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1、第 2 节二力平衡 本节是对牛顿第一定律的进一步深化理解 所以要从牛顿第一定 律中 不受外力 的特殊现象出发 针对已经建立的规律提出质疑 激发学生探索自然规律的兴趣 培养学生勤思勤问的良好品质 平衡条件的得出是本节的重点知识 不能只强调结论 而要加强 过程教学 做好二力平衡条件的实验是帮助学生掌握知识的关键 平 衡条件的应用是对教学的检验 要训练学生的表述能力 充分考虑学生的年龄特点和经验 注意避免不切合实际地强调概 念的准确 重在对生活中保持静止状态或匀速直线运动状态物体的分 析 尝试利用二力平衡的知识解决一些具体的问题 本节是牛顿第一定律的延续 不受力的物体实际上是不存在的 因此 二力平衡
2、 是对牛顿第一定律研究的补充 也是物理上分析问 题的一种方法 二力平衡的情况随处可见 力学问题经常要运用二力 平衡的条件来分析 因此二力平衡的条件是整个力学中的重点 教材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 从而建立了平衡状态 平衡力的概念 并进一步指出最简单 的受外力平衡的情况是二力平衡 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 二力平衡的条件是初中物理教学的重点 本节的重点是研究总结 物体平衡的规律 教学时 应首先通过观察提
3、出问题 然后通过实验 研究问题 再对实验结果进行概括 总结 从而得出规律 因此做好 实验是本节课的重点和关键 本节课对学生而言在理解上有一定的难度 尤其是匀速直线运动 中汽车的牵引力与阻力的二力平衡 另外 学生在学习平衡力时 容 易和一对相互作用力混淆 因为这两对力都具有大小相等 方向相反 作用在同一直线上的特性 学习中 要加以区别 知识与技能 1 知道力的平衡概念 知道两种平衡状态 静止和匀速直线 运动状态 2 理解二力平衡的条件 3 会应用二力平衡条件去分析 解决简单的问题 过程与方法 1 通过组织学生讨论并对物体受力分析 理解二力平衡的概念 2 通过组织探究实验得出二力平衡的条件 情感
4、态度与价值观 1 通过探究二力平衡的条件 培养学生树立用实验方法解决物 理问题的思想和方法 2 通过探究实验 进一步培养学生对待实验实事求是的科学态 度和严谨的科学作风 重点 1 知道二力平衡的条件 2 应用二力平衡条件解决实际问题 难点 学生设计实验探究二力平衡条件 1 课时 以问题为引领 采用边提问 边实验 边讨论 边总结的方法进 行教学 所以本节课用到的教学方法为 讲述法 实验法 归纳法 钩码 小车 细绳 小盘 滑轮 多媒体课件等 课前 3 分钟学生自主阅读课本P20 P22 内容并用双色笔标出本 节课的基本概念 定律和重点知识 物理课代表收集学生在预习过程 中遇到的问题 并准备在课堂上
5、展示 一 导入新课 创设情境 课件展示 沙发 桌面上的电视 花瓶 匀速直线下落的降落伞 起重机匀速提升重物 提出问题 牛顿第一定律的内容能不能反过来表述呢 凡是保持静止或匀 速直线运动状态的物体都没有受到力的作用 请举例证明 学生以小组为单位讨论并用生活中的事例说明 设计意图 让学生产生认知冲突 激发探究欲望 二 进行新课 一 力的平衡 教师利用多媒体展示 请分析桌上静止的茶杯 被起重机匀速吊起的货物的受力情况 学生分析 茶杯受到重力和桌子对茶杯的支持力而保持静止 匀 速吊起的货物受到自身的重力和绳子的拉力而处于匀速直线运动状 态 教师启发 这两个物体并没有满足 不受力 这一条件 为什么 仍然
