第2节 二力平衡 1课时新授课.docx

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第2节二力平衡1课时新授课

第2节二力平衡1课时新授课

【教学目标】

知识与技能

1、知道什么是平衡状态；理解二力平衡的意义；

2、理解二力平衡的条件；会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题；

3、会分析二力平衡时的物体受力情况；

4、能根据物体的受力情况判断物体的运动状态。

过程与方法

1、认真观察什么是力的平衡及物体受到两个力作用时的平衡；观察物体受两力平衡时力的特点。

2、通过观察实验引导学生分析归纳物体平衡所需满足的条件。

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。

2、通过探究实验,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。

【教学重点】

1、二力平衡条件的应用；

2、应用二力平衡条件解决实际问题。

3、会分析二力平衡时的物体受力情况；

4、能根据物体的受力情况判断物体的运动状态。

【教学难点】　　

1、二力平衡条件的应用；能解释二力平衡时的物体的运动状态。

2、会分析二力平衡时的物体受力情况；

3、能根据物体的受力情况判断物体的运动状态。

【教学准备】

滑轮、钩码、细绳、纸板、视频光盘、木块（小车）、带滑轮的长木板、创新实验器材等

【学生准备】

滑轮、钩码、细绳、纸板、木块（小车）、带滑轮的长木板、创新实验器材等

【教学过程】

主要教学过程

教学流程及目标要求

教学内容及活动设计

学生活动及过程要求

一、创设情景，引入新课

1.学生动手操作，将物体放置平衡。

激发学生的学习情绪和兴趣。

2.认识平衡状态，引入课题——二力平衡

上课之前，请同学们按视频的提示将物体放置平衡：

1.借助雨伞将酒瓶放在铁架台上；

2.如图将环形磁铁同名相近放置，观察现象；

（设计意图：

通过动手，激发学生学习热情，顺利引入探究主题“二力平衡”）

同学们，在刚才的现象中物体处于静止的状态，也就是一种平衡的状态。

学生动手操作，感受动手的快乐，同时认识平衡的意义

观看视频认识磁悬浮和玩具木马可以立在柱子上的神奇。

学生认识平衡状态

二、新课讲授

【探究主题一：

二力平衡状态】

知识与技能

1．认识力的平衡状态；

2.感知平衡状态的物体受力情况（由直观经验判断力的个数）

过程与方法

1.通过具体的事件认识平衡状态

情感、态度与价值观

1.认真严谨观察生活中力现象的习惯和能力

小结：

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，这几个力叫平衡力。

2、平衡状态：

静止或匀速直线状态。

【探究主题二：

二力平衡的条件】

知识与技能

1、能分析具体二力平衡态的受力情况

2.通过具体的事件分析掌握二力平衡时的力分析技巧。

3.掌握二力平衡的条件

过程与方法

1.通过实验探究掌握二力平衡的条件

2．通过二力平衡实验探究进一步是掌握实验探究的步骤和过程；

情感、态度与价值观

1、培养学生严谨求实的实验态度和精神

小结：

1作用在同一个物体上是两个力大小相等，方向相反，在同一直线上。

