初中物理-《滑輪和機械效率》復習教學設計學情分析教材分析課后反思

《滑輪和機械效率復習》（教學設計）一、教學目標知識與技能1．認識定滑輪和動滑輪，理解定滑輪、動滑輪的作用。2.會根據(jù)要求使用和組裝滑輪組3.理解機械效率的含義，會進行相關計算。過程與方法1．通過觀察，得出定滑輪、動滑輪的工作特點；知道定滑輪是一種等臂杠桿、動滑輪是一種省力杠桿的變形；2．在對實例的分析和解釋中進一步理解定滑輪、動滑輪和滑輪組的應用。3、知道機械效率，并能進行計算。情感、態(tài)度和價值觀1．意識到定滑輪和動滑輪的不同作用，提高探究簡單機械的興趣；2．運用學過的科學知識解釋生活中的滑輪，進一步感受到生活和科學的關系；教學重點和難點重點：定滑輪、動滑輪及滑輪組的作用及特點。難點：滑輪組的機械效率及計算教學過程一．引入：演示：杠桿提水的實驗在杠桿的一端施加一個向下的動力，發(fā)現(xiàn)杠桿已經(jīng)碰地了，小桶還沒有離開井口。提問：該怎么辦呢？將杠桿向上移動，就能使杠桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動，小桶就會繼續(xù)被舉高。（邊講邊做）如果杠桿能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動，小桶就可以被舉得更高。（演示）提問：杠桿要是連續(xù)轉(zhuǎn)動起來的話，大家想象一下，會是怎樣的情況呢？操作：轉(zhuǎn)動紅色的等臂杠桿現(xiàn)象：看到它形成了一個圓。操作：用自制教具改裝。講授：像這樣改裝好的裝置就叫做滑輪，滑輪實際上就是杠桿的變形，它也是一種簡單機械。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，人們使用的往往是復雜的機械，但復雜機械中的許多部件就是由杠桿、滑輪等簡單機械組合起來的。今天我們就開始學習滑輪。二．新課教學：請學生觀察：滑輪由哪些部分組成呢？（PPT出現(xiàn)一個滑輪）學生：有輪子（輪子的邊緣有什么特點呢？）學生：有凹陷（我們把它稱為槽。）教師：輪子會不會轉(zhuǎn)呢？（會）教師：繞著什么轉(zhuǎn)？（繞著圓心）教師：也就是繞著通過圓心的軸轉(zhuǎn)動。教師：軸用框固定。教師：框的上下還各有一個鉤子。引入定義：像這樣能夠繞軸轉(zhuǎn)動的，邊緣有槽的輪子就叫做滑輪。板書：一、滑輪定義：能夠繞……組成部分：輪軸框鉤滑輪畫法：（用PPT）先畫輪，再畫軸，然后框，最后鉤。再請學生觀察：這兩個滑輪在構(gòu)造有沒有不同呢？（沒有）老師利用其中一個滑輪將這個重物舉高：把滑輪掛在鐵架臺上在繩子的一端掛上重物將繩子繞過滑輪在繩子的另一端施加一個向下的拉力思考：教師提供一套完全相同的器材，請學生用這個滑輪想出另一種方法，同樣也把這個重物舉高。學生討論：請同學你上來表演。（學生操作過程中，滑輪會打翻，可以提示：先將重物掛在滑輪上）（注意：舉高后一定要將繩子的自由端固定好。）總結(jié)：操作步驟：將繩子的一端固定在鐵架臺上把重物掛在滑輪的下方將繩子穿過滑輪在繩子的另一端施加一個向上的拉力，重物就被舉高了操作：教師同時利用這兩個滑輪將重物舉高。（操作：兩邊同時拉）思考：這兩個滑輪在構(gòu)造上是相同的，大家認真觀察，它們在工作過程中有什么不同呢？（一個滑輪會動，另一個不會動）哪一個不會動？（左邊）教師在左邊這個滑輪上貼一個小圓點，當向下拉繩子的時候，看看滑輪有沒在動？