簡單機(jī)械的知識點是九年級上冊第三章的內(nèi)容，該知識點是重點，也是難點，學(xué)生對滑輪的知識點掌握有一定的難度。若是滑輪結(jié)合功率、機(jī)械效率等的綜合性分析計算題，對于學(xué)生來說又增加了一定的難度。本文通過“受力分析，夯實基礎(chǔ)”“精選題型，高效練習(xí)”“綜合題目，綜合練習(xí)”“教學(xué)評價，促進(jìn)提升”四方面的策略來研究提升九年級學(xué)生對滑輪的分析計算題的解題能力。

一、背景與現(xiàn)狀

一道關(guān)于滑輪知識點的分析計算題：

如圖1所示，一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體從井底勻速拉至井口，所用時間為10 s，已知，井深12 m，物體重G物=9×103 N，汽車重G車=5×104 N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=4×103 N。（不計繩重和摩擦）求：

（1）動滑輪重力。

（2）汽車?yán)K子時拉力F的功率為多少？

（3）滑輪組的機(jī)械效率為多少？

1.考查知識點梳理

使用滑輪組時拉力端移動的距離、拉力、拉力做功功率、機(jī)械效率的計算。

2.班級錯誤點分析

對錯誤原因進(jìn)行了調(diào)查：其一，有效信息選擇不當(dāng)。其二，綜合運用能力有待提高。學(xué)生運用機(jī)械效率的公式難度不大，但將3個小題綜合在一起，便容易出錯。其三，只會簡單記憶，不會靈活應(yīng)用。由此，對于滑輪這個知識點，九年級期末復(fù)習(xí)時需要加強(qiáng)。對于中考而言，滑輪的知識點出現(xiàn)在2018年的中考中，杠桿是中考中的高頻考點。而滑輪的實質(zhì)也是杠桿，因此，學(xué)生對簡單機(jī)械這部分內(nèi)容的夯實至關(guān)重要。

二、提高滑輪分析計算題解題能力的策略

（一）受力分析，夯實基礎(chǔ)

學(xué)生往往會死記硬背滑輪中的受力情況，在一些靈活的變式題目中往往會混淆概念。因此，順利解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)是對研究對象進(jìn)行正確的受力分析。受力分析，就是將研究對象所受其他物體施加的所有作用力找出來，并畫出受力分析圖。只有正確地進(jìn)行受力分析，明確研究對象的受力情況，才能知道研究對象的運動情況，從而正確地選擇物理規(guī)律解決相關(guān)問題。

1.經(jīng)典習(xí)題反復(fù)用

課后習(xí)題以及作業(yè)本中的習(xí)題難度適中、題型典型，因此，可以將這些經(jīng)典習(xí)題多次用于期末復(fù)習(xí)甚至是中考復(fù)習(xí)中。將這些典型習(xí)題進(jìn)行知識點和方法的整合與梳理對于學(xué)生的理解學(xué)習(xí)很有利。

圖2是九年級上冊科學(xué)作業(yè)本第三章第4節(jié)“簡單機(jī)械”中的練習(xí)題。

（1）用一個定滑輪提升重物

定滑輪的實質(zhì)為等臂杠桿。關(guān)于定滑輪勻速提升重物的題目，學(xué)生較容易接受與掌握。

例1.若要勻速提起重為40牛的物體G（如圖2所示），不計滑輪和繩子之間的摩擦，則拉力F等于。

例1變式一：若要勻速提起重為40牛的物體G（如圖3所示），不計滑輪和繩子之間的摩擦，則彈簧測力計的示數(shù)F等于 。

分析：以滑輪為研究對象，其受力情況如圖4所示，由于勻速提起物體，則滑輪受力平衡，可知，F(xiàn)彈簧秤=F+F=2F=2G=80（牛）。

例1變式二：若要勻速提起重為40牛的物體G （如圖3所示），滑輪重2牛，不計滑輪和繩子之間的摩擦，則彈簧秤的示數(shù)為 。

分析：以滑輪為研究對象，由于勻速提起物體，則滑輪受力平衡，可知，F(xiàn)彈簧秤=F+F+G定=2F+G定=2G+G定=80+2=82（牛）。在例1變式一的基礎(chǔ)上再次加上條件需要計算滑輪的重，對于學(xué)生什么時候需要計算滑輪重的計算進(jìn)行梳理，讓學(xué)生能在一系列題目中進(jìn)行辨析區(qū)別。

