

2.在过程与方法方面：探究杠杆的平衡条件，学习分析实验现象，寻找数据

间的规律，归纳出实验结论的一般方法；亲自动手组装滑轮组，体会滑轮组的好

处；通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学计划和实验方案.

3.在情感态度与价值观方面：在实验中培养学生具有对科学的求知欲，乐于

探究自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会

实践的意识.

【教学重点】杠杆的平衡条件，滑轮及其应用；有用功、额外功、总功和机

械效率的概念和相关计算、提高机械效率的方法.

【教学难点】运用杠杆平衡条件进行计算，滑轮组的组装和省力分析，测斜

面和滑轮组、杠杆等机械效率的方法.

十小章课时五排

［课时建议】本章共有3节，建以7课时:

第1节杠杆....................................................2课时

第1课时杠杆的初步认识及平衡条件

夕

's7

42课时杠杆的分类和综合运用

27.

滑轮....................................................2课时

多

7々7

1课时定滑轮和动滑轮

-7多

与

？

72课时滑轮组和其他简单机械

3

1»7-机械效率................................................2课时

尸

々

牙

7，1课时认识机械效率

第2课时探究机械效率

本章复习和总结..................................................1课时

第1节杠杆

第1课时杠杆的初步认识及平衡条件

曾舒标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力

臂）.

2.理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算.

二、过程与方法

1.通过观察和实验，了解杠杆的结构，具有一定的观察能力、分析和概括能

力.

2.经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象，寻找数据间的规律，

从中归纳出实验结论的一般方法.

三、情感、态度与价值观

1.关心生活、生产中杠杆的应用.

2.培养学生探究合作交流的精神，以及在交流与讨论中所持的正确态度.

【教学重点】杠杆的平衡条件，杠杆的结构.

【教学难点】力臂的概念及画法，变形杠杆的分析.

【教具准备】多媒体课件.

【教学课时】1课时

教与设计

【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，

加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师播放视频：关于撬棒、开瓶器、跷跷板、镶子、剪刀等物品在生产、生

活中工作的情景.然后引导学生观察，并提出问题：在生产、生活中，这些工具

起到了什么作用？它们有什么共同特点？

学生观看，思考、讨论，回答：它们都是硬棒，这些硬棒在受力的时候，都

能绕着一个固定的点转动.

教师鼓励学生的回答，并引出杠杆的概念.

板书：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠

杆.

师：下面我们就一起来认识并探究杠杆.

【进行新课】

知识点1杠杆的认识

师：在我们生活中用到杠杆的地方很多，请同学们思考：（1）为什么杠杆必

须是根“硬棒”？（2）杠杆必须是“直棒”吗？

生1：如果杠杆不“硬”，在力的作用下它将很容易发生形变，不能工作，

因此杠杆必须是硬棒.

生2：杠杆定义中的硬棒指的是“不易变形”的物体，所以杠杆不一定是直

棒，其形状可异.

教师总结：一根硬棒能成为杠杆必须满足两个条件：一是要有力的作用，二

是能绕固定点转动，缺少任何一个条件都不能成为杠杆，杠杆可以是直的也可以

是弯曲的，还可以是某个机械组合的一部分.

师：为了进一步了解杠杆，我们先来熟悉几个与杠杆有关的名词（教师用多

媒体展示课件“杠杆的五要素、杠杆力臂的作法”，并进行讲解）

杠杆的五要素、杠杆力臂的作法（多媒体课件）

1.杠杆的五要素：（如下图）

杠杆的五要素

支点：杠杆绕着转动的固定点，常用。表示

动力：使杠杆绕支点转动的力，常用R表示.

阻力：阻碍杠杆转动的力，常用F2表示.

动力臂：从支点到动力作用线的距离，常用//表示.

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，常用/2表示.

2.力臂的作法：

力臂是支点到力的作用线的距离，即支点到力的作用线的垂线段的长.作力

臂的一般方法为：

（1）找出支点并用。标出来；

（2）通过力的作用点画出力的作用线（一般用虚线）；

（3）过支点。向力的作用线作垂线，用符号标出垂足；

（4）用花括号或两端带箭头的线段标出支点到垂足的距离，写上相应的符

号（h或12）,即为该力的力臂.

例题（用多媒体展示）如图甲所示，是一个Z形杠杆，请在图中画出力F对

支点0的力臂I.

解析：作力臂的步骤是：①找支点；②找力的作用线，即过力的作用点沿力

的方向画一条直线（有的在图中已经标出力的方向）；③过支点作力的作用线的

垂线段；④标上并在其旁边写上//或以

答案：如图乙所示.

知识点2杠杆的平衡

教师播放课件：使用杠杆搬动巨大石块的情景.请大家观看，同时提出问题:

为什么借助杠杆可以完成呢？

学生思考、讨论，回答：杠杆可以省力.

师同学们回答正确，很棒！但到底满足什么规律呢？好，下面我们来探究

杠杆的平衡满足什么条件.

教师引入杠杆平衡的概念：

板书：杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫杠杆平衡.

教师请一位同学演示用不同的方式推门的效果：①在门把手附近用力推门；

②在门轴附近用力推门；③在同一位置沿不同的方向推门.并要求这位同学说出

感受.