6、保持静止状态或匀速直线运动状态呢 学生思考 因为物体虽然受力 但是这几个力的作用效果互相抵 消 相当于不受力 教师总结 物体受到几个力作用时 如果保持静止或匀速直线运 动状态 我们就说这几个力相互平衡 物体处于平衡状态 使物体处 于平衡状态的几个力称作平衡力 当物体在两个力的作用下处于平衡 状态时 就称作二力平衡 由于所有的平衡都是建立在二力平衡的基础上的 二力平衡是最 基本的 最简单的平衡 教师提示 平衡 概念应包括静平衡 静止 和动平衡 匀速直线 运动 两方面 设计意图 由常见物体的受力分析认知概念 易于理解接受 并 通过练习 问题讨论提升认识 对点训练 下列物体受到的几个力相互平衡的是
7、A 在圆轨道上转弯的过山车 B 加速升空的火箭 C 进站的火车 D 匀速直线行驶的汽车 答案 D 二 二力平衡的条件 教师指出 像前面实例中的茶杯 货物 物体在两个力的作用下 能够静止或者做匀速直线运动 我们就把这两个力称作二力平衡 二 力平衡是力的平衡中最简单的情境 学生分组实验 探究二力平衡的条件 提出问题 如果作用在物体上的力只有两个 且物体处于平衡 状态 这两个力应该满足什么样的条件呢 猜想假设 认识力要从力的三要素入手 请同学们结合刚才对 受到平衡力的物体的受力分析 从力的三要素出发进行大胆的猜想 实验器材 桌面水平光滑的小桌 小车 质量相等的砝码若干 绳子 小盘 两个定滑轮 设计实
8、验 以小组为单位交流合作设计实验并展示 进行实验 小组合作进行实验 观察实验 在表格中记录现象 教师进行巡回指导 及时指出并纠正学生出现的问题 1 桌子两端安装 2 个定滑轮 将两端的细绳分别系于如图甲中所 示的 a c 两个挂钩上且保持两绳共线 在两个托盘中放入砝码 第 一次左盘中砝码质量大 则F1 F2 观察小车是否能保持静止 第二 次左 右两盘中砝码质量相同 则F1 F1 观察小车的状态 第三次 左盘中砝码质量小 则F1 F2 观察小车状态 比较三次实验现象 不难看出 只有当F1 F2时 小车才能静止 如图乙所示 2 如图丙所示 把两端的细绳分别系于b d 两个挂钩上 在两 个盘中各放一
9、个砝码 观察到小车发生转动 直到F1和 F2在同一条 直线上 甲乙丙 3 把两吊盘上的细绳都系于一个挂钩上 两盘中的砝码不变 让 两吊盘都朝左拉小车时 会发现小车将向左运动 实验数据 小车两端 受力大小 小车两端 受力方向 小车受力是否 在同一直线上 小车受力 是否平衡 不相等相反是否 相等相反是是 相等相反否否 相等相同是否 分析论证 当小车受到的两个力大小相等 方向相反 作用在 同一直线上时 小车就处于平衡状态 而当不满足其中任何一条件时 小车都不会平衡 实验结论 二力平衡的条件是 二个力作用在同一物体上 大 小相等 方向相反 并且作用在同一条直线上 教师总结 平衡力的四个条件是同物 等大
10、 反向 共线 教师请同学们思考 为什么选择光滑的水平桌面 为什么用小车 做实验而不用木块 学生分析回答后 教师明确 选择光滑的水平桌面和小车 可以 减小桌面摩擦力的影响 更容易根据砝码的多少直接分析小车在水平 方向上所受两个力的大小 设计意图 培养学生根据问题设计实验的能力 使学生在实验中 培养观察能力 动手能力 合作精神 初步养成学习中科学求实的态 度 对点训练 放在水平桌面上的书所受的力中 属于平衡力的是 A 书对桌面的压力与书所受的重力 B 书对桌面的压力与桌面对书的支持力 C 书所受的重力与桌面对书的支持力 D 书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力 答案 C 三 二力平衡条件的