【探究主题三：

二力平衡条件的应用】

知识与技能

1、能根据物体的平衡状态判断物体的受力情况

2.能由物体的受力情况判断物体的运动情况

3.进一步理解力与运动的关系

过程与方法

1．通过练习提升学生的认识

情感、态度与价值观

1、培养学生严谨求实的求学精神

小结：

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；

同学们，牛顿第一定律说，“不受力的物体会处于静止或匀速直线运动状态”。

在刚才的试验中，处于这两个状态的物体受到了力的作用了吗？

探究主题一：

二力平衡状态

请同学们，在现实中绝对不受力的物体是不存在的。

有些物体受到力的作用依然保持静止或匀速直线运动状态，这称为二力平衡态。

1、请同学们列举在生活中见到的平衡态的物体。

学生列举静止的物体

静止在桌面上的书本，静止在水面上的轮船等

学生列举匀速直线运动的物体

吊车匀速吊起物体的过程，汽车在平直的公路上匀速行驶等。

（设计意图：

通过具体的事例让学生认识“二力平衡”和平衡状态。

）

探究主题二：

二力平衡的条件

1．分析处于平衡状态的物体的受力情况（粗略感知受力的个数和方向）

（设计意图：

物体的受力分析是力学学习的基础也是难点；在没有学习二力平衡条件之前学生还不会利用二力平衡来分析物体的受力情况。

但是学生可以通过自己的生活经验“学生始终思考保持平衡的原因——力量相互“抵消”、“均等”，这样就使得学生认识到了两个力的存在”。

学生认识到二力的存在，才是进行二力平衡条件的前提。

）

2．探究二力平衡的条件

同学们，通过以上的分析我们发现处于平衡态的物体一定受到两个方向相反的力的作用，当二力满足什么条件时会处于二力平衡状态？

如上图是教材里的实验装置图，但是由于小车本身的重力和摩擦力对实验结果的影响比较大，所以我们设计了下图实验装置。

（设计意图：

可以在上图试验中一侧挂一个较轻的钩码结果小车不移动，让学生感知到阻力的存在；由此设计后面的实验，其目的在于加强学生严谨实验的态度和精神。

）

探究二力平衡的条件实验改进装置：

实验一：

探究二力的大小关系

物体在水平方向所受二力的情况

运动状态是否改变

大小

方向

是否在一条直线上

不相等

相反

在同一条直线上

改变

相等

相反

在同一条直线上

不改变

实验二探究二力在同一直线上

在实验二中：

物体在水平方向所受二力的情况

运动状态是否改变

大小

方向

是否在一条直线上

相等

成一定角度

不在同一条直线上

改变

相等

相反

不在同一条直线上

改变

实验三探究二力在同一物体上

在上述实验的静止状态，用剪刀将塑料板或者纸片剪开，观察物体还会静止吗？

教师问：

结合三组实验你们总结二力平衡的条件是？

（设计意图：

学生在经过平衡力的受力分析之后对二力的方向相反已经建立了直观认识，不需要经过刻意的实验设计。

本实验通过改进，使学生可以直观方便的进行二力的大小、同一直线、同一物体的实验探究，便于学生通过实验现象得出结论。

）

探究主题三：

二力平衡条件的应用

一、已知物体处于平衡态，判断物体是受力情况及大小。

请同学们，思考以下几个问题？

根据运动状态判断受力情况

1、静止悬挂的电灯G=20N,电线的拉力F=?

2、匀速运动的拖车,F牵=1.5×105N,f阻=?

