GeoGebra软件在初中物理滑轮教学中的应用

费杨

摘要：滑轮是生产生活中的重要简单机械，在生产生活中有非常廣泛的应用，在初中物理教学中要求学生从杠杆的角度理解滑轮的实质，但是由于动滑轮工作过程中学生不容易观察到动滑轮工作的细节，因此利用GeoGebra软件仿真动滑轮的工作过程就能很好地解决这一问题。

关键词：初中物理  滑轮教学  GeoGebra

简单机械是初中物理力学中的一个重要部分，滑轮又是一个应用非常广泛的简单机械，同时在初中物理教材中简单机械又是一个比较重要的内容，在教学学生很容易就能通过实验观察总结滑轮工作时的特点，但是从杠杆的角度理解滑轮的实质对学生是一个比较大的挑战，其中的关键就是学生在使用滑轮是很难将滑轮利用抽象思维想象成一根杠杆，从而观察滑轮，此时使用GeoGebra软件就能将滑轮使用的过程通过二维动画的方式展现出来，由此就可以帮助学生更好地理解滑轮的实质。[1]下面分享我使用GeoGebra软件进行滑轮教学时的教学设计，以此抛砖引玉与各位交流。

一、教材分析

（一）课标要求：能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。本节课旨在引导学生通过动手实验感受滑轮的作用，在使用滑轮的过程中感受滑轮在社会生活中的应用，并能将滑轮合理地应用在生产生活中。

（二）教材解读：“滑轮的应用”是初中力学的重要内容，选自沪科版八年级物理教材第十章《机械与人》中的第二节。本节在前一节的杠杆的基础上通过生活中的实例对滑轮进行学习，主要分为认识滑轮、滑轮的分类以及滑轮的特点三个方面。本课介绍了生活中常见的机械，既是对滑轮的应用，同时为下一节《做功了吗》打下基础。[2]

二、学情分析

（一）知识储备：在第一节的学习中，学生知道了杠杆这一简单机械的特点，对简单机械的概念有了一定的认识，能进行简单的受力分析，在生活中见过了一些滑轮，知道生活中的滑轮如何使用。

（二）能力储备：学生已经能进行简单的逻辑推理，对于现象的认识能够引申到物理原理的理解，并且运用所学知识进行探究，对生活的现象做出一定解释。[3]

（三）存在不足：学生抽象思维尚有欠缺，对问题的分析受限；对物理现象的描述不够准确，对现象背后的原理解释不够到位。

三、教学目标

（一）了解什么是滑轮以及滑轮的分类。

（二）了解滑轮在生活中的应用，知道滑轮在使用过程中的特点。

（三）通过实验探究活动感受滑轮在实际生产生活中的使用，通过师生共同分析实验现象培养学生归纳总结的思维方法。

四、教学过程

（一）情景引入（3min）

生活中有很多地方用到了滑轮，如：国旗杆、吊车等，今天，我们就来学习滑轮。

学生观察、分析并表述滑轮的特点。

设计意图：贯彻从生活走向物理的教学理念，通过有趣的开场，激发学生的求知欲。

（二）新课讲授（34min）

活动一：组装滑轮、提升重物（约10分钟）

用滑轮与细绳的组装提升重物，有几种方案？

知识点：1.使用时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮；2.使用时，轴随物体一起运动的滑轮，叫动滑轮。

活动二：感受动滑轮和定滑轮在使用过程中的特点

教师提问：工人要将一桶沙运到三楼，可以直接提，也可以使用动滑轮或定滑轮。

1.使用滑轮和不使用滑轮有何区别？

2.使用定滑轮和使用动滑轮有何区别？

通过刚才的使用感受到了动滑轮好像可以省力，定滑轮好像不能省力，使用动滑轮虽然能省力，但是使用过程中拉绳子的距离和物体上升的距离好像不同，于是就可以使用弹簧测力器分别测量出拉力大小，物体和滑轮的重力大小，可以用刻度尺测量出物体和绳子自由端的移动距离，以此总结归纳出定滑轮和动滑轮使用过程中的特点与区别。

活动三：分析滑轮的实质

经过刚才的实验我们知道了定滑轮和动滑轮在使用时的特点，分别是定滑轮不省力但能改变力的方向，动滑轮省力但是不能改变力的方向，那定滑轮为什么不省力？动滑轮为什么正好省一半的力呢？下面我们将对滑轮的实质进行分析。

对于定滑轮来说使用过程中可以看做是一个等臂杠杆。

因此定滑轮不能省力。而动滑轮为什么正好省一半的力呢？

在这里我们也可以将其看做是一根杠杆，只是此时杠杆的支点在哪里呢？此时我们可以用GeoGebra软件模拟动滑轮工作过程，假设现在我们处在一个没有圆形的世界，我们想要做一个滑轮可以将其做成一个正方形，此时我们明显能看到，在使用正方形动滑轮时，支点位于滑轮与左侧绳子的接触点上。[4]

如果将这个正四边形的滑轮做成一个正六边形的滑轮我们发现杠杆支点依旧在同一位置。

（三）小结（1min）

经过本节课的学习，我们了解了什么是滑轮，知道了滑轮可以分为定滑轮和动滑轮，了解了定滑轮和动滑轮在使用时的特点，知道了滑轮的本质，希望各位学生在今后的学习生活中能够合理应用滑轮帮助自己解决生活中的实际问题。

五、结语

使用使用GeoGebra软件可以帮助教师在教学过程中将不容易展示的抽象概念通过直观的方式展现在学生面前，通过使用GeoGebra软件可以帮助学生更容易理解并建立这些概念，同时在使用使用GeoGebra软件的过程中还能丰富教师的教学手段，帮助教师自我成长。

参考文献：

[1]王洪涛，石礼伟，李艳.用 GeoGebra实现反射折射及双 折射的惠更斯原理绘图[J].物理教师，2019，40（05）：75-77.

[2]邬晨海.GeoGebra在物理教学中的应用[J].物理教师，2012，33（ 11）：55-56.

[3]罗宇晴，吴少平.GeoGebra软件在波动光学教学中的应用[J].物理教学探讨，2022，40（12）：65-69.

[4]汪海宁，李红梅.浅析 GeoGebra软件在物理教学的应用[J].科技风，2021（07）：75-76.