教师引导学生提出猜想：推门时需要的动力可能与动力臂的长短有关，动力

臂越长，需要的动力可能越小.

教师引导学生进行实验”探究杠杆的平衡条件”:

（1）小组讨论提出问题，作出猜想；

（2）讨论并设计合理的实验方案；

（3）进行实验，收集数据；

（4）对数据进行分析，得出结论；

（5）讨论实验中出现的问题.

设计表格（供参考）

次数动力N）动力臂」（cm）阻力FJN）阻力臂以cm）

1

2

3

师：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了.在我们这

个实验中第一步应该把杠杆在水平位置上调平，为什么这样做，请同学们思考一

下（解释原因）.请同学们观察一下，如何才能达到这一目的呢？

生：调平原因：为了保持杠杆初始处于平衡状态，测量力臂方便.我们可以

通过调节平衡螺母使杠杆平衡.

师那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡呢？

生：不能.

师：为了统一标准，我们把支点右边的钩码当动力，支点左边的钩码当阻力.

在这三次实验中同学们可任意的取三次值，让杠杆达到平衡.每四人一组，每组

出一名同学负责随时记录数据.好，现在请同学们参照教材P77页的实验步骤开

始做实验.

师：同学们能否找出一个规律来？

生：动力义动力臂=阻力X阻力臂

师对，这就是我们这一节课要研究的杠杆平衡条件.

板书：杠杆的平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂.

用字母表示，这个公式可以写成：Ft1I=F212

教师总结：这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理，这个关系式也可以

写成下面的形式：Fl/F2=12/h.也就是说，当阻力和阻力臂一定时，所用的动力与

动力臂成反比.即动力臂越大，所用的力就越小，这也就可以解释为什么我们可

以用较小的力产生较大的力了.

【教师结束语】

通过这节课的学习，我们共同学习了杠杆的相关知识，知道了一个硬棒在力

的作用下能绕固定点转动，我们就说它是杠杆.我们也了解了杠杆的特点、好处,

最重要的是我们探究了杠杆的平衡条件，还能够根据杠杆的平衡条件进行分析、

判断和简单计算，解决实际生产、生活中的一些问题.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时对应练习.

%教学反思

1.杠杆这节的教学重点是要求学生能根据杠杆的五要素把生活中的杠杆模

型和理想的理论模型结合起来，比如剪刀、夹菜的筷子、指甲剪等.这节有一个

重点也是难点：找支点和作力臂，这里既牵扯到数学中点到直线的距离，又涉及

到物理中力的作用点和力的示意图，学生感到非常困难.突破重难点的方法，通

过实例演示，引导学生分析，提炼方法步骤：一（支）点二力和方向，延长力的

作用线，过（支）点作垂线（段）.画力臂并比较力臂大小是下一课时杠杆分类

的基础，一定要多练并让学生过关.

2.在杠杆的平衡条件的探究实验中，引导学生猜想杠杆的平衡条件可能与力

臂的大小和力的大小有关，这样学生不至于盲目猜想，既调动了学生的积极性、

主动性，同时使学生合理的科学猜想，快速进入探究的课题.在分析数据时，教

师既要放开主动权，又要参与引导，如提醒学生可以先把数据分开来考虑.把四

个数据按物理量分成两组进行分析，接着把有特色的数据放在一起研究，最后把

所有的数据统一起来，运用数学工具：力口、减、乘、除等简单计算方法，讨论，

寻找规律，形成科学的结论，这样不仅营造宽松环境，而且培养了学生敢想敢说

的精神及分析概括问题的能力.

教学板书

杠杆1定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕固定点转

的初动，这根棒就叫杠杆.

步认

2.五要素：1支点（⑴、2动力（K）、3阻力（心）、

识及

平衡4动力臂（人）、§阻力臂

条件.3.平衡条件://=02

第1节杠杆

第2课时杠杆的分类和综合运用

电便标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.能根据一定的标准对杠杆的使用、特点以及作用效果等进行分类.

2.知道生活中杠杆的一些应用，进一步巩固学习杠杆的相关知识.

二、过程与方法

1.能从常见的工具和机器中识别杠杆的种类，了解杠杆的应用.

2.学会分析实验现象，寻找数据间的规律，从中归纳出实验结论的一般方法.

三、情感、态度与价值观

关心生活生产及自然现象中杠杆的使用，乐于在周围生活中发现和分析各种

杠杆，培养利用杠杆方便自己工作的意识，认识科学探究中必须有合作精神.

【教学重点】杠杆的分类与识别.

【教学难点】能正确地在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方

便自己工作的意识.

【教具准备】多媒体课件.

【教学课时】1课时

【巩固复习】

教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对

性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师播放古代中国人修建万里长城（如图甲）、古埃及人修建金字塔（如图

乙）的画面，播放现代机械表、点焊机器人的画面.

甲乙

教师引导学生思考：中国人修建万里长城、古埃及人建金字塔时都利用了杠

杆，这些杠杆有什么特点，又有什么作用呢？

学生积极讨论并发言：我猜它们可以省力.

师:大家先不要着急，等我们学完这节课后，你就知道了.

【进行新课】

知识点1杠杆的分类

教师实物演示：①用开瓶器开瓶盖；②用指甲钳剪指甲；③用羊角锤拔钉子;

④用镜子夹祛码；⑤用筷子夹东西.