3、起重机以1m/s的速度匀速吊起一个重物，钢丝绳对重物的拉力是6000N。

若起重机吊着这个物体以2m/s的速度匀速下降，这时钢丝绳对重物的拉力是（）。

A、12000NB、6000NC、3000ND、无法判定

（设计意图：

通过这题的探讨是学生认识到平衡状态下，力的大小与物体速度的大小没有关系，永远满足二力平衡条件。

但是在物体速度改变的过程中，力的大小要改变。

）

4、请画出图9-3-2中物体受力的示意图，

并分析物体是否受到平衡力，哪一对力是二力平衡。

1）静止悬挂的电灯。

2）静止在桌面上的茶杯。

3）匀速运动的拖车。

（设计意图：

促进学生对平衡态的物体的受力情况，从感性认知上升到理性的分析。

并能画出力的示意图。

）

二、已知物体受力情况，判断物体运动状态

1．下列情况，两力平衡了吗？

为什么？

2、判断：

物体受平衡力作用时，一定处于静止状态。

（）

（设计意图：

通过具体的习题练习，使学生提升对力与运动关系的认识；能通过运动状态来分析受力为情况，也可以由受力情况来判断物体的运动情况。

）

激起学生疑问，使

学生认识到生活中的物体受到了力的作用也可能保持静止或匀速直线运动。

学生认识二力平衡态

即：

在力的作用下保持静止和匀速直线运动的状态。

学生举例

学生认识静止的物体处于平衡状态，如教室内的灯泡。

学生认识匀速直线运动的物体处于平衡状态。

比如：

热气球匀速上升

学生总结：

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，这几个力叫平衡力。

2、平衡状态：

静止或匀速直线状态。

静止在台之上的人或物体受力情况：

受到重力的作用，同时受到台面的支持力。

在这两个力的作用下保持了静止状态。

房顶的灯泡受力分析：

灯泡受到重力的作用，同时受到绳子的拉力保持了静止状态。

匀速上升的气球受力分析：

气球受到重力和浮力的作用保持了静止。

在平直公路上匀速行驶的汽车受力分析：

在水平方向上向前受到牵引力的作用，向后受到阻力的作用保持了匀速直线运动；竖直方向上受到重力和地面的支持力保持了静止。

学生通过具体事例的分析，不仅激发了自己利用直观经验受力分析技巧，同时直观的认识到了“作用在一个物体上的两个力相互平衡，需要满足什么条件”。

至少方向相反。

学生思考、探讨：

学生进行试验探究：

1、提出问题

作用在一个物体上的两个力相互平衡，这两个力需要满足什么条件呢？

2、猜想与假设

（学生根据自己的直观经验建立猜想）

方向相反，大小相反；但是学生一般可能认识不到统一直线，同一物体这两个条件

3、制定计划与设计实验

引导学生讨论实验的猜想的验证思路，准备实验器材设计实验过程

4、进行实验与收集证据

（学生认识到改进实验中纸片或者塑料板的质量很轻，对实验结果的影响很小）

5、分析与论证

实验一：

探究二力的大小关系

第一步，如图，在两边的绳套上挂不等重的钩码。

放开塑料板，塑料板滑向一边。

第二步，装置仍如上图，但在两边的绳套上挂等重的钩码。

放开塑料板后，塑料板将保持平衡。

结论：

二力平衡时，二力大小相等

实验二探究二力在同一直线上

步骤一，在两边的绳套上挂等重的钩码，将塑料板稍向下移动，使两个拉力的方向成一定角度。

放开塑料板，塑料板将向上移动。

步骤二如图，在两边的绳套上挂等重的钩码。

并将塑

料板扭转一个角度，使拉塑料板的细绳相互平

行，但不在同一直线上。

放开塑料板，塑料板将转动。

实验结论：

处于二力平衡态的两个力必须在同一直线上。

学生观察，一定会哄堂大笑，这时不仅活跃了气氛，同时也加深了学生的印象“二力必须作用在同一物体上”

学生总结结论：

作用在同一个物体上是两个力大小相等，方向相反，在同一直线上。

学生在经历了问题提出，建立猜想，设计并进行实验最终得出结论，这一过程对二力平衡的条件有了深刻的理解。

学生讨论问题，分析物体的受力情况

物体静止，竖直方向受到重力和绳子向上的拉力，二力平衡

水平方向匀速运动，动力和阻力二力平衡

物体匀速上升是处于二力平衡拉力等于重力为6000N；在下落过程中也是二力平衡拉力还是等于重力6000N。

（但是给学生讲清楚在，速度改变是过程中拉力是变化的，现在是考察平衡的状态下的受力，即二力平衡状态。

）

学生练习受力分析和画力的示意图

学生利用二力平衡条件来判断物体是否平衡

通过练习学生的认识得到进一步的提升：

运动和力的关系

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；

三、反馈练习见附件1

教师巡视检查

完成反馈练习

四、课堂小结

课堂小结

1、平衡状态

2、二力平衡的条件

3、二力平衡的应用

学生梳理知识，谈一下在本节课收获了哪些知识，学会了哪些探索研究物理问题的方法。

五、课堂检测见附件2

师巡视、讲评

完成检测题

六、布置作业见附件3

出示思考题题目

课后完成

【板书设计】

第2节二力平衡

一、平衡状态

一切物体在受到几个力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处于二力平衡状态；这几个力就是平衡力。

