二、二力平衡

二力平衡的课时教学设计 课时课题： 二力平衡教学目标：1、通过质疑或推理，在牛顿第一定律的基础上对平衡力形成猜想；2、经历探究二力平衡的过程，进一步体会实验+推理的科学研究思想；3、知道二力平衡的条件；能够根据平衡状态初步分析物体的受力情况；根据受力情况初步判断物体的运动情况。4、区分相互作用力和平衡力。教学重点与难点1.教学重点：1、知道二力平衡的条件；2、能够根据平衡状态初步分析物体的受力情况，确定力的大小。 2.教学难点：区分相互作用力和平衡力。教学方法与手段 探究法，分析法，讲授法，讨论法等使用教材的构想：本节课标要求是知道二力平衡的条件，属于了解层次，要求并不高。但人教版教材为什么在初中学生还没有学习任何具体的力就呈现二力平衡的知识呢？有些教师将这部分内容放在下一章学习完重力和摩擦力之后再来学习。这样的处理是违背编者意图的。其实人教版教材这样的编排有两个目的：（一）初中阶段着力研究不受力和受平衡力时力和运动关系；通过这样的编排，学生对知识的认识是一个整体，便于系统建构知识。（二）对于初三的学生，应该具有初步的质疑和推理能力。即：在牛顿第一定律“一切物体不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态”的基础上，可通过质疑为什么物体受到外力作用时，还可以保持静止状态或匀速直线运动状态；推理保持静止状态或匀速直线运动状态的物体，如果受到外力一定是相互抵消，相当于没有受到外力。当然人教版教材首先给出了平衡力、及二力平衡的概念，但是平衡力的概念怎样来的？为什么要探究大小、方向、作用点？为什么要使用小车、定滑轮？这些背后的形成过程并没有做展开，所以教材仍是从知识呈现的角度进行编排，要注重知识形成的过程，就必须在学生推理的基础中，首先形成猜想，然后经过探究（探究过程中要迁移牛顿第一定律的实验+推理的物理思想，因为匀速直线运动难以控制，水平方向的摩擦无法准确测量而且也不能减小到理想状态）最后得出二力平衡的概念和二力平衡的条件。 教学流程： 1质疑推理，提出问题教师：牛顿第一定律的内容是什么?学生：（好、中、差）三个学生分别用语言描述。教师：注意学生回答过程中关键性的字：“一切”、“或”教师：根据牛顿第一定律的内容和力和运动的关系分析下列两个常见的现象，说明它们的受力情况。1、水平讲桌上放着的物理课本，静止的原因是不是不受力？2、高速公路上以100千米/小时的速度匀速水平行驶的小汽车，是否在水平方向上不受力？（设计意图：这样两个问题的提出，主要是让学生对牛顿第一定律提出质疑，并根据生活经验进行推理，逐步形成学生理性的推理能力）学生小组：（单独思考后经小组交流，形成推理，提出问题）一切物体不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，静止在水平桌面上的物理课本和水平匀速行驶的汽车都受到力的作用，可能是所受到的力相互抵消了，相当于不受力。教师：是否相当于“挣了钱，又还了债，”还是没有；或+5和-5相加等于零。（明确学生尝试性的，不肯定的、大胆的推理，为学生的下一步猜想做铺垫） 2.启发思考，引起猜想教师：同学们既然通过推理确定受到力的物体如果保持静止状态或匀速直线运动状态一定是相互抵消了，那么，如果我们简单一点，这个物体只受两个力的作用，这两个力具备什么条件才能相互抵消呢？学生：（猜想）大小相等、方向相反。 图1教师演示：（如图1）木块在大小相等、方向相反的两个力作用下处于静止（将水平装置改为在小黑板上竖直操作，便于学生观察，同时在B位置平衡和在C位置平衡，使学生能够对二力平衡有一个全面的认识） 教师：（启发）如果我们把大小相等、方向相反的两个力如图所示作用，木块还会静止吗？