师：同学们，大家好，这节课我们来学习滑轮。大家先看这张图片，图中一名中学生通过绳子拉起一台质量约为180千克的摩托车，你们认为这是真的吗？带着这个问题，我们进入今天的新课。
首先，我们来看本节课的学习目标：一、掌握定滑轮和动滑轮的特点；二、理解定滑轮和动滑轮的本质；三、知道滑轮组的特点以及应用。
下面，大家观察一组图片，这些场景中有一些特殊结构，大家能找出它们的共同特点吗？把它们简化后，其实就是由固定不动的轴以及可以绕轴转动的轮子组成的。所以，我们把周边有槽且能绕轴转动的轮子称为滑轮。
在生活中，根据滑轮使用时轴是否随物体一起移动，可将滑轮分成两类。第一类，滑轮的轴不随物体一起移动，这种我们称之为定滑轮；第二类，使用时轮轴会随物体一起移动，我们称为动滑轮。
那么，定滑轮与动滑轮各自有什么特点呢？研究机械特点，往往从力和距离两个方向入手。所以，我们可以提出这两个问题：一、使用定滑轮或者动滑轮是否可以省力？二、使用定滑轮与动滑轮是否能够省距离？
有了问题，我们就能确定测量对象，分别是物体的重力、绳子的拉力、物体升高的距离以及绳子移动的距离。最后，再根据这些测量对象选择合适的测量器材。
下面，我们先从定滑轮开始研究，首先观看一段关于定滑轮特点的视频。
（视频内容）旗杆顶部有个滑轮，它的轴固定不动，这种滑轮叫定滑轮。定滑轮有什么特点呢？我们通过实验来研究。这里有一个画有均匀方格的竖直平面，每个方格边长为5厘米。用已调零的弹簧测力计测出一个钩码的重力为2牛。
实验一，从不同方向提升同一重物。将测力计倒置并调零，把钩码挂在细线一端，细线另一端绕过定滑轮挂在弹簧测力计挂钩上。对钩码和测力计的初始位置做标记，匀速竖直向下拉动弹簧测力计，记录测力计读数为2牛。停止拉动测力计，对钩码和测力计的末位置做标记。可以看到，当钩码上升两格高度，测力计下降了两格高度。
接下来水平拉动弹簧测力计，读出测力计读数为2牛，使同一个钩码竖直上升两格高度。可以看出，测力计水平移动了两格距离。因此，使用定滑轮从不同方向拉动同一钩码，所用拉力大小相等。
实验二，从同一方向提升不同重物。用已调零的弹簧测力计测出两个小钩码的重力为1牛，将测力计倒置并调零，把两个钩码挂在细线一端，细线另一端绕过定滑轮挂在弹簧测力计挂钩上，标记钩码和测力计的初始位置。匀速竖直向下拉动弹簧测力计，读出测力计读数为1牛。标记钩码和测力计的末位置，记录测力计示数以及钩码和测力计移动的距离。再用不同钩码重复以上实验。
将数据记录在表格中，可以看出，用定滑轮提升不同钩码，所用拉力大于或等于钩码的重力，测力计移动的距离等于钩码移动的距离。
综合以上实验，我们可以总结出：使用定滑轮不省力也不省距离，但可以改变力的方向。
通过这段视频，我们对定滑轮的特点有了大致了解。在视频实验一中，绳子拉力方向可改变，所以定滑轮能改变拉力方向。再通过实验数据表分析力与距离的大小关系，我们发现力的关系是F≥G，距离的关系是s = h。由此，我们可以得出定滑轮的特点：一、使用定滑轮不能省力，但也不费距离；二、使用定滑轮可以改变拉力的方向。
接下来，我们通过另一段视频了解动滑轮的特点。