總結(jié)：可見，不能說是滑輪不動，而是滑輪的軸不動。而右邊這個滑輪的軸會隨著物體的運動而運動。（PPT）定義：把在工作過程中軸固定不動的滑輪叫定滑輪。把在工作過程中軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪。板書：3.分類：定滑輪：軸固定不動動滑輪：軸隨物體一起運動可見，定滑輪和動滑輪不是構(gòu)造不同，也不是一個會動，一個不會動。而是由在工作過程中軸會不會隨著物體一起運動來區(qū)分的。二、定滑輪的工作特點1.利用定滑輪工作有什么好處呢？分析：在沒有利用定滑輪時，要將重物舉高，力就要向上。（演示）而用了定滑輪之后，力的方向可以向下。（邊講邊演示）總結(jié)：使用定滑輪的好處是：可以改變力的方向。2.利用定滑輪工作能不能省力呢？如果直接勻速向上（副板書：勻速）提起物體，需要多大的力？測量:拉力為多少牛？(2N)那么物體的重力也就是2N。即阻力為2N,記為F2=G=2N(副板書)而用了定滑輪之后，需要的拉力為多大呢？測量：此時拉力為多少？（2.1N）這是動力，記為F1=5.2N(副板書)分析：因為動力大于阻力，所以使用定滑輪不省力。3.為什么使用定滑輪不能省力呢？這個問題如何分析？誰想出來了？（請同學發(fā)言）分析：剛才我們已經(jīng)知道了滑輪實際上就是杠桿的變形，（出示教具）現(xiàn)在我們再把它變回杠桿進行分析。（將滑輪變回杠桿）引導：大家觀察一下，當提起重物時，支點在哪？（在軸上）這是動力作用線，這是阻力作用線，（邊講邊用手比劃）從支點到動力作用線的距離為動力臂；從支點到阻力作用線的距離為阻力臂。（用手比劃）發(fā)現(xiàn)：動力臂等于半徑，阻力臂也等于半徑，即l1=l2。也就是說定滑輪的實質(zhì)是一個什么杠桿？（等臂杠桿）（再點PPT）證明：當勻速舉起重物時，杠桿處于平衡狀態(tài)。根據(jù)杠桿的平衡條件：F1×l1=F2×l2因為l1=l2所以F1=F2可是剛才我們測出F1=2.1，F(xiàn)2=2N；為什么實際過程中F1略大于F2呢？分析：因為輪在繞著軸轉(zhuǎn)動時，軸與輪之間會產(chǎn)生摩擦，同時繩子與槽之間也有摩擦。若忽略摩擦力的話，則F1等于F2。4.如果沿著不同方向拉繩子，一樣可以將物體勻速舉高，那么力的大小會一樣嗎？（會&不會）用實驗來驗證。演示：向下拉時，F(xiàn)1=2.1N斜向下拉，F(xiàn)1‘=2.1N水平拉時，F(xiàn)1‘‘=2.1N無論沿哪個方向拉，力的大小都不變。這又是為什么呢？5.為什么沿不同方向拉繩子，力的大小都不變呢？分析：斜拉時，阻力和阻力臂不變，現(xiàn)在動力是沿著這個方向的，發(fā)現(xiàn)動力臂還是等于半徑，即定滑輪還是個等臂杠桿。因此F1‘=F2。水平拉時，動力臂仍然等于半徑，說明它仍然是一個等臂杠桿，則F1‘‘=F2總結(jié)：所以，無論我們沿什么方向拉，定滑輪始終是一個等臂杠桿。綜上所述，定滑輪工作的特點是：板書：1.可以改變力的方向2.不能省力3.實質(zhì)：等臂杠桿三、動滑輪的工作特點1.利用動滑輪工作會不會改變力的方向呢？請一個同學來分析。分析：在沒有利用動滑輪時，要將重物豎直向上舉高，力的方向要豎直向上。而用了動滑輪，力的方向還是豎直向上。（邊講邊演示）總結(jié)：利用動滑輪不能改變力的方向。2.利用動滑輪工作能不能省力呢？