11、应用 教师利用问题引导 二力平衡条件在实际中有哪些应用呢 教师利用实例分析 跳伞运动员在空中匀速直线下降 如果已知人和伞所受的总重力 是 1 000 N 你能说出人和伞所受阻力的大小和方向吗 方法点拨 明确研究对象 分析运动状态 进行受力分析 根据 二力平衡条件解题 解答展示 人和伞做匀速直线运动 受到平衡力 二力大小相 等 方向相反 人和伞的重力大小为l 000 N 方向竖直向下 人和伞 受到的阻力大小也等于1 000N 方向竖直向上 教师引导学生进行逆向分析 根据物体的受力情况判断物体的运 动状态 学生分析后回答 物体不受力 应保持静止或匀速直线运动状 态 物体受一个力 运动状态发生改变
12、这是力产生的效果 物体受 平衡力时 应保持静止或匀速直线运动状态 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 仍然保持匀速直线运动状态 师生共同归纳总结 1 物体处于平衡状态 受平衡力 2 物体受平衡力 处于平衡状态 设计意图 通过利用二力平衡分析解答 让学生从生活中感受物 理知识 对点训练 起重机的钢丝绳吊着重物 比较在重物静止时 重物匀速上升时 重物匀速下降时钢丝绳对重物的拉力大小 则 A 重物匀速上升时 拉力最大 B 重物静止时 拉力最大 C 重物匀速下降时 拉力最大 D 上述三种情况 拉力一样大 答案 D 四 拓展延伸 教师提出问题 一对平衡力和一对相互作用力有何异同点
13、学生交流讨论 对比平衡力和相互作用力在力的三要素方面的异 同 教师利用多媒体展示 一对平衡力和一对相互作用力的比较 想想议议 请同学们结合牛顿第一定律和二力平衡的知识 想想力和运动之 间有什么关系 师生共同归纳总结 1 运动状态改变 一定有力作用在物体上 并且是不平衡的力 2 有力作用在物体上 运动状态不一定改变 设计意图 加深对二者的理解 避免出现混淆 对点训练 用一根细线拴一块橡皮 在水平面上做匀速圆周运动 则橡皮在 运动过程中 A 受平衡力作用 B 运动状态没有发生改变 C 运动方向在不断改变 受到的是非平衡力 D 保持匀速圆周运动 是因为它有惯性 答案 C 三 学以致用 1 下列选项中
14、的F1与 F2是一对平衡力的是 2 如图所示 关于游泳过程 下列说法不正确的是 A 力改变了运动员的状态 B 运动员与水之间的作用是相互的 C 使运动员向前运动的力的施力物体是水 D 运动员对水的推力和水对运动员的推力是一对平衡力 答案 1 C2 D 四 课堂小结 通过本节课的学习 你学到了什么 有什么成功的经验和体会 1 平衡状态的定义 2 学习了二力平衡及其应用 3 理解二力平衡的条件 4 知道物体运动状态变化的原因 第 2 节二力平衡 一 力的平衡 1 物体受到几个力作用时 如果保持静止或匀速直线运动状态 我们就说这几个力平衡 2 静止或匀速直线运动状态叫做平衡状态 二 探究 二力平衡的条件 作用在同一物体上的两个力 如果大小相等 方向相反 并且在 同一直线上 这两个力就彼此平衡 三 二力平衡条件的应用 1 物体处于平衡状态 受平衡力 2 物体受平衡力 处于平衡状态 完成 红对勾 45 分钟作业与单元评估 或 红对勾 练吧 的相 关练习 1 本节课的各个教学环节环环相扣 有利于学生参与知识形成 的全过程 实现知识的自我建构 能提升学生对知识的认知 关注学 生的发展 注重培养学生的各种能力 2 二力平衡的探究实验不要自由放任 这样学生往往无从下手 或只是喜欢摆弄实验器材