（视频内容）电动起重机吊钩上有一种滑轮，它的轴可随被吊物体一起运动，这种滑轮叫动滑轮。动滑轮有什么特点呢？我们通过实验来研究。同样是一个画有均匀方格的竖直平面，每个方格边长为5厘米。用已调零的弹簧测力计测出两个钩码的重力为1牛。把两个钩码挂在滑轮挂钩上，细线一端固定，另一端绕过滑轮凹槽挂在测力计挂钩上。对钩码和测力计的初始位置做标记，匀速竖直向上拉动测力计，读出测力计读数，停止拉动，对钩码和测力计的末位置做标记。我们看到，钩码上升了一格高度为5厘米，测力计上升了两格高度为10厘米。把一个大钩码挂在弹簧测力计下端，测力计读数为2牛，再将大钩码挂在动滑轮下端，对钩码和测力计的初始位置做标记，匀速竖直向上拉动测力计，读出测力计读数，停止拉动，对钩码和测力计的末位置做标记，可以看到钩码上升了一格高度，测力计上升了两格高度。用两个大钩码重复上述实验。
将数据记录在表格中，可以看出，使用动滑轮提升重物，弹簧测力计拉力小于物体重力，测力计移动的距离是物体移动距离的2倍，测力计移动方向与物体移动方向相同。这表明使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向，而且费距离。
通过这段视频，我们了解了动滑轮的使用特点。拉动绳子时，绳子拉动方向与物体上升方向一致，所以动滑轮不能改变拉力方向。通过实验数据表分析力与距离的关系，我们得到F＜G，s = 2h。由此可以推出动滑轮的两个特点：一、使用动滑轮可以省力，但需要费距离；二、使用动滑轮不可以改变拉力的方向。
现在，请大家思考这个问题：定滑轮不省力也不费力，不省距离也不费距离，而动滑轮省力但费距离，是什么原因导致它们有这样的特点呢？下面我们通过探究滑轮的本质来找寻答案。
在探究滑轮本质之前，我们先来回顾两个问题：一、杠杆的平衡条件是什么？动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，即F?L? = F?L?。二、杠杆是如何分类的，各自有什么特点？杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，它们的特点分别是省力费距离、费力省距离、不省力也不费力。
那么，定滑轮与动滑轮属于哪一类呢？我们先来分析定滑轮。在定滑轮使用过程中，拉动绳子，滑轮转动，但轴不随物体移动，所以轴的位置就是定滑轮的支点位置。由支点O向动力F做垂线，向阻力G做垂线，分别得到动力臂L?和阻力臂L?。我们发现动力臂和阻力臂大小相等，都等于定滑轮的半径，所以定滑轮的实质是等臂杠杆。根据杠杆平衡条件，当动力臂等于阻力臂时，动力和阻力相等，即F = G。如果拉力方向不在竖直方向发生改变，该如何分析力F的大小呢？我们看下一张图片。
在这张图片中，右侧展示了当拉力方向倾斜时，由支点O向力所在直线做垂线，得到的力臂仍然是半径，所以力臂不变，动力大小自然也不变，依然是F = G。
下面咱们再来研究动滑轮的特点。对于动滑轮，拉动绳子时，轴和物体会一起运动，它的支点在滑轮左侧与绳子相切的交点处。由支点O向动力F以及阻力G做垂线段，分别得到动力臂L?、阻力臂L?。我们发现在动滑轮中，如果拉力方向竖直，动力臂就等于滑轮的直径，而阻力臂等于滑轮的半径，动力臂与阻力臂的关系是二倍关系，所以动滑轮的本质是省力杠杆。在竖直方向拉力下省多少力呢？动力臂等于阻力臂的2倍，所以动力等于阻力的1/2，即F = 1/2G。
同样的问题，如果拉力方向不在竖直方向发生倾斜，会不会像定滑轮一样大小不变呢？我们再来看一张图片，图片右侧画出了力发生倾斜的情况。当从支点O向力所在直线做垂线时，我们发现力臂L?变小了。根据杠杆平衡原理，力臂减小时，施加的动力需要增大，所以这种情况下F＞1/2G。