人教版8下物理第8.2节 二力平衡

PAGEPAGE4第二节二力平衡1课时新授课【教学目标】知识与技能1.知道力的平衡概念，知道两种平衡状态——静止状态和匀速直线运动状态。2.理解二力平衡条件。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、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。【教学重难点】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。【教学准备】或【实验准备】教师用：多媒体课件。学生用（每组）：塑料片、棉线、钩码、滑轮、剪刀【教学过程】主要教学过程教学内容教师活动学生活动一、创设情景，引入新课【课前欣赏】播放家庭房间里桌椅、桌面上的电视、花瓶、匀速直线下落的降落伞、起重机匀速直线提升重物。【温故而知新】牛顿第一定律的内容是什么？能不能反过来说，凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受到外力呢？请举例证明。(设计意图：让学生产生认知冲突，激发探究欲望。)回答：一切物体在没有受到力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。小组讨论：不能，并用生活中的事例说明：静止的书本、桌子、匀速直线行驶的汽车等它们都受到力的作用。二、合作探究，建构知识（一）力的平衡1．【实例受力分析】请分析桌上静止的茶杯、被起重机匀速吊起的货物、匀速直线行驶的汽车的受力情况。说明：在现实生活中，物体往往同时受多个力作用而处于静止或匀速直线运动状态，既运动状态不变，和物体不受力的的情况一样，这几个力的作用效果相互抵消。2．【引导总结】认知概念1．物体在受到几个力的作用时，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”。3．【反馈练习】下列物体受平衡力是（）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、马路上匀速直线行驶的汽车【想一想】1．物体受到平衡力的标志是什么呢？2．物体受到非平衡力将怎样？（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。）受力分析：茶杯受重力和桌子的支持力、货物受重力和钢绳的拉力、汽车除了受到重力和地面的支持力，还受到牵引力和阻力。认知什么是力的平衡、什么是平衡状态。学以致用：判断物体的运动状态是否是平衡状态（静止或匀速直线运动）。匀速圆周运动的方向发生变化，受的不是平衡力。思考回答：物体处于静止或匀速直线运动状态；受到非平衡力其运动状态会发生改变。（二）二力平衡1．定义2．探究二力平衡的条件【引领认知】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，我们就把这个两个力称作二力平衡。二力平衡是力的平衡中最简单情景。【实验探究、合作研讨】1．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？2.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。3.设计实验：【介绍实验器材】钩码、细线、塑料片你打算运用什么方法进行探究？说明：实验研究对象是塑料片，为了忽略其重力的影响，塑料片要轻。师生讨论后，归纳方案。4.进行实验：【友情小提示】在下面各实验中观察并记录塑料片将是否保持平衡，运动状态是否改变，两个拉力有何关系，在什么条件下会保持平衡状态（保持运动状态不变），说明了什么。【实验一】两边挂不等重的钩码；【实验二】挂等重的钩码。【实验三】（1）两边挂等重钩码，将卡片下移，使二力方向并不相反，释放；（2）待塑料片静止时，观察二力方向。【实验四】（1）两边挂等重钩码，将塑料片旋转一定角度，使二力不在同一条直线上，释放；（2）待塑料片静止时，观察二力。在表格中记录现象：【实验五】请用剪刀从中间剪断塑料片，观察它的运动状态是否改变，能说明什么？（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了观察能力、动手能力、合作精神，初步养成学习中科学求实的态度。）5.分析论证：【归纳总结】二力平衡的条件①作用在同一个物体上，②力的大小相等，③方向相反，④并且在一条直线上。【简记】：同体、等大、反向、共线。【反馈练习】1．F1与F2是平衡力的是()2．静止在水平桌面上的书，受到的平衡力是()A.书的重力和书对桌子的压力B.书对桌子的压力和桌子的重力C.书的重力和桌子对书的支持力D.书对桌子的压力和桌子对书的支持力认知什么是二力平衡。猜想二力平衡的条件：1.大小相等2.方向相反3.在同一直线上交流：控制变量法。小组交流合作设计实验，并展示交流。小组合作进行实验，观察实验，在表格中记录现象：挂不等重的钩码，塑料片不能保持平衡，运动状态改变，两个拉力不相等；挂等重的钩码，塑料片不能保持平衡，运动状态改变，两个拉力相等。交流总结：二力平衡时，两个力的大小必须相等。塑料片不能保持平衡，运动状态改变。交流总结：要使两个力相互平衡，两个力的方向必须相反。塑料片不能保持平衡，运动状态改变。交流总结：要使两个力相互平衡，这两个力作用在同一条直线上。塑料片运动状态改变，交流总结：研究二力平衡时，二力必须作用在同一物体上。学生结合实验现象和实验表格分析论证，归纳总结，回答。学以致用：运用二力平衡的条件解决问题。此题也是学生的易错题。首先判断两个力的受力物体是否是同一物体，再利用其它条件进行判断。（三）二力平衡应用【解决问题、合作研讨】1．