第十章第二节　滑轮及其应用-2020春沪科版八年级物理下册教案

教案：第十章第二节滑轮及其应用—2020春沪科版八年级物理下册一、教学内容本节课的教学内容来自2020春沪科版八年级物理下册，第十章第二节“滑轮及其应用”。本节课的主要内容有：1.了解定滑轮和动滑轮的实质及其工作特点。2.掌握滑轮组的概念及其应用。3.探究滑轮组的机械效率。二、教学目标1.能够说出定滑轮和动滑轮的实质及其工作特点。2.能够解释滑轮组的概念及其应用。3.能够运用滑轮组的机械效率公式进行计算。4.培养学生的实验操作能力和团队协作能力。三、教学难点与重点1.教学难点：滑轮组的机械效率公式的理解和应用。2.教学重点：定滑轮和动滑轮的工作特点，滑轮组的概念及其应用。四、教具与学具准备1.教具：滑轮组模型、绳子、测力计、钩码等。2.学具：笔记本、笔、剪刀、胶带等。五、教学过程1.实践情景引入：请两名学生演示使用滑轮组提升重物的实验，让学生观察并描述滑轮组的工作过程。2.知识讲解：（1）介绍定滑轮和动滑轮的实质及其工作特点。定滑轮是轴固定不动的滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。动滑轮是轴随物体一起运动的滑轮，使用动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的方向。（2）介绍滑轮组的概念及其应用。滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成的，可以实现力的方向和大小的变化。滑轮组广泛应用于各种升降设备、吊车、绞车等。（3）讲解滑轮组的机械效率公式：η=(W有/W总)×100%，其中，W有为有用功，W总为总功。3.例题讲解：请学生上台演示滑轮组提升重物的实验，并讲解滑轮组的工作原理及机械效率的计算。4.随堂练习：请学生分组讨论，设计一个滑轮组，使物体提升的高度与用力的大小之比最大。六、板书设计1.定滑轮和动滑轮的工作特点。2.滑轮组的概念及其应用。3.滑轮组的机械效率公式：η=(W有/W总)×100%。七、作业设计1.请用笔记本记录本节课所学的知识，包括定滑轮和动滑轮的工作特点，滑轮组的概念及其应用，滑轮组的机械效率公式等。2.完成课后练习题：P107习题2、3、4。八、课后反思及拓展延伸1.课后反思：本节课通过实验引入，让学生直观地了解滑轮组的工作过程，通过讲解和练习，使学生掌握滑轮组的工作原理和机械效率的计算。但在课堂讲授中，对滑轮组机械效率公式的推导不够详细，学生在理解上可能存在困难，需要在今后的教学中加以改进。2.拓展延伸：请学生课后调查生活中常见的滑轮组应用实例，下节课分享给大家。重点和难点解析：滑轮组的机械效率公式我们需要明确什么是有用功和总功。有用功是指滑轮组对物体所做的实际功，也就是物体由于滑轮组的作用而获得的重力势能。总功是指滑轮组在提升物体过程中所做的全部功，包括有用功和无用功。无用功是指滑轮组在提升物体过程中，由于摩擦、空气阻力等因素而损失的功。滑轮组的机械效率是指有用功与总功之比，用来衡量滑轮组的工作效率。机械效率越高，说明滑轮组在做功过程中损失的能量越少，工作效率越高。为了更好地理解这个公式，我们可以通过一个实例来进行说明。假设我们有一个滑轮组，用来提升一个重物。在提升过程中，滑轮组对重物所做的有用功是重物的重力势能，即W有=mgh，其中m是重物的质量，g是重力加速度，h是重物提升的高度。而滑轮组在提升重物的过程中，还需要克服绳子与滑轮之间的摩擦力、空气阻力等因素，这部分功称为无用功，即W无=f×h，其中f是摩擦力。那么，滑轮组所做的总功就是有用功加上无用功，即W总=W有+W无=mgh+f×h。根据机械效率公式，我们可以计算出滑轮组的机械效率为：η=(W有/W总)×100%=(mgh/(mgh+f×h))×100%。从这个公式中，我们可以看出，滑轮组的机械效率与重物的质量、重力加速度、提升的高度以及摩擦力有关。当重物的质量越大、提升的高度越高，或者摩擦力越小时，滑轮组的机械效率就越高。在实际教学中，为了帮助学生更好地理解和掌握这个公式，我们可以通过实验来进行验证。例如，让学生分别计算不同质量的重物在相同高度下提升时滑轮组的机械效率，或者在相同质量的重物下提升不同高度时滑轮组的机械效率，从而让学生直观地了解机械效率与这些因素的关系。继续：滑轮组的机械效率公式的应用例1：提升重物假设我们使用一个滑轮组来提升一个质量为20kg的物体，重力加速度为10N/kg，提升的高度为5m。滑轮组中有用功是多少？滑轮组的机械效率是多少？解：有用功W有=mgh=20kg×10N/kg×5m=1000J假设滑轮组在提升物体的过程中，克服绳子与滑轮之间的摩擦力所做的无用功为50J。那么，总功W总=W有+W无=1000J+50J=1050J滑轮组的机械效率η=(W有/W总)×100%=(1000J/1050J)×100%≈95.2%例2：使用滑轮组提升不同质量的物体假设我们使用同一个滑轮组来提升质量分别为10kg、20kg和30kg的物体，每个物体提升的高度都是5m。请计算每个物体的机械效率。解：对于每个物体，有用功W有=mgh。分别计算三个物体的有用功：对于10kg的物体，W有1=10kg×10N/kg×5m=500J机械效率η1=(W有1/W总)×100%对于20kg的物体，W有2=20kg×10N/kg×5m=1000J机械效率η2=(W有2/W总)×100%对于30kg的物体，W有3=30kg×10N/kg×5m=1500J机械效率η3=(W有3/W总)×100%通过计算可以得到