定滑轮和动滑轮的教学设计

定滑轮和动滑轮的教学设计一、教学目标1.知识与技能目标学生能说出定滑轮和动滑轮的结构特点。理解定滑轮和动滑轮的工作原理。掌握定滑轮和动滑轮的作用（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），并能根据实际情况选择合适的滑轮。2.过程与方法目标通过观察、实验探究，培养学生的观察能力、动手操作能力和分析归纳能力。经历探究定滑轮和动滑轮作用的过程，学习运用控制变量法研究物理问题。3.情感态度与价值观目标激发学生对物理实验的兴趣，培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的精神。通过小组合作学习，增强学生的团队协作意识。

二、教学重难点1.教学重点定滑轮和动滑轮的结构、工作原理及作用。用实验探究定滑轮和动滑轮的特点。2.教学难点理解定滑轮和动滑轮的实质是一种变形的杠杆。引导学生设计实验方案，并能准确分析实验数据得出结论。

三、教学方法讲授法、实验探究法、小组合作学习法、讨论法

四、教学准备1.教师准备定滑轮、动滑轮若干，铁架台、钩码、弹簧测力计、细绳、滑轮组模型等实验器材。多媒体课件，包含定滑轮和动滑轮在生活中应用的图片、视频等资料。2.学生准备预习本节课内容，思考定滑轮和动滑轮在生活中的应用实例。

五、教学过程

（一）导入新课（5分钟）1.播放一段视频，展示建筑工人利用滑轮将重物提升到高处的场景。提问：视频中工人师傅使用了什么工具来提升重物？你们在生活中还见过哪些地方用到了滑轮？2.学生积极回答问题，分享自己在生活中见到的滑轮实例，如升旗时的旗杆顶部滑轮、起重机上的滑轮等。3.教师对学生的回答进行总结和补充，引出本节课的主题定滑轮和动滑轮。

（二）新课教学（30分钟）1.定滑轮的认识与探究（15分钟）观察定滑轮的结构教师展示定滑轮模型，让学生仔细观察定滑轮的结构特点。提问：定滑轮有什么特点？它是由哪些部分组成的？学生观察并回答：定滑轮是一个周边有槽、可以绕轴转动的小轮，它的轴固定不动。探究定滑轮的工作原理教师引导学生思考定滑轮是如何工作的，提出问题：使用定滑轮提升重物时，拉力的方向与重物移动的方向有什么关系？学生分组进行实验探究，实验步骤如下：用铁架台固定好定滑轮，将细绳的一端系在弹簧测力计的挂钩上，另一端绕过定滑轮，悬挂一个钩码。竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，观察弹簧测力计的示数和钩码上升的方向，记录数据。改变钩码的数量，重复上述实验步骤，记录不同情况下弹簧测力计的示数。各小组汇报实验结果，教师引导学生分析数据，得出结论：使用定滑轮时，拉力的方向与重物移动的方向相反，拉力的大小等于物体的重力。定滑轮的实质教师结合实验结果，引导学生分析定滑轮的实质。讲解：定滑轮可以看作是一个等臂杠杆，它的支点在滑轮的轴上，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，当$l_1=l_2$时，$F_1=F_2$，所以使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。2.动滑轮的认识与探究（15分钟）观察动滑轮的结构教师展示动滑轮模型，让学生观察动滑轮的结构特点，并与定滑轮进行对比。提问：动滑轮与定滑轮在结构上有什么不同？学生观察并回答：动滑轮的轴随物体一起移动，它也是一个周边有槽、可以绕轴转动的小轮。探究动滑轮的工作原理教师提出问题：使用动滑轮提升重物时，拉力的大小与物体重力有什么关系？拉力的方向与重物移动的方向有什么关系？学生分组进行实验探究，实验步骤如下：用铁架台固定好动滑轮，将细绳的一端固定在铁架台上，另一端绕过动滑轮，系在弹簧测力计的挂钩上，悬挂一个钩码。竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，观察弹簧测力计的示数和钩码上升的方向，记录数据。改变钩码的数量，重复上述实验步骤，记录不同情况下弹簧测力计的示数。各小组汇报实验结果，教师引导学生分析数据，得出结论：使用动滑轮时，拉力的方向与重物移动的方向相同，拉力的大小等于物体重力的一半（不计动滑轮重和绳重，以及摩擦）。动滑轮的实质教师结合实验结果，引导学生分析动滑轮的实质。讲解：动滑轮可以看作是一个省力杠杆，它的支点在滑轮的边缘，动力臂是滑轮直径，阻力臂是滑轮半径。根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，当$l_1=2l_2$时，$F_1=\frac{1}{2}F_2$，所以使用动滑轮省力，但不能改变力的方向。

（三）课堂小结（5分钟）1.教师引导学生回顾本节课所学内容，提问：通过本节课的学习，你们学到了什么？2.学生积极发言，总结定滑轮和动滑轮的结构特点、工作原理、作用及实质。3.教师对学生的回答进行补充和完善，形成如下知识框架：定滑轮结构特点：轴固定不动工作原理：拉力方向与重物移动方向相反，拉力大小等于物体重力作用：不省力，能改变力的方向实质：等臂杠杆动滑轮结构特点：轴随物体一起移动工作原理：拉力方向与重物移动方向相同，拉力大小等于物体重力的一半（不计动滑轮重和绳重，以及摩擦）作用：省力，不能改变力的方向实质：省力杠杆

（四）课堂练习（10分钟）1.用定滑轮匀速提升重为400N的物体，所用拉力为______N，这是因为______。2.用动滑轮匀速提升重为400N的物体，所用拉力为______N（不计动滑轮重和绳重，以及摩擦），这是因为______。3.如图所示，物体重180N，若不计滑轮重及摩擦，在拉力F的作用下物体以0.1m/s的速度匀速上升，则拉力F=______N，2s内拉力F移动的距离是______m。

（五）布置作业（5分钟）1.书面作业完成课本上的课后练习题。思考生活中还有哪些地方同时用到了定滑轮和动滑轮，它们分别起到了什么作用？2.实践作业制作一个简单的滑轮组模型，并利用它提升重物，感受定滑轮和动滑轮的组合使用效果。

六、教学反思通过本节课的教学，学生对定滑轮和动滑轮的结构、工作原理及作用有了较为清晰的认识。在教学过程中，采用实验探究法让学生亲身体验和探索，激发了学生的学习兴趣和积极性，培养了学生的动手操作能力和科学探究精神。同时，通过小组合作学习，增强了学生的团队协作意识。然而