演示：現(xiàn)在我用了動滑輪也把重物勻速舉高，所需要的拉力為多少呢？再用彈簧測力計測一下。（1.3N）記為動力F1=1.3N發(fā)現(xiàn)動力小于阻力，所以使用動滑輪可以省力。3.為什么使用動滑輪可以省力呢？該如何分析？再將動滑輪變回杠桿來分析。分析：當提起重物的時候，支點在哪里？在繩子和輪接觸的地方這是動力作用線，這是阻力作用線，（邊講邊用手比劃）把動力臂和阻力臂畫出來從支點到動力作用線的距離為動力臂；從支點到阻力作用線的距離為阻力臂。（先用手比劃）動力臂等于直徑，阻力臂等于半徑，即l1=2l2。也就是說動滑輪的實質(zhì)是一個省力杠桿4.那使用動滑輪可以省多少的力呢？請一個同學到黑板上證明：當勻速舉起重物時，杠桿出于平衡狀態(tài)。根據(jù)杠桿的平衡條件：F1×l1=F2×l2因為l1=2l2所以F1=1/2F2即使用動滑輪可以省多少的力？（一半）若學生沒有寫根據(jù)杠桿平衡條件四個字，就問學生，這個公式成立的條件是什么呢？（杠桿要平衡）那現(xiàn)在杠桿平衡了嗎？（平衡了）為什么呢？因為我們是勻速舉起重物，杠桿是勻速轉(zhuǎn)動，所以杠桿處于平衡狀態(tài)。5.剛才我們測出F2=2N，F(xiàn)1=2.1N，為什么實際過程中F1略大于1/2F2？學生：因為有摩擦力。補充：除了有摩擦力之外，還有其他原因嗎？剛才我們將物體舉高的時候，什么也被舉高了？（動滑輪也被舉高了），如果忽略摩擦力，也忽略了動滑輪和繩子的重的話，則F1等于1/2F2。綜上所述，我們可以總結(jié)出利用動滑輪工作的特點是：板書：1.不能改變力的方向2.可以省力3.實質(zhì)：省力杠桿四．滑輪組現(xiàn)在請大家欣賞一幅漫畫：(PPT第一幅圖)大家看漫畫里有兩個人，一個胖子，一個瘦子，還有一袋很重的面粉。（PPT第二幅圖）他讓瘦子幫他抓住繩子，自己上樓去搬，提問：大家猜猜看，胖子會成功嗎？（PPT打出第三幅圖）：我們看到面粉落地了，瘦子反而被提起來了，所以，胖子失敗了。請大家分析一下胖子失敗的原因是什么？（因為瘦子比面粉輕，瘦子力氣不夠大……）PPT失敗原因：1.G瘦子<G面粉2.使用定滑輪不能省力思考：現(xiàn)在，還是這袋面粉，還是這個定滑輪，面粉和瘦子都在地面上，老師再給你一個滑輪，請你幫助他們想想辦法，怎樣才能讓瘦子把面粉拉到二樓的窗口呢？大家討論一下。分析：首先，老師提供給你的滑輪必須把它組裝成動滑輪呢還是定滑輪呢？（動）對，因為我們要省力，所以必須把它組裝成動滑輪，用它來省力；其次，原來的那個定滑輪還要不要用呢？（要）還需要一個定滑輪來改變力的方向；總結(jié)：那既要用動滑輪來省力，又要用定滑輪來改變力的方向，因此，我們就必須將動滑輪和定滑輪組合起來使用。怎么組合呢？也就是繩子怎么繞呢？（邊說邊組裝成并列的滑輪組）實際上動滑輪固定在鐵架臺上的繩子可以直接掛在定滑輪的鉤子上，也是一樣的。那我們來看一下正確的繞線方法：應當是從內(nèi)到外繞的：PPT:應當是從內(nèi)到外繞的：先從定滑輪的鉤子開始從上往下繞過動滑輪，再從下往上繞過定滑輪，最后拉力的方向是往下的。定義：像這樣，將動滑輪和定滑輪組合在一起的裝置就叫做滑輪組。它既可以省力，又可以改變力的方向。思考；請大家思考一下，使用這樣的滑輪組可以省多少的力呢？分析：我們把面粉和動滑輪看成一個整體，大家想想這里是幾段繩子在承擔物重呢？