教师用多媒体展示其各自对应杠杆的示意图，引导学生对它们进行分类，并

分析它们的动力臂与阻力臂的大小关系、动力和阻力的大小关系.

学生思考、讨论、交流，得出结论：

杠杆的分类特点概念实例

1用开瓶器开瓶盖

省力杠杆省力费距离/大于42用指甲钳剪指甲

3用羊角锤拔钉子

④用镜子夹硅码

费力杠杆省距离费力/小于4

5用筷子夹东西

教师出示天平，引导学生分析得出天平的横梁属于杠杆，并画出天平杠杆的

示意图.

教师提出问题：为什么当天平横梁平衡时m»m玛？

学生讨论、交流得出结论：是因为天平杠杆的特点是上女右（等臂）.由杠

杆平衡条件〜X小=~X晨知：GgG%（让学生进一步理解天平的工作原理）

教师总结：天平是生活中常见的第三类杠杆一一等臂杠杆，它的特点是：不

省力也不省距离，。=/2.

注意：生活中的其他质量工具虽然有的利用了杠杆原理，但却不是等臂杠杆,

如杆秤和台秤，若把秤坨的重力作为动力，则它的横梁是一个省力杠杆.秤蛇本

身的质量一定小于泥面上标出的质量.

知识点2杠杆的综合运用

教师引导学生回忆杠杆平衡条件的计算公式，并可通过适当的例题让学生理

解杠杆的综合运用，并做一些巩固提升的练习题.

例题1（用多媒体展示）人体内也存在杠杆.当人踮脚时是靠腓肠肌收缩，骨

骼和腓肠肌状况如图所示，若某人重为500N且A0=2B0,则双脚同时踮起时，

两只脚的腓肠肌的作用力是N.

解析：本题考查人体结构中的杠杆，人踮脚时，重力位于力与支点0之间，

小腿的腓肠肌是提起人体重的力，足的大部分形成杠杆，跖趾关节起支点的作用.

本题的杠杆可简化为下图所示.

重力

由于人是双脚同时踮起，则每只脚需要承担250N的重力，由于A0=2B0,

由杠杆平衡条件可得£=空=1，K=-G=-x5OO7V=1257V.

1厂AO2支44

—Cr

2

答案：125

例题2（用多媒体展示）（易错题）如图所示，人的体重为600N,人用扁担

所挑物重100N.不计杠杆重.CO=BO,则人肩头所受压力为N,人对地面

的压力为N.

解析：要求人肩头所受的压力，即求人的肩头对扁担的支持力N,将扁担看

作一根杠杆，以C点作为支点（注意：要分析人的肩头对扁担的支持力时，必

须以C点作为支点，而不能以0点作为支点，若要求人对C点的作用力时，则

应以0点为支点，分析不同的力时，选择的支点是不同的），以人的肩头对扁担

的支持力N作为动力Fi,重100N的物体的重力作为阻力F2,由CO=BO可得

CO：CB=1：2,由杠杆平衡条件矢口FI/F2=N/G=/2/"=CB/CO=2/1,贝1JN=2G=2OON,

值得注意的是，要求人对地面的压力时，不能误以为此时的压力为

200+600=800N,而应将人和物作为一个整体，地面受到人和物对它的压力，即

N'=G人+G物=600N+100N=700N.（本题是一个难度稍大的综合题，它考查了力

的平衡、杠杆平衡等相关知识，教师讲解时速度要放慢，帮助学生理解）

答案：200700

【教师结束语】通过本节的学习，我们了解了杠杆可以分成三种：①省力杠

杆（//>〃，FKF2,可以省力，但费距离）、②费力杠杆—尸2,不能省力，

但省距离）、③等臂杠杆（,11=12,F1=F2,既不省力，也不省距离），我们也熟悉

了生活中一些常见的杠杆，并对它进行了分析，了解了它们的广泛应用，最后我

们还学习了杠杆的综合运用，并做了相关练习，解决了实际生产、生活中的一些

问题.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时对应练习.

H教与反思一

1.在对杠杆进行分类时，教师可以举学生生活中熟悉的三种类型杠杆，如省

力杠杆：钢丝钳，费力杠杆：筷子，等臂杠杆：天平，画出它们的示意图并让学

生指出这三种杠杆的支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂.作杠杆示意图时，应

该要求学生画得规整，力和力臂尽量按实际比例，标明杠杆的五要素，养成良好

的作图习惯.

2.教学过程中学生可能会说省力杠杆是最好的杠杆，费力杠杆不好，教师可

以通过分析用钓鱼竿钓鱼、缝纫机踏板、筷子等，让学生知道费力杠杆费了力却

省了距离，使工作方便；而省力杠杆虽然省力但费了距离等.

曾‘教学顺书

r（特点:动力臂大于阻力臂，

省力杠杆

］好处:省力.

杠杆的分类（特点:动力臂小于阻力臂，

费力杠杆

和综合运用（好处:省距离.

（特点:动力臂等于阻力臂，

等臂杠杆

I（好处:不省力也不费力.

第2节滑轮

第1课时定滑轮和动滑轮

；课标要永

【教学目标】

一、知识与技能

i.知道定滑轮、动滑轮，并能识别它们.