二、二力平衡的条件

作用在同一个物体上大小相等、方向相反、在同一直线上的两个力。

三、二力平衡条件的应用

1．已知物体处于二力平衡状态，分析物体受力；

2．已知物体的受力情况判断物体的运动状态。

【教学反思】

“二力平衡”是对力与运动关系的进一步探究。

学生对牛顿第一定律和惯性已经有了初步的认识；但是不受力的物体在生活中是不存在的。

生活中静止和匀速直线运动的物体却是常见的。

本节课就是要让学生认识物体的平衡态和二力平衡的条件，理解平衡力的本质。

为此本节课的设计如此：

1.注重学生已有的实践经验的和具体感知的引导，提升学生分析平衡物体受力的能力。

研究二力平衡条件之前首先要知道物体的受力情况。

在学习二力平衡条件的之前还不能理性的分析物体的受力情况。

此时，学生已有的实践经验和直观感知是学生分析物体受力的最直接的依据和方法。

本节教学中始终把握，学生可以通过自己的生活经验“思考保持平衡的原因——力量相互‘抵消’、‘均等’，这样就使得学生认识到了两个力的存在”。

这样可以使抽象的力变的直观些，降低学生理解的难度。

2.注重实验的创新和引导，突破难点掌握方法

将传统的在两侧挂钩码拉小车的实验，改为拉硬纸板（塑料片）实验更有利于实验的探究和克服摩擦力的不良影响。

而且，可以方便的验证二力必须在同一物体上。

3.加强练习，促进认识的提升，促进“力”的分析能力提升

本节课的难点和重点在于学生对“力与运动关系”认识的提升。

通过练习要让学生在思想认识上提升到一下几点：

第一，物体静止或匀速的受力情况→不受力或受平衡力

第二，物体受平衡力是的运动情况→静止或匀速直线

第三，物体受非平衡力的运动情况→运动状态改变

第四，运动状态改变，一定有力作用在物体上，并且是不平衡的力；

第五，有力作用在物体上，运动状态不一定改变

存在的不足：

1.在引课化解让学生动手完成平衡的酒瓶放置过程中，虽然学生的兴趣调动很好，但是浪费的时间有点长，对后面的问题完成造成了影响；　　

2.对教学过程的设计，在研究二力平衡之前引导学生分析物体受力情况有点过细，部分学生由于生活经验不足感觉有点吃力，应该在学习二力平衡之后在细化分析。

3.最后习题处理的有点仓促，学生认识提升的归纳不够透彻。

附件1：

反馈练习

1.物体保持________或________状态，叫做平衡。

平衡的物体所受的力叫做________。

如果物体只受两个力而处于________的情况叫做二力平衡。

2.二力的平衡条件是作用在同一________上的两个力________相等、________相反，且作用在同一条直线上，即________为零。

3.放在水平桌面上静止的物体，受到________和________两个力的作用，它们的施力物体是________和________，这两个力的关系是________。

4.一个物体处于平衡状态，则这个物体（　　）

A.一定处于静止状态

B.一定处于匀速直线运动状态

C.可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态

D.所受到的合力一定为零

附件2课堂检测

1.（2010广西玉林模拟）如图12-6-1所示，各物体受到的两个力中彼此平衡的是（　　）

2.两个力大小相等、方向相反，作用在一条直线上，则这两个力（　　）

A.一定平衡B.一定不平衡

C.不一定平衡D.没法分析

3.一个物体受两个彼此平衡的力作用，做匀速直线运动，如果这两个力都同时消失，那么这个物体的运动情况是（　　）

A.逐渐停下来B.保持原匀速直线运动状态

C.处于静止状态或匀速直线运动状态D.以上说法都不对

4.一电灯吊在天花板上，下列的各对力中不属于平衡力的是（　　）

A.灯受到的重力与灯对线的拉力

B.灯受到的重力与灯线对天花板的拉力

C.灯线对灯的拉力与灯受到的重力

D.灯线对天花板的拉力与灯线对灯的拉力

5.物体在受到几个力作用时，如果保持_________状态或_________状态，我们就说这几个力平衡。

6.用手沿竖直方向提一重物静止不动时，重物受_________力和_________力的作用，这两个力的施力物体分别是_________和_________，这两个力的关系是_________。

附件3课后思考题

请同学们完成课后练习T3、4两题。