师:好,同学们下课先暂停,朋友们好!好,同学们请坐。朋友们,今天这节课,咱们从一个小游戏“自己拉自己”开始。现在,哪位同学愿意来挑战一下,尝试把自己拉起来?哪位来?你来试试看,从前面过来,坐下来拉绳子。同学们,咱们用掌声给他加加油,好吗?
生:大家参与互动,鼓掌加油。
师:加油,使劲。好,可以了。谢谢。同学,咱们来采访一下你,能把自己拉起来吗?拉起来轻松吗?
生:能拉起来,但不轻松。
师:不轻松啊。来,掌声感谢他。同学们,看来光靠人力,很难轻松把自己拉起来,还得借助机械来省力。今天,咱们就一起来设计一个装置,轻松把自己拉起来,好吗?为了完成这个大目标,咱们先定个小目标——通过机械把这个布娃娃翘起来。同学们,咱们之前学过哪种机械可以翘物体?
生:杠杆!
师:非常棒。老师准备了一个杠杆,把布娃娃挂起来。同学们请看,挂好了。现在,向哪边拉绳子能拉起布娃娃?
生:向右边向下拉绳子。
师:大家看,布娃娃被拉起来了。还能继续提高吗?再提高一点。还能继续提高吗?看来一根杠杆工作能力有限,要是再有一根杠杆接着工作就好了。怎么办呢?
生:再加一根杠杆。
师:太聪明了!老师这里准备了两根杠杆。大家看,咱们把布娃娃挂起来。当红色杠杆工作到极限时,绿色杠杆开始工作;绿色杠杆工作到极限时,红色杠杆又开始工作。如此循环往复、交替工作,就能把布娃娃提升起来。但是,同学们,我们发现两根杠杆工作起来不太顺畅,怎么办?
生:可以继续增加杠杆,直到组成一个圆。
师:说得非常好!组成圆后,把它挂起来,从立体角度看,就变成了一个轮子,这就是咱们今天要讲的滑轮。老师给每个组准备了两个滑轮。现在,请同学们取下滑轮,仔细观察,滑轮有哪些结构。开始!
(学生观察讨论)
师:同学们讨论完了吗?哪位同学起来说说,滑轮有哪些结构?
生:有钩子、轮子,有两个钩子,还有定向轮和轴。
师:说得非常好!同学们请看,滑轮上有轴,轴旁边有轮子,轮子能绕轴转动。这位同学观察得很仔细,轮子周围还有两个挂钩,挂钩有什么作用?
生:可以用来悬挂滑轮本身,也能挂重物。
师:当挂钩与轴相连,挂钩被固定时,相当于轴被固定;当挂钩跟物体一起移动时,轴也会移动。同学们还有补充吗?大家看,滑轮边缘有凹槽,凹槽有什么用?
生:可以用来挂绳子。
师:说得非常好!同学们一会儿做实验时,记得让绳子穿过滑轮的凹槽。像这种边缘有凹槽、能绕轴转动的小轮,就是滑轮。现在,借助滑轮,我们能连续提升物体了。那么,用滑轮提升物体有几种方法呢?现在,请同学们小组合作,利用桌上的滑轮、器械、钩码和支架,支架两边都能使用,设计提升重物的方式。设计好的小组请举手,看看哪组最快。准备好了吗?好,开始!
(学生小组设计)
师:我看你们已经画好了,到这里展示一下。你们再试试看,还有没有其他提升重物的方法?你来帮我挂一下,就按刚才的组装方式挂起来试试。还有其他办法吗?起来,咱们绕两圈就不用了。你看,这个挂钩除了挂滑轮,还能挂什么?
生:挂重物。
师:试试看。这个可以怎么操作?直接把绳子穿上去,重物挂在哪?
生:挂在下面。
师:好,把它挂好。挂在这里,可以了吗?一个就行了。画好了吗?咱们展示装置,来演示一下。好了,可以,把它挂在这里。好,谢谢你们。先去吧。这也是你们挂的,对吗?好,可以,谢谢。同学们,停下来。现在,大部分同学都设计好了一到两种提升方式。咱们请刚才最快的小组,给大家演示一下他们是怎么提升重物的。只提升这个就可以,面向同学们,站侧面。你是怎么提升重物的?往哪边拉绳子?
生:把绳子放在滑轮上,往右边向下拉绳子。
师:说得很好。请同学让一下,向下拉绳子,就能把重物提升起来,对吧?掌声送给他们。说得很好,请坐。其他组同学,还有其他提升重物的方式吗?刚才老师看到,同学们还有另一种提升方法。老师来模仿一下:首先,把钩码挂到滑轮的挂钩上,然后把绳子挂在支架上,让绳子穿过滑轮的凹槽。同学们请看,这样是不是也能把重物提升起来?来,那位同学,请你再来提升一下重物,咱们一起观察。你拿这边,侧下身。请同学们观察,这两组滑轮提升重物时,有什么不同?
生:一个滑轮固定,绳子拉动物体;另一个绳子固定,滑轮随物体移动。
师:说得非常好,给他鼓掌。他说,使用时滑轮固定不动,其实是轴固定不动。像这种使用时轴固定不动的滑轮,咱们叫定滑轮。像第二种,使用时轴随物体一起移动的滑轮,咱们叫动滑轮。同学们,滑轮在生活中应用广泛,旗杆、晾衣架顶部、起重机上都能看到滑轮。现在,请同学们思考,这些地方用的是哪种滑轮?哪位同学起来说一说?
生:旗杆顶部用的是定滑轮,因为轴固定在杆子上;晾衣架也是定滑轮;起重机用的是动滑轮。
师:同学们说得好不好?鼓掌!说得非常好。既然滑轮在生活中有这么多应用,和直接提升重物相比,使用定滑轮或动滑轮有什么好处?
生:可能会省力。
师:其他同学还有补充吗?同学们回想一下,咱们前面学杠杆时,如果省力,往往会付出什么代价?
生:会费距离。
师:很好,可能会费距离,也可能省距离。同学们还有别的想法吗?大家看,如果直接提升重物,应该向哪边拉绳子?