2.理解定滑轮、动滑轮的特点与实质，并能用它们来解决简单的问题.

二、过程与方法

经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，进一步掌握用观察、对比来研究

问题的方法.

三、情感、态度与价值观

1.关心生活、生产中有关定滑轮、动滑轮的实际使用.

2.对实践中的定滑轮和动滑轮的工作特点有好奇心.

3.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望.

【教学重点】探究定滑轮、动滑轮的特点和应用.

【教学难点】会按要求组装滑轮，并画出它的绕线，掌握定滑轮和动滑轮的

实质.

【教具准备】多媒体课件、定滑轮、动滑轮、钩码、细绳.

【教学课时】1课时

:教学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对

知识的巩固.

【新课引入】

师同学们，我们在前面学习了杠杆，知道了杠杆的分类和特点.现实生活中

我们还应用了其他简单机械.如我们每周一升国旗，升旗手用力向下拉绳子，我

们会看到国旗缓缓上升；工人在动滑轮的帮助下，居然用50N的力提起重95N

的物体，你知道这些是应用了什么吗？

生思考、讨论.教师对学生的回答先不急于解答.

师你们知道定滑轮和动滑轮有什么特点吗？它们是如何工作的呢？我们学

习了本课知识后，你就会明白了.

【进行新课】

知识点1

师好，请大家先看教材P8i页图12.2-1漫画，并提出问题：为什么大人能

将重物吊到二楼，孩子却被重物吊了起来？

生思考、发表看法.

教师展示一架定滑轮、动滑轮装置，并利用它们分别提起钩码，对滑轮的构

造简单介绍.引导学生注意观察它们在工作过程中有什么不同？

生：定滑轮工作时，轴不动，轮转动；动滑轮工作时，轴随着物体一起上或

下运动.师回答正确.好，下面请大家分组探究定滑轮、动滑轮的特点.

学生分组进行实验探究（可参照教材P82页《实验》）.教师参与实验指导，

这样便于降低学生实验难度.

设计表格（供参考）

弹簧测力

实验物体重物体升高的弹簧测力计用力的

计升高的

次数力G(N)高度刀(cm)示数斤(N)方向

高度s(cm)

1

2

3

学生记录数据，进行分析，得出结论.

教师用多媒体播放课件“定滑轮和动滑轮的特点和实质”，并讲解.

定滑轮和动滑轮的特点和实质(多媒体课件)

(1)定滑轮是一个等臂杠杆.图甲中所示定滑轮两边的力与轮相切，中心轴

为杠杆的支点，轮的直径可以看做是一根硬棒，动力和阻力作用在直径的两端，

动力臂等于阻力臂.注意：用定滑轮提升重物时，动力移动的IL

距离等于重物升高的高度.咫-T-n

(2)动滑轮是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆.如图乙g，

所示，动滑轮由于一边悬于固定点，重物的重力作用线通过胃

滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于固定边与轮相切的地方.后乙

过“支点”的轮的直径相当于杠杆，重物的重力为作用在杠杆上的阻力，人施加

的力为动力，因此动力臂是直径，阻力臂是半径，动力臂是阻力臂的二倍.

板书：

1.定滑轮

定义：使用时，轴固定不动的滑轮

实质：等臂杠杆

特点：不能省力，但可以改变动力的方向

2.动滑轮

定义：工作时，轴随物体一起运动的滑轮

实质：动力臂为阻力臂2倍的杠杆

特点：能省力，但要多移动距离

师请同学结合刚才探究的结论，联系实际事例，说说在什么情况下使用定

滑轮？什么情况下使用动滑轮？

学生回答：①需要改变用力的方向时，使用定滑轮，如站在地面上升旗的装

置.②需要省力，用较小的力提起较重的物体时，使用动滑轮，如建筑工地上吊

起建筑材料的装置.

例题1（用多媒体展示）一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、

乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出.如果汽车的动力比阻力小800N,

则甲图中人拉动汽车的拉力至少为N,乙图中人拉动汽车的拉力至少为

N,其中比较省力的是图.（绳与滑轮间的摩擦不计）

解析：图甲是定滑轮，图乙是动滑轮.由于定滑轮不省力，动滑轮省力.根据

题目的已知条件，必须给汽车提供至少800N的拉力，因此，如果利用甲图，则

人必须至少施加800N的力才能把汽车拖出泥潭.如果使用乙图，人只需提供400N

的拉力即可拖出汽车.由此可见，乙图更省力.

答案：800400乙

知识点2定滑轮和动滑轮的综合运用

教师引导学生思考：定滑轮可以任意改变力的方向；那么动滑轮是否能在任

何时候都可以省一半的力？

学生猜想：这是肯定的，因为动滑轮是动力臂为阻力臂2倍的杠杆.

教师出示以下例题，帮助学生纠正错误观点.

例题2（用多媒体展示）如图所示，某同学用重为10N的动丁/尸

滑轮匀速提升重为50N的物体.不计摩擦，则该同学所用拉力FXT/

的可能值是（）用

A.20NB.25NC.30ND.35N

解析：利用动滑轮提升物体时能省一半的力是有条件的，那就是自由端拉力

的方向应与阻力方向相反，且在一条直线上，从图示装置看，力F的大小要大

于动滑轮与重物总重的一半，答案为D.

