江苏省丰县初级中学八年级物理下册 第八章 运动和力《第2节 二力平衡》教案 .doc

二力平衡本专题属于课标三大主题之一“运动和相互作用”主题的二级主题“机械运动和力”，物质运动和相互作用的规律是物理学的核心内容，也是学习物理学的基础。这部分内容涉及较多的物理概念和规律，比较抽象。本条目课程内容主要涉及认知性学习目标，具体说明如下： “知道二力平衡条件”中的“知道”属于认知性目标行为动词，该条目处于“了解”水平。要了解平衡与平衡力：当物体受几个力作用时，物体能够保持自己的运动状态不发生改变，即保持静止或匀速直线运动状态，那么这个物体就处于平衡状态。使物体处于平衡状态的这几个力，就称为平衡力。物体处于平衡状态时，一定是运动状态不变，即保持静止状态或匀速直线运动状态。如果物体运动状态发生了改变（由静变动或由动变静，由慢变快或由快变慢，或改变了运动方向），则物体就不是处于平衡状态，那物体受到的力一定不是平衡力。知道如果物体是在两个力的作用下处于平衡状态，则物体的这种状态叫二力平衡状态，作用在物体上的这两个力叫平衡力。通过实验发现，作用在同一物体上的两个力，让物体保持平衡状态的条件为：两个力的大小相等，力的方向相反并且作用在同一直线上。 知道二力平衡条件的应用主要是两个方面：根据物体的运动状态判断受力情况，即根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以判断出作用在物体上的两个力是平衡力，进而判断所求力的大小和方向。根据受力情况判断物体的运动状态，即物体不受力，应保持匀速直线运动或保持静止状态。物体受一个力，运动状态发生改变。物体受平衡力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然做匀速直线运动。 对于在水平路面上做匀速直线运动的物体，知道物体虽然受到四个力的作用，但物体在竖直方向上受的重力和路面的支持力属于平衡力，因为物体在竖直方向上没有上升和下降，即竖直方向静止；物体在水平方向受到的动力和阻力属于平衡力，这样就可以把物体受四个力作用的复杂问题转化成受两对平衡力作用的简单问题来处理。 还要了解一对平衡力和一对相互作用力是两个不同概念，它们的相同点是：都满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上。它们最根本的不同点是：一对平衡力是作用在“同一”物体上的力，而一对相互作用力是分别作用在“不同”物体上的力。两个力，只要不是作用在同一物体上，就不可能是平衡力；两个力中，发生作用的物体只要出现第三个，就不可能是相互作用力。 二力平衡重难点突破江苏省丰县初级中学董慧玲一、教学内容分析 本专题是在学生学习了牛顿第一定律的基础上，通过对保持静止状态和匀速直线运动状态的物体进行受力分析展开的。它为后面学习测量摩擦力、浮力等打下基础。 本节内容由“二力平衡的条件”“二力平衡条件的应用”两部分内容组成。教学的重点是二力平衡的条件，关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。二力平衡条件的应用是本专题教学的难点，突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析，引导学生归纳、总结、应用二力平衡的条件。 二、重难点突破 首先从生活中的静止和匀速运动现象提出了牛顿第一定律所没有解决的问题：物体受外力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态。进而建立二力平衡的概念，随后通过实验分析总结出二力平衡的条件，再联系具体事例，让学生应用二力平衡条件进行分析，培养学生应用知识解决实际问题的能力。 1二力平衡的条件 突破建议： 通过视频展示匀速上升的潜水艇、缓缓降落的宇宙飞船、放在课桌上的书本、吊在天花板下的电灯等。引导学生从运动和力两个方面进行思考：这些物体分别做什么运动？它们分别受到哪些力的作用？在学生认识平衡状态和二力平衡之后，通过举例让学生明白一个物体受到两个力的作用，不一定会处于静止状态或做匀速运动状态。从而顺利进入探究二力平衡的条件实验。在进行探究二力平衡的条件实验时，可以按照下面的步骤进行： 图1 如图1，把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。小车在水平方向受到哪些力的作用？用力的示意图画出小车受到的两个拉力。让小车保持静止，它受到的两个拉力应该满足什么关系？ （1）提出问题： 一个物体受到两个力作用处于平衡状态时，它受到的两个力应该满足什么条件？（2）猜想与假设： （教师可以提示学生从力的大小、方向、作用点这三个要素来考虑） （3）制定实验计划、设计实验： 可以设计什么样的实验来探究这个问题呢？（图1是否可以作为参考？）实验时如何改变力的大小、方向和作用点？ （4）进行实验、收集数据： 小车所受二力情况小车运动情况（静止与否）大小方向是否在一条直线上             （5）分析与论证： 引导学生分析哪些情况下小车不能保持静止？哪些情况下小车能保持静止，从而得出结论。 （6）评估： 该实验中还存在什么问题？可以向学生指出，小车在水平方向还会受到摩擦阻力，但实验中控制这个阻力很小，与拉力相比可以忽略。 也可以用一张方形卡片纸（注意重量轻些的好）代替小车作为受力物体，卡纸的两个对角分别用线穿过并栓牢，线的另两端绕过铁架台上的滑轮并挂上钩码。然后按上述步骤进行实验，图2和图3是其中的两个步骤，供参考。 图2图3 2二力平衡条件的应用 突破建议： 通过大量的事例，让学生知道二力平衡条件的应用主要是两个方面：（1）根据物体的运动状态判断受力情况，即根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以判断出作用在物体上的两个力是平衡力，进而判断所求力的大小和方向。（2）根据受力情况判断物体的运动状态，即物体不受力，应保持匀速直线运动或保持静止状态。物体受一个力，运动状态发生改变。物体受平衡力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然做匀速直线运动。 也可以列举一些在水平路面上做匀速直线运动的物体的例子，让学生明白物体虽然受到四个力的作用，但物体在竖直方向上受的重力和路面的支持力属于平衡力，因为物体在竖直方向上没有上升和下降，即竖直方向静止；物体在水平方向受到的动力和阻力属于平衡力，这样就可以把物体受四个力作用的复杂问题转化成受两对平衡力作用的简单问题来处理。 还要让学生了解一对平衡力和一对相互作用力是两个不同概念，它们的相同点是：都满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上。它们最根本的不同点是：一对平衡力是作用在“同一”物体上的力，而一对相互作用力是分别作用在“不同”物体上的力。两个力，只要不是作用在同一物体上，就不可能是平衡力；两个力中，发生作用的物体只要出现第三个，就不可能是相互作用力。二力平衡教学设计江苏省丰县初级中学刘庆贺一、教学目标 （一）知识与技能 1依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力。 2会利用二力平衡知识分析解决实际问题。 （二）过程与方法 1经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结得出结论。 2通过认识平衡力和平衡状态关系，进一步体会力与运动的密切关系 （三）情感、态度与价值观 1通过参与实验活动，培养学生积极参与主动与科学探究实践的思想和互相配合的协作精神。 2在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中，体会物理与生活的密切联系。 二、教学重难点 本专题是在学生学习了牛顿第一定律的基础上，通过对保持静止状态和匀速直线运动状态的物体进行受力分析展开的。它为后面学习测量摩擦力、浮力等打下基础。 本节内容由“二力平衡的条件”“二力平衡条件的应用”两部分内容组成。教学的重点是二力平衡的条件，关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。二力平衡条件的应用是本专题教学的难点，突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析，引导学生归纳、总结、应用二力平衡的条件。 三、教学策略 学生在本章中已经学习了力、牛顿第一定律的相关内容，了解物体运动状态改变与力的关系，这些内容为学习本节内容提供了必要的知识基础。教学时从观察实际现象切入，引导学生归纳出物体处于静止状态或匀速直线运动状态时受到两个力的作用，进而引申到讨论二力平衡条件是什么，接着通过自主探究得出二力平衡时力的三要素应满足的条件。为了更容易从实验得出平衡条件的结论，请学生自己进行实验探究。最后引导学生用二力平衡的条件解释一些生活现象。四、教学资源准备 多媒体课件、小车、棉线、钩码、滑轮、铁架台。 五、教学过程 教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课（5分钟）播放视频：匀速上升的潜水艇、缓缓降落的宇宙飞船、放在课桌上的书本、吊在天花板下的电灯等。 思考：这些物体分别做什么运动？它们分别受到哪些力的作用？ 讨论：牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态。但是现实情况是一切物体都要受到力的作用，物体保持静止或保持匀速直线运动的情况也是普遍存在的。那么这二者之间有什么联系呢？学生思考分析，物体有的做匀速直线运动，有的静止。在竖直方向上都受到两个力的作用。感受力与美的结合，体会物理与生活的密切关系，激发学习兴趣。 新课教学（30分钟）（一）二力平衡 上面的现象中潜水艇和飞船，两者都处于匀速直线运动状态；而书本和电灯都处于静止状态。 引导学生归纳什么是平衡状态？什么是二力平衡？ 思考：是不是一个物体受到两个力的作用，就一定会处于静止状态或做匀速运动状态呢？也就是说这两个力一定是平衡力呢？ 演示：用手拉着钩码加速往上提。 引导学生思考： （1）钩码受到几个力的作用？