現(xiàn)在我們把繩子剪斷，大家可以看到這兩段繩子是吊著物體的，而另外一段直接就落地了，所以承當物重的繩子只有這兩段，即n＝2，若忽略了動滑輪的重的話，每一段繩子只承當二分之一的G物，即F拉＝1/2G物，也就是可以省一半的力。若面粉重300N,則拉力只要150N.思考：再請大家思考一下，如果我要用100N即1/3G物的力將面粉提到二樓，還是這個滑輪組，那又該如何組裝呢？請大家討論。分析：首先力要用1/3G物，那n要等于多少？也就是必須有三段繩子來承當物重。剛才吊著動滑輪的只有兩段，現(xiàn)在還需要一段，該系在哪里呢？只能系在鉤子上。PPT:繩子從動滑輪的鉤子上開始往上繞過定滑輪，再往下繞過動滑輪，最后拉力的方向是向上得，所以此時，瘦子必須跑到二樓去拉。那這樣的連接方式對不對呢？我們再用剛才的方法分析一下。PPT:我們再把繩子剪斷，發(fā)現(xiàn)這三端都是吊這動滑輪的，可見每一段都承當1/3G物，即100N的力就可以把面粉提到二樓。思考：再請大家看這個滑輪組，承當物重的繩子有幾段？4那這個滑輪組呢？承當物重的繩子有幾段？5若用n來表示承擔物重的繩子的段數(shù)的話，則F拉＝1/nG物五、機械效率1．定義：物理學中有用功與總功的比值叫機械效率。用η表示。2．表達式：3．說明：①機械效率是有用功在總功中所占比例的多少，是一個比值，所以是一個無單位的物理量。②因為W有用總小于W總，所以機械效率η總小于1。③機械效率是描述機械性能優(yōu)劣的物理量，機械效率高的機械性能優(yōu)良。機械效率的高低與所使用的機械工作時是否省力、及省力多少無關；與機械工作時的快慢程度無關；與機械工作時所完成的功的數(shù)量多少也無關．4．活動：①根據(jù)上述測量結(jié)果計算不同情況下動滑輪的機械效率；②實驗、討論動滑輪的機械效率與哪些因素有關？如何才能提高它的機械效率？5．例題：（1）用定滑輪緩慢提升質(zhì)量為20kg的物體，所用拉力為220N，當物體提升2m時，求有用功、總功和動滑輪的機械效率。（g=10N/kg）（2）由于在使用杠桿時的摩擦非常小，故杠桿是一種機械效率非常高的簡單機械，若用一根機械效率為90%的杠桿將一個18．0kg的物體提升50cm，需要做多少總功？（g=10N/kg）五．小結(jié)：１．定滑輪：（1）特點：可以改變力的方向，但不省力（2）實質(zhì)：是一個等臂杠桿２．動滑輪：（1）特點：不能改變力的方向，但可以省一半的力（2）實質(zhì)：動力臂是阻力臂二倍的杠桿３．滑輪組：（1）使用優(yōu)點：既可省力，又可改變力的方向）公式<<滑輪和機械效率復習>>學情分析滑輪是生產(chǎn)和生活中的普遍使用的機械，生活中學生對滑輪已耳聞目睹，對于滑輪在什么地方使用，滑輪的外形構(gòu)造等已經(jīng)較熟悉。但對于它的特點及用途并不了解。加上學生才接觸物理，只學習了一學期，對于學生的操作水平，和歸納能力尚不夠成熟。根據(jù)《滑輪和機械效率》一課的特點和學生實際，我采用的教學方法是：課件演示、學生交流、放電腦漫畫、觀察、討論、講解為主的多邊法教學。通過觀察、實驗和看電腦漫畫激發(fā)學生的興趣，讓學生勤動手做實驗，從實驗中探究新知，給學生提供充足的空間，引導學生在公式推導過程中，理解機械效率的含義，讓學生大膽的探索。讓學生在愉快的氛圍中感知探索新知，調(diào)動學生的主動性和積極性。<<滑輪和機械效率復習>>效果分析本節(jié)課在學生已經(jīng)熟悉知識的基礎上，直接引入學習目標，從學生對滑輪的了解，說出滑輪的定義、實質(zhì)、工作特點等，進而通過畫圖分析滑輪組的繞法，并總結(jié)規(guī)律，提高學生的學習興趣，學生課堂認真聽講，積極思考問題。