（2）用一個動滑輪提升重物

動滑輪的實質(zhì)為省力杠桿，對動滑輪的學(xué)習(xí)比定滑輪的難度更高。受力分析對于解動滑輪的題目尤為重要。在受力分析中，學(xué)生也更容易理解為什么動滑輪能夠省力，什么時候省多少力。

例2.若將重為40牛的物體G勻速提起（如圖5所示），不計滑輪重和繩子之間的摩擦，則拉力F等于 。

分析：以滑輪為研究對象，其受力情況如圖6所示，由于勻速提起物體，則滑輪受力平衡，可知，F(xiàn)+F=F1=G物，由此得出F=G物=×40=20（牛）。

例2變式一：若將重為40牛的物體G勻速提起（如圖5所示），滑輪重2牛，不計滑輪和繩子之間的摩擦，則拉力F等于 。

分析：以滑輪為研究對象，其受力情況還要增加一個動滑輪自身豎直向下的重力，由于勻速提起物體，則滑輪受力平衡，可知，F(xiàn)+F=F1=G物+G動，由此得出F=G物+G動）=×42=21（牛）。

例2變式二：如圖7所示，物體G重為40牛，在水平拉力作用下向左做勻速直線運動，物體G受到的摩擦力為2牛，不計滑輪和繩子之間的摩擦，則拉力F等于 。

分析：以滑輪為研究對象，其受力情況如圖8所示，由于向左勻速拉動物體，則滑輪受力平衡，可知，F(xiàn)+F=f，由此得出F=f=×2=1（牛）。當(dāng)將滑輪由豎直方向勻速提升重物變成了在水平方向勻速拉動物體，當(dāng)情景改變時，受力分析依然，原理類似。題中物體G重為40牛屬于無關(guān)信息，若是學(xué)生只記住了F=G物，顯然在這道題中要出錯。此外，也可以在變式二中再增加滑輪重2牛這樣的條件，有助于學(xué)生對這類題目有更深刻的理解。

（3）用一個定滑輪和一個動滑輪的滑輪組提升重物

例3.如圖9所示，用甲、乙兩滑輪組勻速向上提重物，物重都為40牛，不計動滑輪重及摩擦，則繩子的拉力F甲= ，F(xiàn)乙=。

分析：以滑輪為研究對象，由于勻速提起物體，則滑輪受力平衡，可知，F(xiàn)甲+F甲+F甲=G物，由此得出F甲=G物=×40=13.3（牛）；F乙+F乙=G乙，F(xiàn)乙=G物=×40=20（牛）。

可以接著問學(xué)生，若是一個動滑輪重2牛，求F甲和F乙的力又是多少。學(xué)生便根據(jù)受力分析推斷出F甲+F甲+F甲=G物+G動，F(xiàn)甲=（G物+G動）=×42=14（牛），同理可計算出F乙。圖10的受力分析和例2變式二中的受力情況一致，可以再次讓學(xué)生加強(qiáng)鞏固。

利用經(jīng)典習(xí)題，規(guī)范受力分析，能很好地幫助學(xué)生理解滑輪的受力情況，而不是簡單的記憶。

2.變條件舉一反三

舉一反三是研究學(xué)問的聯(lián)想與貫通，它是一種解決問題的途徑，更是一種思辨的能力。從例1到例1的變式，學(xué)生能夠通過受力分析明白和理解，掌握科學(xué)思維，形成一定的思維能力。

（二）精選題型，高效練習(xí)