答案：D

【教师结束语】

大家通过这节课的学习，收获确实不少：我们共同学习了定滑轮、动滑轮的

特点，知道了定滑轮不省力，但能改变力的方向；动滑轮省一半的力，但要移动

两倍的距离，下节课我们再一起来学习滑轮组的特点.这节课就学到这.好，谢谢

大家！

课后作业

完成本课时对应练习.

懒教学反思

本课内容属于实验探究，要求学生动手进行实验“探究定滑轮、动滑轮的特

点”.大多数学生很容易想到定滑轮的绕线方法，但是在设计动滑轮绕线时，我

发现接连几个学生设计的方法都还是定滑轮，因此，教师要适时引导，避免学生

感到茫然，参与学生动手绕线，介绍二者的不同之处.这样不仅节约了教学时间,

而且调动学生探究的积极性.在探究定滑轮、动滑轮特点的实验进行过程中，引

导学生试图从拉力与钩码重力的大小、方向、移动距离等方面进行比较，鼓励每

个小组的同学都动手参与实验，分工协作，如拉动弹簧测力计、读取测力计的示

数、测量钩码上升的距离和测力计上升的距离、记录数据等，相互之间起到监督

的作用，还有利于共同分析数据、归纳出结论、分享实验成果.

衿教学板书

列表比较定滑轮和动滑轮

定滑轮动滑轮

工作时，轴固定不动的工作时，轴随着物体一

定义

滑轮起上或下运动的滑轮

省一半的力，费距离

不省力（实质是等臂杠

特点（实质是动力臂等于阻

杆）

力臂二倍的省力杠杆）

好处改变力的方向省一半的力

缺点不省力费距离

应用举例旗杆上安装定滑轮建筑施工用的吊车

第2节滑轮

第2课时滑轮组和其他简单机械

N：i果标要去

【教学目标】

一、知识与技能

1.知道滑轮组的结构、特点和应用，会根据要求使用和组装滑轮组.

2.了解其他简单机械如轮轴和斜面的工作原理和使用方法.

二、过程与方法

经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组.

三、情感、态度与价值观

1.关心生活、生产中有关滑轮组、斜面和轮轴的实际使用.

2.具有对现实生活中简单机械的应用是否合理进行评价的意识.

3.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.

【教学重点】探究滑轮组的特点，会按要求组装.

【教学难点】了解轮轴和斜面的工作原理.

【教具准备】多媒体课件、定滑轮、动滑轮、钩码、细绳、弹簧测力计、扳

手、水龙头、长木板等.

【教学课时】1课时

教与设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对

知识的巩固.

【新课引入】

师现实生活中我们除了应用定滑轮和动滑轮，还使用了其他简单机械，如

我们可以将动滑轮和定滑轮组装起来，形成一种新的简单机械，并研究它的特点

和组装方式，请同学们说说生活中你还见过哪些简单机械.

生：扳手、水龙头等.

教师提示：其实我们生活中还有很多常见的简单机械，比如汽车在蜿蜒盘旋

的公路上行驶到山顶便是利用了斜面这种简单机械；而汽车使用方向盘改变方

向、开门时使用门把手将门打开便是利用了轮轴这种简单机械.下面我们就一起

来探究滑轮组、斜面、轮轴这三种简单机械吧.

【进行新课】

知识点1滑轮组

师我们知道使用定滑轮可以改变力的方向，使用动滑轮可以省力，那能否

把二者的优点都利用起来，组合在一起构成一个新机械呢？

生讨论、交流.

师请同学们按你们的设想，将刚才的一个定滑轮、一个动滑轮组合起来，

看哪一组做的又好又快，并且进行实验，来验证是否既省力，又可以改变力的方

向.

学生分组实验进行探究，教师巡视指导.学生完成实验，交流实验结论.

师像这样把定滑轮和动滑轮组合在一起就是滑轮组，系々系//

当用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？请大冬4/

家分组进行实验探究，找出其关系.A帝J

教师参与实验指导，并在黑板上画出甲、乙两组不同罡吧

的滑轮组，并演示组装，然后请一名学生上台用甲、乙两q亡

个滑轮组将同一个钩码提起来.

要求学生注意观察、记录弹簧测力计的示数，并说说甲、乙两个滑轮组中动

滑轮的绕线方法有何不同.

师两次示数不同的原因是什么？

学生观察、讨论后回答：承担钩码的绳子段数不同.

师你能数出有几段绳子吊着钩码吗？

学生观察、讨论后进行回答：甲有2段，乙有3段.

教师进一步引导学生总结数绳子段数的方法：数绕在动滑轮上和固定在动滑

轮上的绳子段数.有几段绳子吊着物体，拉力就是钩码重的几分之一.但是在实际

情况中动滑轮的重力不能忽略，所以在实验中得出的拉力并不是钩码重的几分之

一，而是稍大于这个值.

教师在黑板上画出股数分别是2、3、4、5的滑轮组的绕法图，如图所示，

让学生数数是几段绳子吊着物体，判断滑轮组的省力情况.（让学生体会相同数

目的滑轮采用不同的绕线方式，承担重物的绳子段数不同，导致省力多少不同.）

教师让学生观察四个不同的绕法图，引导学生找出其中的规律，得出关于绳

子绕法的结论：奇动偶定（绳子的固定端在动滑轮上，则为奇数段绳子；绳子的

固定端在定滑轮上，则为偶数段绳子），并且进一步总结出绳子自由端拉力移动

距离s和物体移动距离h之间的关系：s=nh.