學生基本能夠利用教師提供的學習材料準確的復習鞏固基礎知識，提高了學習水平。這節(jié)課全體學生能夠參與活動，體現(xiàn)了教育要面向全體學生的要求，使全班同學都能夠?qū)W到知識。提高了學生對科學探究的興趣。也提高了學生的動腦思維能力。由于學生已經(jīng)學習過對應知識，學生在對定滑輪、滑輪和滑輪提起物體時，對工作特點有較熟練的應用，有一定的分析問題和解決問題的能力，對于滑輪組的綜合應用問題還要在下一步復習中進一步。對于機械效率的計算學生能基本掌握計算方法，知道了滑輪組的機械效率的改變的影響因素，提高了解決問題的能力?！痘喓蜋C械效率復習》教學反思本節(jié)課我主要對滑輪和機械效率進行復習，直接提出本節(jié)課的學習目標，教學內(nèi)容上分兩大塊，第一復習滑輪和滑輪組的知識，第二復習機械效率級滑輪組機械效率的計算。通過復習回顧，總結(jié)出定滑輪和動滑輪的作用及滑輪組的繞線方法。滑輪部分把杠桿知識遷移到滑輪，定滑輪的實質(zhì)是個等臂杠桿，動滑輪的實質(zhì)是個省力杠桿。通過這樣的教學過程，可以培養(yǎng)學生運用知識、遷移知識的能力。通過畫圖找到滑輪組的繞法并總結(jié)規(guī)律，為滑輪組的機械效率計算做鋪墊。本節(jié)課為學生提供了多種學習經(jīng)歷，讓學生在自主學習過程去體驗，合作交流相結(jié)合，培養(yǎng)了學生分析觀察概括的能力、團結(jié)合作的精神、探究精神和實事求是的科學態(tài)度。教學中多次讓學生小組交流，個別展示，在解決問題的過程中發(fā)現(xiàn)問題的解決方法，提高分析能力。在今后教學中要盡量使課堂更好地適應學生的個性發(fā)展和自身需要，并使之得到充分的發(fā)展和展現(xiàn)?！痘喓蜋C械效率復習》教材分析本節(jié)是在學習杠桿的基礎上，重點學習定滑輪和動滑輪，探究定滑輪和動滑輪的特點，激發(fā)學生繼續(xù)探索各種簡單機械使用原理的興趣。難點是滑輪組的機械效率的計算。由于內(nèi)容較多可用兩個課時。教材首先采用一幅科學漫畫，激發(fā)學生的好奇心，引入新課?？梢宰寣W生說一說漫畫所現(xiàn)的意思，使學生帶著微笑與興趣進入滑輪的學習。教師在組織“比較定滑輪和動滑輪的特點的探究活動時，一定要留有充分的時間去讓學生做實驗，不要為了趕進度而在學生還沒有進行足夠的思考時草率得出結(jié)論。由于教材上已有一定的提示，因此可放手讓學生按教科書列出的步驟獨立完成探究實驗，對于程度好的學生，可以鼓勵他們分析滑輪是杠桿的變形，使他們理解定滑輪不省力、動滑輪省一半力的道理。探究結(jié)束后，讓學生課堂上討論探究結(jié)果，最后得出結(jié)論：使用定滑輪不省力，但是能改變力的方向；使用動滑輪能省一半的力；需要改變力的方向時，使用定滑輪；而需要省力時就要使用動滑輪；既要省力、又要改變力的方向時，就要用到滑輪組。對于滑輪組機械效率是難點，引導學生推導機械效率的的公式，并進行相關計算，在解決問題中理解機械效率的含義?！痘喓蜋C械效率復習》評測練習1、如圖所示的滑輪組將重10N的物體勻速提升0.1m，所用時間為2s，作用在繩子末端的拉力F為6N（不計繩重和繩與滑輪間的磨擦），下列計算結(jié)果正確的是（）A、所做的有用功為1JB、動滑輪自重0.2NC、拉力F做功的功率為0