八年级下册物理 滑轮组和其他简单机械(教案)

第2节滑轮

第2课时滑轮组和其他简单机械

【古之学者必严其师，师严然后道尊。欧阳修

◆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

【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，当用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？请

大家分组进行实验探究，找出其关系.

教师参与实验指导，并在黑板上画出甲、乙两组不同

的滑轮组，并演示组装，然后请一名学生上台用甲、乙两

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23、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离s 和物体移动距离h 之间的关系：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1F G n

=或1F G G n

=+动（），可得承担物重的绳子段数G G G n n F F +==动或，n 取整数，且要采用进位法.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s n 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12n -，即比动滑轮少1个，若要改变力的方向，则要再加一个定滑轮，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12n -；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

12n -，定滑轮个数为12

n +.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＜F 乙＜F 丙

B.F 甲＞F 乙＞F 丙

C.F 甲＞F 乙＝F 丙

D.F 甲

＝F 乙＞F 丙 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 甲＝f ；图乙是动滑轮，省一半的力，故拉力F 乙＝1/2f ；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＝1/3f.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1.5×10-2m3，共悬挂20个水泥块.已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3，g 取10N/kg.