1.由簡遞難梯度練

梯度練習(xí)，便是在教學(xué)過程中，教師根據(jù)學(xué)生已有的知識、能力水平，圍繞知識點的重點，為了突破學(xué)習(xí)過程中的難點，從而慢慢深入、一步步由淺入深，使學(xué)生在這樣的練習(xí)中掌握相應(yīng)的知識點。

從例1的只用一個定滑輪提升重物到例2的只用一個動滑輪提升重物，到例3用一個動滑輪和一個定滑輪的滑輪組提升重物，從一個滑輪到多個滑輪，從豎直方向勻速提升重物到水平方向勻速拉物體，對滑輪知識點由簡遞難、有梯度地練習(xí)，更易于學(xué)生接受與掌握、理解與提升。

2.易錯題型反復(fù)練

易錯題型，如學(xué)生在滑輪題目中，省二分之一的力，此時拉力處的速度和拉力移動的距離均為物體的速度和移動距離的兩倍。通常學(xué)生的易錯點有幾段繩子和動滑輪相連，也有學(xué)生在計算時對拉力作用點的速度和距離沒有乘以兩倍。對于易出錯的點，教師需提醒學(xué)生在解題過程中注意，在此基礎(chǔ)上將錯題以多元化的方式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生形成正確的解題思路。教師從當(dāng)堂練習(xí)中分析學(xué)生的錯誤原因，并且對該題型加以練習(xí)、總結(jié)、再練習(xí)，避免學(xué)生犯同樣的錯誤，從而提升學(xué)生解題的準(zhǔn)確率。

（三）綜合題目，綜合練習(xí)

學(xué)生在各章節(jié)題目的解析中正確率較高，但在綜合題型中便容易出錯。例如，在單個考查滑輪的受力情況或是只求滑輪的機(jī)械效率時，學(xué)生的錯誤率并沒有很高，但是一到綜合題型，其錯誤率便提高了。因此，綜合題型的練習(xí)對學(xué)生來講非常有必要。

1.綜合題型限時練

在家庭作業(yè)中、在當(dāng)堂練習(xí)中，開展學(xué)生對綜合題的限時訓(xùn)練，讓學(xué)生在限時訓(xùn)練中不斷總結(jié)經(jīng)驗，歸納原因，可以改進(jìn)學(xué)生的解題策略，提升學(xué)生的解題能力。

2.經(jīng)典題型課堂練

在初中科學(xué)教學(xué)中，教師完成一章的教學(xué)任務(wù)后，可以選擇些經(jīng)典的綜合題型讓學(xué)生進(jìn)行當(dāng)堂訓(xùn)練。課堂上的習(xí)題情況最能反映學(xué)生的聽課效率，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)情，了解學(xué)生對重點知識的掌握情況。這樣，學(xué)生在課堂中的時間被“講解”“練習(xí)”分割，能鍛煉學(xué)習(xí)注意力，提升課堂專注度。

（四）教學(xué)評價，提升能力

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中的課程理念指出，要重視綜合評價，重視“教—學(xué)—評”。

教學(xué)評價一般包括對教學(xué)過程中教師的教學(xué)工作、學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法手段、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)管理諸因素的評價，但主要是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價和教師教學(xué)工作過程的評價。適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)評價能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能對學(xué)習(xí)充滿興趣。

教育是思維與思維的碰撞，是智慧與智慧的啟迪。重視基礎(chǔ)知識，落實受力分析，將習(xí)題精簡、分層，針對每個學(xué)生的知識點掌握情況設(shè)置個性化、有針對性的習(xí)題，進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)，對個性問題進(jìn)行個別輔導(dǎo)，夯實基礎(chǔ)，可以提升九年級學(xué)生對滑輪分析計算題的解題能力。

（作者單位：長河中學(xué)）

編輯：常超波

作者簡介：陳潔（1989—），女，漢族，浙江杭州人，本科，二級教師，研究方向：中學(xué)科學(xué)。