手往上提钩码时的运动状态改变了吗？ （2）这说明了钩码受到的两个力是平衡力吗？ 思考：物体处于平衡状态时，它受到的两个力应该满足什么条件？下面我们通过桌面上的小车进行探究。 （二）探究二力平衡的条件 图1 如图1，把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。思考： 小车在水平方向受到哪些力的作用？用力的示意图画出小车受到的两个拉力。 下面就让小车保持静止，看一看它受到的两个拉力应该满足什么关系？ 学生分组实验：探究二力平衡的条件。 （1）提出问题： 一个物体受到两个力作用处于平衡状态时，它受到的两个力应该满足什么条件？ （2）猜想与假设： （教师可以提示学生从力的大小、方向、作用点这三个要素来考虑） （3）制定实验计划、设计实验： 可以设计什么样的实验来探究这个问题呢？（图1是否可以作为参考？）实验时如何改变力的大小、方向和作用点？ （4）进行实验、收集数据： 小车所受二力情况小车运动情况（静止与否）大小方向是否在一条直线上             （5）分析与论证： 引导学生分析，哪些情况下小车不能保持静止？哪些情况下小车能保持静止，从而得出结论。 （6）评估： 可以向学生指出，小车在水平方向还会受到摩擦阻力，但实验中控制这个阻力很小，与拉力相比可以忽略。 学生归纳： 平衡状态：把物体处于匀速运动状态和静止状态都称为物体处于平衡状态。 二力平衡：当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就称为二力平衡。    学生交流回答： 钩码受到重力和拉力两个力的作用。因为钩码做加速运动，没有处于平衡状态，所以重力和拉力不是平衡力。这说明一个物体受到两个力作用，这两个力不一定是平衡力。      教师引导学生把探究中的问题思考清楚然后让学生动手实验，记录数据，分析归纳，得出结论：作用在同一个物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。 简单地说，就是：同体、等值、反向、共线。物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，所以先来研究这种简单的问题。 应使学生认识物体受两个力作用时并不总能保持静止或匀速直线运动状态。由此引出二力平衡的条件。        充分发挥实验在物理教学中的促进作用，帮助学生理解物理概念和规律。这里采用的方法是从特殊到一般，从具体形象到抽象概括，由浅入深，符合初中学生的认知规律。（三）二力平衡的应用 1根据物体的运动状态判断受力情况 思考： （1）吊在空中静止不动的电灯，若电线的拉力为2N，则灯受到的重力是多少? （2）重力为2N的课本在水平桌面上静止时，桌面对课本的支持力多大？ （3）跳伞运动员和伞在空中匀速直线下落，若伞和人总重500N，则他们受到的阻力是多少？ 总结：根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以判断出作用在物体上的两个力是平衡力，进而判断所求力的大小和方向。 2根据受力情况判断物体的运动状态 思考：火车在平直的轨道上行驶，在水平方向上受牵引力和阻力。如果牵引力大于阻力，火车将怎样运动？如果牵引力小于阻力，火车又将怎样运动？牵引力和阻力相等时，火车又将怎样运动？ 总结：物体不受力时，应保持匀速直线运动或保持静止状态。物体受一个力，运动状态发生改变，这是力产生的效果。物体受平衡力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然做匀速直线运动。 3一对平衡力和一对相互作用力的区别 思考：一对平衡力和一对相互作用力有许多相似的地方，但也有不同的地方。试着把它们加以区别。引导学生按正确的思路分析回答：电灯受重力和电线的拉力，处于静止状态，所以重力和电线的拉力是平衡力。那么这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小相等，方向相反，且在一条直线上。所以灯受到的重力为2N。  学生交流回答：牵引力大于阻力，火车将加速；牵引力小于阻力，火车将减速；牵引力和阻力相等时，水平方向二力平衡，火车可能匀速直线前进。 学生交流回答相同点是：都满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上。它们最根本的不同点是：一对平衡力是作用在“同一”物体上的力，而一对相互作用力是分别作用在“不同”物体上的力。两个力，只要不是作用在同一物体上，就不可能是平衡力；两个力中，发生作用的物体只要出现第三个，就不可能是相互作用力。通过举例进一步使学生掌握力与运动的关系，同时能培养学生的分析论证能力，锻炼学生思维的缜密性。课堂小结（5分钟）通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实验探究中又存在哪些问题？还有什么想探究的问题？学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力。