初中物理3滑轮、轮轴与齿轮

3滑轮、轮轴与齿轮

教学目标：

知识目标：

1、知道利用机械可以提高工作效率，了解一些简单机械——滑轮、轮轴等；

2、了解滑轮、轮轴和齿轮在生活、生产中的应用。

能力目标：

1、培养学生观察、比较和分析问题的能力；

2、培养学生提出问题和实验操作的能力；

3、学习使用工具和解释使用工具的意义。

情感目标：

1、认识到科学是不断发展的；

2、意识到科学技术会给人类与社会带来好处；

3、尊重证据，愿意与他人合作学习和探究问题，分享他人的智慧。

重点难点：

通过对研究主题的观察、比较和分析，知道利用机械可以提高工作效率，了解一些滑轮、轮轴和齿轮的特点。

教学准备：

1、相关的图片和视频；

2、滑轮、轮轴和齿轮、铁架台、钳子、扳手、螺丝刀、钉子、螺丝、钩码、测力计、绳子、汽车方向盘的模型、木板、垒球棒、四驱车模型。

教学课时：1课时

教学过程：

一、情景导入：

媒体：出示课本图。

导入：在工地上，大吊车正在轻松地把大捆的钢材吊起来。

问题：吊车的力气真大！是什么让吊车能轻松地吊起沉重的钢材呢？

媒体：出示吊车的图片。

质疑：观察吊车图片，吊车上的轮子到底起什么作用？

二、活动一：几种奇特的轮子

导入：为了研究轮子中蕴藏的科学道理，我们就要找出身边常见的一些轮子。

媒体：出示课本图一、课本图二、课本图三。

讨论：这些轮子的外形有什么特点？你知道它们为什么要做成这个样子？

交流：请学生介绍自己的想法和意见，教师对答案进行梳理和完善，引导学生认识几种不同的轮子。

媒体：播放“滑轮”视频、“轮轴”视频和“齿轮”视频。

小结：认识三种不同的轮子。

滑轮：轮子的边缘带有槽。

轮轴：大轮和小轮叠在一起，由大轮（通常是把手）带动小轮（转轴）转动。

齿轮：轮子边缘带齿。

拓展：这三种轮子在生活中比较常见。我们还能找出生活中什么地方用到了这些轮子？它们有什么作用？

三、活动二：研究滑轮的作用

媒体：出示定滑轮和动滑轮的图片。

导入：这是两个滑轮的图片。大家能找出这两个滑轮有什么不同吗？

交流：交流各自的想法，教师引导学生认识动滑轮和定滑轮。

小结：

定滑轮：固定在支架上的滑轮。

动滑轮：随着重物上下移动的滑轮。

问题：这两种连接方法不同的滑轮在使用中作用是否相同？我们能设计一个实验来检验自己的想法吗？

设计：小组活动。利用常见的材料设计实验。

交流：请各小组介绍本小组的实验方案，教师引导学生对方案进行梳理和完善，强调制作中的注意要点，并选定最佳的实验方案。

指导：介绍测力计，引导学生利用测力计进行数据测量。

活动：小组活动。学生根据小组选定和优化的实验方案，分小组利用滑轮、钩码和测力计进行实验，记录和分析实验数据，分别研究动滑轮和定滑轮吊起相同重物时，用力的方向和大小有什么不同。