根据物体的状态分析受力情况【典例剖析】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1000N，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。【跟踪练习、突破易错点】某同学用F=10N的水平推力没有推动一张课桌，则课桌受到的阻力多大？突破易错点：通过利用二力平衡分析解答，破除推力小于阻力的错误观点。2．根据物体的受力情况分析运动状态【典例剖析】汽车沿直线行驶时受到的牵引力为F，受到的阻力为f。(1)当F＞f时，汽车做什么样的运动？(2)当F=f时，汽车做什么样的运动？(3)当F＜f时，汽车做什么样的运动？解答、展示：人和伞作匀速直线运动→受到平衡力→二力大小相等、方向相反。解答展示：课桌静止→受到平衡力→f=F=10N交流讨论：（1）不平衡，汽车做加速直线运动；（2）二力平衡，汽车做匀速直线运动；（3）不平衡，汽车做减速直线运动。（四）拓展延伸1．平衡力与相互作用力的比较2．归纳总结运动和力的关系【比一比】平衡力和相互作用力的有何异同点？【小结】相同点：两者都是大小相等、方向相反、在同一直线上；不同点：平衡力的受力物体是同一个物体，而相互作用力是两个物体。【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样的关系呢？【归纳总结】1、力是改变物体运动状态的原因；2、物体的运动不需要力来维持；3、物体静止或匀速不受力或受平衡力4、物体受平衡力静止或匀速直线5、物体受非平衡力运动状态改变6、运动状态改变，一定有力作用在物体上，并且是不平衡的力；7、有力作用在物体上，运动状态不一定改变。【反馈练习】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.橡皮受平衡力作用B.橡皮的运动状态没有发生改变C.橡皮的运动方向在不断改变，受到的是非平衡力D.橡皮保持匀速圆周运动，是因为它有惯性交流讨论：对比二力平衡和相互作用力在力的三要素方面的比较。（设计意图：加深对二者的理解。避免出现混淆。）交流讨论，回答。（设计意图：提升对运动和力之间的关系的理解。）解答：圆周运动的运动方向发生变化，运动状态发生改变，一定有力作用在物体上，并且是不平衡的力，答案：C三、课堂小结：回顾本节课的学习内容本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?学生讨论梳理知识，交流收获和疑惑。四、课堂检测教师巡视、讲评学以致用完成检测题、解答见附件1五、布置作业出示思考题题目见附件2课后完成【板书设计】第二节二力平衡一、力的平衡：1、物体在受几个力作用时，如果几个力的作用效果相互抵消，使物体处于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【教学反思】一、教案的“亮点”1、实验的改进具有创新性，用轻质纸片替代小车在木板上滑行，改进后的实验减小了摩擦力对实验现象的影响，不仅可以直接研究两个力之间的关系，而且将演示板挂在黑板上，增加实验的直观性和可视性。2、环节环环相扣，教学设计有利于学生参与知识形成的全过程，实现知识的自我建构。习题设计有层次、针对性强，能提升学生对知识的认知。3、关注学生的发展，注重培养学生的各种能力。二、教学中易出现的问题1、二力平衡的探究实验不要放任自由，这样学生往往无从下手或学生只是喜欢摆弄实验器材，对于实验做好运动。2、学生容易忽视二力平衡条件之一“作用同一物体上”，为了让学生认识这一知识点，设计了用剪刀剪开塑料片这一实验。3、不要忽略对知识的运用，要精心设计习题。附件1【课堂检测】1、一辆重为1.5×104N的小汽车，当它以60km/h的速度在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为2000N，那么汽车受到的阻力为N。汽车在水平地面上静止受到支持力是2、下图中的A、B、C、D分别是用照相机拍摄（每0.1s拍摄一次）的小球在四种不同运动状态下的照片，其中小球受到平衡力作用是（）3、用电线挂在天花板上的电灯，静止时受到的力是一对平衡力的是（）A．天花板对电线的拉力和电线对天花板的拉力B．电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力C．电线对电灯的拉力和电灯受到的重力D．电灯对电线的拉力和电灯受到的重力4、如右图所示，用水平力推静止在水平地面上的大木箱，没有推动。这时，木箱受到的（）A．推力小于摩擦力B．推力和摩擦力大小一定相等C．推力一定小于重力D．推力和摩擦力方向相同5、如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向，并通过调整来改变拉力的大小。(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究。(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是：。(4)在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验比小明的实验好。其主要原因是。A．减少摩擦力对实验结果的影响B．小卡片比较容易获取C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭转附件2【作业思考题】1、如图所示，无风时，站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实．对于该静止的果实，下列说法正确的是（）A．果实受到重力和蚂蚁的支持力作用，这是一对平衡力B．果实受到重力和蚂蚁的支持力作用，这是一对相互作用力C．蚂蚁对果实的支持力小于果实受到的重力D．蚂蚁对果实支持力大于果实受到的重力2、如图所示，在平直的马路上