8.2 二力平衡（教学设计）年级八年级授课时间课题8.2 二力平衡教学目标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. 经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结出结论3. 会利用二力平衡的知识分析解决实际问题教材分析本节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，它为后面学习测量滑动摩擦力、浮力等打下基础 本节内容由“二力平衡的条件”和“二力平衡条件的应用”两部分构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节教学的难点，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、应用二力平衡条件探究二力平衡的条件侧重于进行实验与收集证据、分析与论证这两个要素，注重培养学生实验动手能力以及分析数据、处理结果的能力学情分析学生已经学习了力、牛顿第一定律等相关内容，知道运动与力的关系，这些内容为学习本节课奠定了必要的知识基础但学生已有的经验认识存在一定的错误例如，学生认为物体静止在空中，要使它匀速上升，所用的拉力要大于物体受到的重力这些错误的认识造成学生对物体在平衡状态下所受力的大小的理解产生思维障碍。
教学重点二力平衡的条件教学难点二力平衡条件的应用教学器材小车、钩码、细绳、木板、滑轮、硬纸板等多媒体ppt，包含视频：《探究二力平衡的条件》、《平衡力与平衡状态》、《二力平衡》等教学过程教师活动学生活动导入新课运动员跳伞时，他和伞在空中受到重力和阻力的作用在这两个力的作用下，运动员和伞在某个阶段会沿竖直方向匀速下落这种情况下，运动员和伞所受的重力和阻力应该有怎样的关系呢?思考问题，进入情境学习新课 一、二力平衡的条件1. 物体的受力分析 【提问并进行分析】下面这些物体处于什么状态？分析这些物体分别受到哪些力的作用？（1）静止在桌面上的杯子：受到的力有重力G与桌面的支持力F （2）悬挂的电灯受到的力有：重力G与绳子的拉力F3）匀速下落的跳伞运动员受到的力有：重力G与空气的阻力F （4）水平匀速前进的小汽车在竖直方向上受到的力有：汽车的重力G、地面的支持力N；在水平方向上受到的力有：牵引力F、空气与地面的阻力f归纳】牛顿第一定律是在理想状况下成立的，而在现实中，当一个物体受几个力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变2. 平衡状态与平衡力（1）平衡状态：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，物体处于平衡状态。
2）平衡力：使物体处于平衡状态的两个力（或多个力）叫做平衡力3）二力平衡：当物体受到两个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡3. 实验探究：二力平衡的条件【提出问题】二力平衡时，二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗?下面通过实验探究二力平衡的条件实验思路】要想找到物体在两个力作用下处于平衡状态时两个力之间的关系，应该先想办法在物体上施加两个力使物体平衡，然后在物体平衡时测量这两个力，看看这两个力之间存在怎样的关系你准备怎样做这个实验?请你和同学讨论，设计可行的方案设计实验】如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力的作用采用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码的质量）、方向、是否共线（通过扭转小车实现）和是否同体（通过分别拉2辆小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下会保持静止状态不变实验器材】长木板、小车、砝码、细线、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘2个 【进行实验并收集数据】（1）如实验装置图甲所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。
在两边的托盘里分别放上质量不相等的砝码，观察小车的运动情况2）在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况3）将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使二力的方向同时向左，观察小车的运动情况（乙图）4）保持两边托盘里的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动情况（丙图）5）控制二力的大小不变，方向相反，且在同一直线上，用细线把两个小车的挂钩连在一起，用剪刀把细线剪断，观察小车的运动情况（丁图） 【实验记录】序号力的大小力的方向是否在同一直线上是否作用在同一物体上小车是否平衡1不相等相反是是否2相等相反是是是3相等相同是是否4相等相反不是是否5相等相反是不是否【分析与论证】（1）比较表中实验序号1与2可知，要使小车保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等2）比较表中实验序号2与3可知，当二力方向相反时，小车静止；当二力均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反3）比较表中实验序号2与4可知，当把小车扭转一个角度，使二力不在同一条直线上时，小车运动状态发生了改变而小车重新恢复到原来的静止状态时，二力在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线上。
