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机械原理认知实验：动滑轮与定滑轮教学设计

一、实验目的

知识与技能：

使学生认识动滑轮和定滑轮的结构特点。

使学生理解动滑轮和定滑轮的工作原理。

使学生掌握动滑轮和定滑轮省力作用的计算方法。

培养学生的观察能力、动手操作能力和分析问题的能力。

过程与方法：

通过实验演示和学生分组实验，引导学生探究动滑轮和定滑轮的力学特性。

通过对比实验，让学生理解动滑轮和定滑轮的区别。

通过小组讨论和汇报，培养学生的合作学习能力和表达能力。

情感态度与价值观：

激发学生对机械原理的学习兴趣。

培养学生的科学探究精神和实事求是的科学态度。

让学生体会机械在生活中的应用价值。

二、实验器材

动滑轮、定滑轮若干个

细绳

钩码若干个

弹簧测力计

支架

记录表格

白板笔

三、实验原理

定滑轮：定滑轮的轴固定不动，它的主要作用是改变力的方向。使用定滑轮时，所用的力与物体的重力方向相反，但力的大小不变。定滑轮实际上是一个等臂杠杆。

动滑轮：动滑轮的轴随物体一起移动，它的主要作用是省力。使用动滑轮时，所用的力是物体重力的一半，但力的方向与物体重力方向相同。动滑轮实际上是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。

四、实验步骤

（一）认识动滑轮和定滑轮

展示动滑轮和定滑轮的实物，引导学生观察它们的结构特点，并说出它们的名称。

提问：动滑轮和定滑轮有什么区别？

（二）探究定滑轮的作用

将一个定滑轮安装在支架上，用细绳一端系住钩码，另一端通过定滑轮连接弹簧测力计。

拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，记录弹簧测力计的示数F?。

改变力的方向，再次拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，记录弹簧测力计的示数F?。

比较F?和F?，分析定滑轮的作用。

（三）探究动滑轮的作用

将一个动滑轮安装在支架上，用细绳一端系住钩码，另一端穿过动滑轮并连接弹簧测力计。

拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，记录弹簧测力计的示数F?。

计算理论上应该用的力F_理=G/2(G为钩码重力)。

比较F?和F_理，分析动滑轮的作用。

（四）探究滑轮组的作用（可选）

将动滑轮和定滑轮组合在一起，组成滑轮组。

根据滑轮组的结构，计算理论上应该用的力F_理=G/(n·2^m)(n为动滑轮个数，m为定滑轮个数)。

进行实验，测量实际用的力F?，并比较F?和F_理。

五、实验记录与处理

实验项目

实验内容

实验数据记录(单位：N)

理论值(单位：N)

实验结论与分析

定滑轮

改变力的方向，匀速提升钩码

F?=

定滑轮不省力，但可以改变力的方向。

动滑轮

省力提升钩码

F?=

F_理=G/2

动滑轮可以省力，省力效果为钩码重力的二分之一。

滑轮组(可选)

组合滑轮省力提升钩码

F?=

F_理=G/(n·2^m)

滑轮组可以省力，省力效果与动滑轮个数和定滑轮个数有关。

六、实验结论

定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。

动滑轮可以省力，省力效果为物体重力的二分之一。

滑轮组结合了定滑轮和动滑轮的优点，既可以改变力的方向，又可以省力。

七、问题与思考

在实际生活中，哪些地方应用了定滑轮？哪些地方应用了动滑轮？哪些地方应用了滑轮组？

如何根据实际情况选择合适的滑轮或滑轮组？

除了定滑轮和动滑轮，还有哪些常见的简单机械？它们的工作原理是什么？

八、板书设计

机械原理认知实验：动滑轮与定滑轮

定滑轮：改变力的方向，不省力(等臂杠杆)

动滑轮：省力(动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆)

滑轮组：改变力的方向，省力(省力效果与动滑轮个数和定滑轮个数有关)

九、教学反思

本节课通过实验演示和学生分组实验，引导学生探究动滑轮和定滑轮的力学特性，并通过对比实验，让学生理解动滑轮和定滑轮的区别。在教学过程中，要注意以下几点：

实验前要准备好充足的实验器材，并检查器材是否完好。

实验过程中要引导学生认真观察，并做好实验记录。

实验结束后要及时进行数据处理和分析，并引导学生得出实验结论。

要注重理论联系实际，让学生体会机械在生活中的应用价值。

通过本节课的学习，学生能够掌握动滑轮和定滑轮的工作原理和省力作用的计算方法，并能够运用所学知识解决简单的实际问题。同时也能够培养学生的观察能力、动手操作能力和分析问题的能力，激发学生对机械原理的学习兴趣。

机械原理认知实验：动滑轮与定滑轮教学设计（1）

一、实验目的

知识与技能目标：

理解定滑轮和动滑轮的基本结构和工作原理。

掌握定滑轮和动滑轮的特点，例如定滑轮改变力的方向，动滑轮省力但费距离。

能够通过实验测量并计算定滑轮和动滑轮系统的机械优势。

初步学会分析简单机械系统的受力情况。

过程与方法目标：

通过动手操作实验器材，培养学生的实践能力和观察能力。

通过实验数据的记录和分析，培养学生的数据分析能力和科学思维。

通过小组