+板书:

,定义由两个以上的滑经组合而成的装置叫滑匏组.<

+

好处即省力又改变用力的方向.+t

缺点多移动距离;结构复杂，需要较多的滑毂.1

+

；拉力人物重G与绳子股数〃的关系：/=2~G.

t组HT

物体移动妁电离。、自由端移动的距离S与绳子股数|

n的关系：s=nh.+

教师用多媒体播放课件“滑轮组的组装”，并讲解.

滑轮组的组装（多媒体课件）

组装滑轮组需要解决三个方面的问题:

（1）确定承担物重的绳子段数.由滑轮组的省力情况尸=，G或

n

F--CG+GJ,可得承担物重的绳子段数〃=9或〃=生乌，n应取整数，且

〃动FF

要采用进位法.也可以根据绳子自由端移动距离s与物体上升高度h之间的关系

确定，即〃=±.

h

（2）确定滑轮个数.当承担物重的绳子段数n为偶数时，按照每个动滑轮有

2段绳子承担’则动滑轮个数为n/2,定滑轮个数为5-],即比动滑轮少1个,

若要改变力的方向，则需要再加一个定滑轮，这时动滑轮和定滑轮个数相等.当n

为奇数时，如不需要改变力的方向，则动滑轮和定滑轮个数相等，均为

若要改变力的方向，则需要再加1个定滑轮，即动滑轮个数为巴士，定滑轮个

2

数为四.滑轮组中动滑轮和定滑轮的个数可按“一动配一定，偶数减一定，变向

2

加一定”的方法确定.

（3）确定绳子的起点.当承担物重的绳子股数n为偶数时，绳子的起点在定

滑轮上；当承担物重的绳子段数n为奇数时，绳子的起点在动滑轮上.即按“奇动

偶定”的方法确定.

例题1（用多媒体展示）同一物体沿相同水平地面做匀速移动，如图所示，

拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（）

A.F甲VF乙VF丙B.F甲＞F乙＞F丙C.F甲＞尸乙=尸丙D.F甲=FL＞F|^

解析：甲图为一个定滑轮，因为定滑轮不省力，故拉力大小等于阻力f,即

F^=f；图乙是动滑轮，省一半的力，故拉力F乙=l/2f；图丙由一定滑轮和一个

动滑轮组成，有三段绳子承担，故拉力F丙=l/3f.综上所述，符合题意的是B项.

答案：B

例题2（用多媒体展示）电气化铁路的高压输电线，无论严冬还是盛夏都要绷

直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力.

为此，工程师设计了如图所示的恒定拉力系统，其简化原理图如图所示.实际测

量得到每个水泥块的体积为1.5xl（y2m3,共悬挂20个水泥块.已知水泥块的密度

为2.6xl（）3kg/m3,g取10N/kg.

（1）请指出图中的动滑轮、定滑轮;

（2）每个水泥块的重力是多少？

（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？

解：（1）图中C是动滑轮，A、B是定滑轮.

（2）每个水泥块质量mi=pV=2.6xl03kg/m3xl.5xl（y2m3=39kg.每个水泥块的

重量为Gi=mig=39kgxlON/kg=39ON.

（3）水泥块对钢丝绳的拉力为FI=20GI=20X390N=7.8X1（）3N.由图可知，动滑轮

由3段绳子承担，所以滑轮组对高压输电线的拉力为

34

F2=3FI=3X7.8X10N=2.34X10N.

师我们通过学习杠杆，知道有的杠杆省力，有的杠杆省距离，定滑轮不省

力，动滑轮省一半的力，但要费二倍的距离.大家思考，有没有一种机械既省力,

又省距离呢？

生思考、交流、讨论：省力的机械就必定费距离，省距离的机械必定费力，

没有一种机械既省力又省距离.

知识点2轮轴和斜面

1.轮轴

师同学们通过阅读教材P83页《科学世界》及图12.2-5中实例，归纳它们

的共同特征，总结出轮轴的概念.

生1：由一个轴和一个大轮组成，并能绕共同的轴线转动的简单机械叫轮轴.

生2：轮轴上中间靠近转动轴线半径较小的是轴，离轴线较远半径较大的是

轮.

生3：动力一般是作用在轮上，阻力作用在轴上，因此，轮轴是省力机械.

教师引导学生分析：轮轴也相当于一个杠杆.（如图）轮和轴

的中心。点是支点，作用在轮上的力B是动力，作用在轴上的力（

F2为阻力，轮半径为R,轴半径为r,由杠杆平衡条件可知FiR=Fr,

23--卜、

R>r,F1VF2,所以轮轴省力.

板书：轮轴：由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴线转动的简单机械，实

质是一个可以连续转动的杠杆，使用轮轴可以省力.

注意：轮轴使用时，当轮半径是轴半径的n倍时，在不计摩擦情况下，作用

在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的n分之一.