交流：请各小组介绍本小组的实验数据以及观察的发现，教师帮助学生进行梳理和完善，引导学生从数据的分析中了解动滑轮和定滑轮的特点。

媒体：播放“滑轮”视频。

小结：定滑轮：可以改变用力方向，但不省力。

动滑轮：不能改变用力的方向，可以省力。

拓展：在生活中什么地方用到了动滑轮和定滑轮？

四、活动三：制作小吊车

教具：出示铁架台、钩码、两个小滑轮、绳子。

导入：这里有一些实验用的材料，大家能不能把这些材料组装成一个可以搬运重物的滑轮装置呢？

活动：分小组动手制作一个符合要求的滑轮装置。

汇报：请各小组展示本小组的设计，引导其他小组的同学进行评价，完善小组的滑轮装置。

问题：这个滑轮装置在搬运重物中，有什么特点？是不是省力滑轮？

讨论：小组进行讨论，思考原因。

活动：小组活动。各小组学生利用测力计测量本小组设计和制作的滑轮装置，并将实验数据记录在实验表格中，并进行分析。

交流：请各小组介绍自己的实验数据和发现，教师引导其他同学进行质疑、梳理和完善，引导学生从数据的分析中发现滑轮装置的特点。

小结：动滑轮和定滑轮各有其优点和缺点。如果合理组合利用，就能设计一个既省力又能改变用力方向的滑轮装置——滑轮组。

最简单的滑轮组是由一个动滑轮和一个定滑轮组成。使它们互相搭配，就能充分发挥滑轮的各自优点，组成一个既省力又能改变用力方向的滑轮装置。

五、活动四：拔河比赛

导入：琪琪和波波进行拔河比赛，会出现什么结果呢？

交流：学生进行讨论，发表自己的意见。

问题：如果琪琪和波波利用定滑轮进行拔河比赛，会出现什么结果呢？

媒体：出示课本图。

交流：学生进行讨论，发表自己的意见，老师引导学生从定滑轮的作用特点去分析。

问题：如果琪琪利用动滑轮与波波进行拔河比赛，会出现什么结果呢？

交流：学生进行讨论，发表自己的意见，老师引导学生从动滑轮的作用特点去分析。

小结：使用定滑轮可以改变用力的方向，但不省力，所以波波比琪琪力气大，波波赢了；使用动滑轮可以省力，但不以改变用力的方向，所以虽然波波比琪琪力气大，但是琪琪只需要较小的力气就可以拉动波波了。

六、活动五：寻找生活中的轮轴

导入：在前面的学习中，我们知道了可以利用动滑轮和定滑轮的不同特点来设计工具，使我们的生活和生产活动更为方便。其实，还有一些其他类型的“轮子”，也是我们工作中常用的简单机械。

媒体：播放“轮轴”视频。

媒体：出示课本图。

问题：在这些工具中，哪里藏着轮轴？请尝试把它们找出来。

讨论：小组讨论。轮轴的外形有什么特点？为什么要把轮轴设计成这种结构？

交流：请各小组代表介绍本小组的想法和意见，引导学生进行分析，认识轮轴。

小结：大轮和小轮叠在一起，由大轮（通常是把手）带动小轮（轮轴）转动的轮子就叫轮轴。

拓展：生活中常运用轮轴。我们还能在哪里找到轮轴？这些轮轴起到什么作用？

七、活动六：研究轮轴的作用

导入：不借助任何工具，仅用双手能把螺丝拧进木板里吗？

媒体：出示课本图。

交流：交流各自的想法，引导学生理解使用工具能更省力、更有效率。

思考：选用什么工具能更省力、更轻易地把螺丝拧进木板里？

引导：使用螺丝刀能更省力、更轻易地把螺丝拧进木板里，这是因为螺丝刀的柄和杆起到了轮轴的作用。螺丝刀的柄相当于“轮”，螺丝刀的杆相当于“轴”。

活动：分别把钳子、扳手、螺丝刀和钉子伸进带环的螺丝中，比较哪种工具使用起来更容易、更省力。

交流：请各小组介绍自己的感受，引导学生从轮（钳子、扳手、螺丝刀和钉子旋转时的圆周）和轴（螺丝的杆）的大小去比较和分析。

小结：轮轴中的轮子越大就越省力。

媒体：播放“轮轴”视频。

拓展：准备一个垒球棒，请两个力气明显不同的同学，力气大的握住垒球棒细的一端，力气小的握住垒球棒粗的一端，大家向相反的方向拧，看谁能把棒子拧过来。

思考：为什么握住垒球棒粗的一端比较容易拧过来？引导学生从轮轴中的轮子越大就越省力的角度去比较分析。

八、活动七：研究齿轮的作用

媒体：出示齿轮图片。

导入：除了滑轮、轮轴以外，还有一种常见的轮子——齿轮。

媒体：播放“齿轮”视频。

问题：齿轮的边缘都有许多大小不同的齿。齿轮有什么作用呢？

任务：研究齿轮的作用：

动力是否可以由一个齿轮传递到另一个齿轮？

齿轮的转动方向有什么不同？

不同大小（齿数）的齿轮，转动速度有什么不同？

活动：学生分组研究齿轮的作用，记录实验结果，并对数据进行分析，探究齿轮的作用和特点。