学生：会或不会，意见不统一教师：(如图2)放手，学生观察木块转动后静止小组讨论得出两个力相互抵消的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 教师：（点拨）如果一个物体在两个力的作用下，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用效果相互抵消，我们就说这两个力平衡。如果几个力的作用效果相互抵消，我们就说这几个力相互平衡。教师：（提别强调）这里我们分析两个力或多个力都是作用在同一个物体上的，如果不在物体上的力，对物体的运动状态不发生影响，我们也不研究是否平衡，平衡只指同一个物体上的力。（教师作图3说明）放在水平地面上的物体，对水平地面的压力与水平地面对物体的支撑力虽然大小相等、方向相反、在同一直线上，但不在同一物体上，这一对力不是平衡力。（平衡力和相互作用力不要用概念加以区分，这样容易增加学生的负担，只要让学生从是否在同一个物体上区分就可以了，另外这部分内容在学生探究学习的过程中不容易涉及到，只能教师加以点拨）3、尝试探究，设计方法 教师：刚才在同学们猜想的基础上，通过演示实验我们验证了如果两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，这两个力就是平衡力，作用效果就会抵消，物体就会保持原来的静止状态。那么，如果物体受到两个力的作用做匀速直线运动是否两个力也符合这个条件呢？根据教师提供的实验装置，同学们以四人小组进行探究。注意记录吊盘中砝码的质量。 学生四人小组进行探究（装置如右图4教师：观察各组的读数，并将各组的读数写在黑板上。教师：（启发学生观察数据的特征向左运动左侧吊盘中的砝码质量大，向右运动，右侧吊盘中的砝码质量大）。组织学生以四人小组讨论F1=F2不相等的原因学生：由于物体运动时有摩擦，摩擦力与运动方向相反，造成F1F2不相等教师：如何才能得出结论呢？学生：（讨论）可以像牛顿第一定律那样，逐渐减小表面的阻力，但是，永远不可能没有摩擦，只能在实验的基础上进行推理。教师：同学们能够学以致用，就达到了我们学习的目的，其实老师在给同学们准备器材时已经用到了比较光滑的带有定滑轮的木板，同时用小车代替木块，已经减小了阻力。（实验+推理的思想，是牛顿第一定律的精髓所在，人教版教材中的“探究”没有说明是静止还是匀速直线运动，而且也说明只是一种方法，其实在匀速直线运动时，只有一侧的砝码大于另一侧时物体才有可能做匀速直线运动，否则原来静止的物体就不可能运动，而教材中选小车而不是木块其目的就在于减小阻力，所以只能通过实验+推理的方法才能说明问题）教师：同学们将小车翻过来，把小车当做木块，让木块做匀速直线运动，比较F1和F2的大小学生：（如图5）通过比较得出用小车实验比用木块实验F1和F2的大小更接近。 结论：阻力足够小时，物体受两个力作用做匀速直线运动时，两个力平衡。 (三个题的层次逐渐加深：1小题直接通过二力平衡的三个条件进行判断；2小题给出了物体运动的状态匀速直线运动和一个力，应用二力平衡的条件对的物体受到的另外一个力的大小和方向进行分析。3小题只给出了物体物体的运动状态静止，需要通过已有经验物体受向下的重力和运动方向的牵引力，然后根据平衡条件对物体的受力进行分析，还要画出平衡状态的受力示意图。教材中1、3两个小题倒置，不能把前一个题作为后一个题的基础，对于学生能力的提升有阻碍，因为1小题很可能就把许多学生先拦在门外了) 5、当堂训练，效果监测1一个物体受两个力的作用，且这两个力的三要素完全相同，那么（ ）A物体受到的力可能为平衡力 B物体的运动状态可能保持不变C物体的运动状态一定改变 D物体受力一定为平衡力2跳伞运动员在空中张开降落伞后，跳伞运动员匀速下降，这是因为跳伞运动员（ ）A没有受到重力作用 B 受到的重力小于阻力 C受到的重力等于阻力 D受到的重力大于阻力3一本书放在水平桌面上，下列哪一对力是书受到的平衡力（ ）A书的重力和书对桌面的压力 B书的重力和桌面对书的支持力C书对桌面的压力和