师轮轴在生活中的应用也有很多，你发现周围还有哪些物体是轮轴？

生1:用螺丝刀拧螺丝时，手抓的木柄较粗的部分是轮，金属杆部分较细的

是轴，因此螺丝刀拧螺丝是轮轴.

生2：拖拉机或汽车用人工发动时使用的摇把也是一个轮轴.

生3：电视中见过以前农村常用的辘护也是轮轴.

生4：卷扬机的摇杆也是轮轴.

2.斜面

师了解了轮轴，再来讨论斜面为什么也是简单机械，这种简单机械对我们

有什么用呢？请同学们想想骑自行车上坡直线行驶和弯曲行驶时的情景，然后按

教材P84页图12-2-6的模拟实验做一做.

（学生操作、讨论，然后交流）

生1：使用斜面看起来是费了距离，但是省了力，如果从山下直通山顶需要

很大的力，不容易爬下去，而沿着弯弯曲曲的盘山公路行走就可以用较小的力爬

上山顶.

生2：我们常见的螺丝钉就可以认为是一种斜面.

板书：斜面：是一个费了距离但能省力的简单机械.

注意：斜面长是斜面高度的n倍时，在不计摩擦的情况下，所用的推力为物

重的n分之一.

师斜面在生活和生产中也有许多的应用，希望同学们留心观察，做生活的

有心人.

例题3人们在生产劳动的过程中表现出了非凡的创造性和聪明才智.如图甲

是使用扳手拧螺母，它其实是一个，当作用在手柄上的力为R时，则拧开

螺母的力F2—Fi（选填“>"、"=”或"V"）.如图乙是工人师傅将货物搬运到车

上的情形，工人师傅这么做利用的科学知识是.

解析：图甲中的扳手可以看成是一个轮轴，当动力作用在轮上时可以省力，

即在手柄处用一个较小的力可以在螺母处产生一个较大的力.图乙中的装置是一

个斜面，使用它可以省力.

答案：轮轴>斜面省力

【教师结束语】

通过这节课，我们共同学习了滑轮组的特点和组装；了解了轮轴和斜面的工

作原理和使用方法；我们还知道省力的机械就必定费距离，省距离的机械必定费

力，没有一种机械既省力又省距离.总之，使用机械给我们的生活、生产带来了

方便.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时对应练习.

”：教与反思

1.教师在教学过程中始终记住，学生是学习的主体，尤其是在进行探究实验

教学中，教师要充分发挥学生的主观能动性，合理适时地引导学生，做到既要避

免放羊式课堂，又要使每个学生参与教学中，动手探究，感受到自己在探究中求

得知识，尝到学习成功的喜悦，体会到学习的轻松、快乐.总之，教师要想熟练

地驾驭课堂教学非一日之功，要经常不断地积累和锤炼.

2.对于阅读材料的教学把握，我认为应在完成本节课程标准规定的内容并

且时间充裕的条件下，教师才适当进行教学，通常还是留给学生课后自学处理.

孽教学顺书

1.滑轮组

（1）定义：由两个以上的滑轮组合而成的装置叫滑轮组.

（2）好处：既省力又改变用力的方向.

（3）缺点：多移动距离；结构复杂，需要较多的滑轮.

（4）滑轮组中拉力F、物重G与绳子股数n的关系：F=-G.

n

（5）物体移动的距离h、自由端移动的距离s与绳子股数n的关系：s=

2.轮轴和斜面

（1）轮轴：由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴线转动的简单机械，实

质是一个可以连续转动的杠杆，使用轮轴可以省力.

（2）斜面：是一个费了距离但能省力的简单机械.

第3节机械效率

第1课时认识机械效率

q;课标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功.

2.理解什么是机械效率.

二、过程与方法

1.通过思考和讨论，知道W有用,W糠外,W总的含义并清楚它们之间的关系.

2.通过观察、分析和讨论，理解额外功产生的原因，知道机械效率n<i.

3.会正确进行有用功、总功、机械效率的计算.

三、情感、态度与价值观

培养学生自主学习、分析问题和归纳问题的能力，激发学生的求知欲.

【教学重点】理解机械效率的概念，理解额外功产生的原因，并能运用公式

〃=%1*100%进行计算.

【教学难点】知道机械效率n<h理解有用功、额外功、总功之间的联系

和区别.

【教具准备】沙子、塑料桶、方便袋、细绳、弹簧测力计、滑轮、刻度尺、

多媒体课件等.

【教学课时】1课时

寰教学设计一

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节的内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对

知识的巩固.

【新课引入】

师房屋装修时，要把一堆沙子运到楼上，你有哪些方法？请同学们思考讨

论，将讨论结果记录下来，看哪一组同学想的办法最多？

学生发表各自的看法.

师同学们说得很好，下面我们就以一个实验来探讨这个问题.

【进行新课】

活动探究

教师选取动滑轮、塑料桶、方便袋（重力忽略不计）提起沙子进行实验（可

让学生实验）：第一次用塑料桶盛装一定重力的沙子进行实验，如图甲；第二次用

塑料袋盛装相同重力的沙子提起相同高度进行实验,如图乙.把记录结果填在设计

的表格中.