4）比较表中实验序号2与5可知，当二力作用在同一物体上时，小车静止；当二力作用在不同物体上时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一物体上实验结论】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，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡 记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”交流与评估】（1）本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦给实验带来的误差2）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响3）实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验4）实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的静摩擦力比较大.（5）方案二：用小卡片探究二力平衡的条件 ①该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用②当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不等时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动③本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响播放视频】——《探究二力平衡的条件》【例题1】不计空气阻力，下列物体处于平衡状态的是（ D ）A. 在空中自由下落的石块B. 在圆形跑道上匀速跑步的运动员C. 竖直向上抛出的篮球D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车【解析】ABC. 在空中自由下落的石块，下落速度越来越快，运动状态改变；在圆形跑道上匀速跑步的运动员，运动方向改变，运动状态改变；竖直向上抛出的篮球，上升速度改变，运动状态都发生了改变，故不符合题意。
D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车，运动状态不变符合题意故选D.【例题2】如图所示，是探究“二力平衡的条件”实验，小车置于水平桌面，两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码F1是小车受到的向左的拉力，F2是小车受到的向右的拉力，F1与F2在同一水平直线上下列说法不正确的是（ ） A．因为摩擦可忽略，小车在水平方向上只受到F1、F2作用B．增减钩码个数，是探究二力大小对小车平衡的影响C．F1、F2大小相等时，小车一定处于平衡状态D．将小车水平扭转90°时，F1、F2仍在同一直线上【答案】D【详解】A．实验忽略摩擦，小车水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2，故A正确，不符合题意；B．增减钩码个数，小车受到的两个拉力大小不相等，探究二力大小对小车平衡的影响，故B正确，不符合题意；C．小车两端受到的两个拉力大小相等时，小车处于静止状态，即处于平衡状态，所以F1、F2大小相等时，小车处于平衡状态，故C正确，不符合题意；D．将小车水平扭转90°时，两个力不在同一直线上，松手后小车不能平衡，小车会发生转动，探究不在同一直线上的两个力是否平衡，故D错误，符合题意例题3】如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。
1）实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，两端的小盘上放上砝码，通过调整 来改变F1和F2的大小；（2）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将______（选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究两个力是否__________；（3）小华同学设计组装了如图乙所示的实验装置，比较甲、乙两种实验装置，_____的实验装置更合理，原因是该设计减小了_____对实验的影响答案】（1）砝码个数；（2）转动，在同一直线上；（3）甲，摩擦力解析】（1）实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，在两端的小盘上放上砝码，通过调整砝码个数来改变F1和F2的大小；（2）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将转动，设计这一步骤是为了探究两个力是否在同一直线上；（3）甲实验中小车受到的是滚动摩擦力，乙实验中小车受到的是滑动摩擦力，而滚动摩擦力小于滑动摩擦力，甲实验装置更加的合理，可以减小摩擦力对实验的影响 可以分析其中的几例，知道生活中常见物体的受力情况. 认识平衡状态、平衡力、力的平衡等概念。
与老师一起进行实验设计，并对方案进行评估 进行实验，观察并记录实验现象、实验数据进行分析论证，归纳得出实验结论进行交流评估，注意评估方案二——用小卡片探究二力平衡的条件了解不同实验方案的优缺点观看视频演示， 经历探究二力平衡条件的实验过程会判断二力的平衡做题1并进行解析，知道平衡状态做例题2，会分析探究“二力平衡的条件”实验中出现的一些问题做例题3，进一步理解“探究二力平衡条件”实验的有关知识学习新课 二、二力平衡的条件的应用1. 判断二力平衡的方法（1）根据物体受力情况判断 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上，则这两个力平衡2）根据物体的运动情況判断一个物体受到两个力的作用，若物体保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡 2. 区别“平衡力”和“相互的力”【讲解】分析地面上木块的受力情况，找出平衡力？相互的力？（1）如图甲所示，以木块为研究对象：木块受到的力有重力G与地面对木块的支持力N，这是一对平衡的二力2）如图乙所示，分别以木块、地面为研究对象：木块对地面有一个压力F、地面对木块有一个支持。