Z沙子重提起的高测力计的示绳的自由端移使用机械所做

c沙/、度h/m数尸/、动的距离s/m的功W/J

第一次

实验

第二次

实验

师巡视指导，对动手能力弱的同学给予适当的帮助，师可参与一起实验，并

提醒学生在拉动弹簧测力计时要注意匀速竖直向上缓慢拉动，并在拉动过程中读

数用刻度尺测量沙子上升的高度和手移动的距离（这个也可以不测量，动滑轮

自由端移动距离是物体上升高度的2倍）.

知识点1有用功、额外功、总功

师请同学们说出你们探究的结果，哪种情况下做功多些？

生：（齐声回答）当然用塑料桶装提起时做功多些.

师为什么呢？

生：塑料桶重些，塑料袋轻些.

教师引导学生分析，在提起沙子的过程中，对沙子做功的同时，还要做哪些

功呢？

生：对塑料桶做功，对滑轮做功，对绳子做功，对滑轮轴间的摩擦力做功……

师那我们真正需要的是对什么物体做的功？

生：当然是对沙子做的功.

师对啦，对沙子做的功才是对我们有用的功，我们把这样的功叫做有用功.

其他做的功是无用功，称为额外功，这部分无用的功，能不能不做呢？

生：当然不能！

师为什么？

生：因为我们必须依赖塑料桶（或塑料袋）装沙，依赖动滑轮提起.

师正确，额外功尽管对我们无用，但却又是不得不做的功，无法回避的功.

师那实际我们在利用滑轮提起沙子时，所做的功包含有对沙子做的功，对

动滑轮、塑料桶（或塑料袋）、绳子重力做功及轴间摩擦力做功，把这些功之和

称为总功.

师请同学们说说总功包括哪些功？

生：总功包括有用功和额外功.

师很对，总功等于有用功和额外功的总和.

板书：有用功W育用：为了达到某一目的必须做的功.

额外功W额外：为了达到某一目的的过程中，并非我们需要但又不得不做的

功.

总功w,s：有用功与额外功的总和.W.a=W有用+W额外

教师让学生分组做教材P85页《演示》中的实验，并引导学生思考以下问题:

（1）两次拉力所做的功一样吗？为什么？

（2）使用动滑轮是否真的省力又省功呢？

学生回答：（1）虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次拉力

做的功反而更多一些，因为在实验过程中还要克服滑轮重力和摩擦做功.

（2）使用动滑轮会省力，但不能省功.机械效率师从上面实验和演示中可以

看出，我们总是希望额外功在总功中所占的比例越少越好，即有用功占总功的比

例越大越好，这样效率就越高.因此，物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机

械效率.

板书：（1）定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.

（2）公式表示：〃="®xlOO%

（3）任何机械的机械效率都是小于1的.

（4）机械效率是个比值，没有单位.

例题1师用多媒体展示教材P86页的例题.师组织学生分析、讨论、计算；

展示学生解题过程；总结、评价.

【课堂交流、小结与延展】

师通过学习本课内容，你有哪些收获？（请学生谈自己知道本课中哪些知

识，还想知道哪些内容及对本课的感受，教师进行情感激励.）

生1：有用功是对我们真正有用的功，而额外功是无用的，但又不得不做的

功.

生2：有用功与额外功之和叫做总功，总功总是大于有用功的.减少额外功，

即可增大有用功占总功的比值，这样机械效率就增大了.

生3：我知道了，再好的机械，其机械效率也不可能达到100%.

生4：既然增大提起物体的重力可以增大机械效率，那么同一滑轮组提起不

同物体时，机械效率应该是不固定的.

师最后，请同学思考下面题目.

例题2:如图所示用滑轮或滑轮组（单个滑轮的型号、重力相等）提起同一重

物，其中机械效率最高的是（）

解析：机械的自身重力影响机械效率的大小，那么用定滑轮、动滑轮分别提

起同一物体时，定滑轮的机械效率大些.

答案：B

【教师结束语】

大家这节课的收获确实不少，我们共同学习了有用功、额外功和总功，知道

了它们在不同场合下所指的内容.理解了机械效率的含义，并能进行计算.请同学

们在课后结合身边的实例相互交流和讨论，宣传“节能减排”的重要性.好，谢谢!

课后作业

完成本课时对应练习.

教学反思

1.在区分有用功、额外功和总功时，可以让学生进行思考和讨论，明白对沙

子所做的功是有用功，而其他的如动滑轮、绳子、人自身重力等做的功，是无用

而又不得不做的功，叫额外功.实际过程中使用机械做的功为总功.接着，教师还

可以让学生结合实际事例相互交流与分析，从而加深理解有用功、额外功和总功

的概念.

2.理解机械效率时，可以结合身边使用机械的实例，设计数据计算有用功、

额外功和总功，再计算机械效率，这样既熟悉了功的计算，同时加深了机械效率

的理解.

3.改变提起的物体的重力可以影响机械效率，教师可以设置“同一滑轮组提

起不同重力的物体时，计算它的机械效率”的题目，让学生动手计算进行比较，

来消除学生心里的疑惑（这个也可以留在下一课时中加深学生对这一问题的理

解）.

1教学贩书

三

个

1功

的

认

概

识

念

机-

/

效（定义：有用功跟总功的比值

率-

机

2械公式：〃=-JixlOO%

效

率

任何机械的机械效率都是小于1的,刀＜1

、机械效率是个比值，没有单位

第3节机械效