7.3 二力平衡 学案 -2024-2025学年沪科版（2024）物理八年级下学期

第三节 力的平衡 学习目标 1.知道二力平衡条件，能运用力与平衡的知识分析物体的受力情况，判断物体的运动状态。（物理观念） 2.体验控制变量法及作用；能根据所学知识解决生产生活中的一些问题，形成一定的融会贯通能力。（科学思维） 3.完成二力平衡条件的探究，在探究中能处理实验数据，并从对数据的分析处理中认识二力平衡的条件。（科学探究） 4.能欣赏力与平衡之美。（科学态度与责任） 重点难点 重点：二力平衡条件及应用 难点：二力平衡条件的实验探究；平衡力跟相互作用力的区别 导学过程 自主学习1 平衡状态 阅读课本P171“平衡状态”部分。然后完成以下任务： 1.观察图7-20“栖息的小鸟”，分析小鸟的状态和受力情况。 答： 静止状态；受重力和支持力 。 2.观察图7-21“匀速下降的跳伞运动员”，分析运动员及装备的受力情况及状态。 答： 匀速下落（匀速直线运动状态）；重力和空气阻力 。 3.综合以上分析可得： 物理学中，把物体保持静止或匀速直线运动状态称为 平衡状态 。物体如果在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力就互称为 平衡力 。 合作探究1 知识拓展： 结合牛顿第一定律，平衡状态跟受力情况的关系是： ( 保持静止状态 ) ( 不受力 ) ( 物体处于平衡状态 ) ( 保持匀速直线状态 ) ( 受平衡力 ) 自主学习2 二力平衡的条件 1.阅读课本P172“做中学”“探究二力平衡的条件”部分，对以下几个问题交流并尝试解释： （1）实验过程中研究那个物体受力后的状态情况？ 答： 小纸片 。 （2）物体平衡的判断： ①何谓平衡状态？ 答： 平衡状态是指物体受力后保持静止或匀速直线运动状态 ； ②物体受力平衡和不平衡如何判断？ 答： 物体保持静止则受力平衡，不保持静止则受力不平衡 。 ③实验中让物体保持匀速直线运动作为平衡状态是否可行？ 提示： 因为物体运动时有摩擦力原因，会影响准确判断两个作用力的大小，故不合适 。 （3）实验中为什么使用轻便的小纸片而不用更坚固的木块？ 答： 减小物体重力（及因此而产生的摩擦力）对实验的影响 。 （4）两个定滑轮的作用是什么？ 答： 将托盘和砝码竖直向下的重力变向为水平拉动纸板的水平拉力 。 2.指导学生完成实验分析设计： （1）提出问题： 纸板在水平方向上受到两个力F1、F2的作用而静止，处于平衡状态，这两个力之间有什么关系？纸板所受合力大小、方向怎样？ （2）猜想： 可能是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 。 （3）设计实验： 在一个水平桌面上放一轻质纸板，使纸板在水平方向上受两个力的作用，探究纸板平衡时二力的关系 。 具体讨论：①如何探究两个力大小是否相等？ ②如何探究两个力方向是否相反？ ③如何探究两个力是否需要作用在同一条直线上？ ④如何探究两个力需要作用在同一物体上？ 合作探究2 探究过程及结论： 1.实验过程： ①按课本P172图7—22组装实验器材，组装好后纸板保持静止。 ②把纸板转动一个角度，此时作用在纸板上的两个力是否还在一条直线上？松手后纸板将会怎么样？ 答： 不在同一直线；纸板将会转动，直至两个力作用在同一直线 。 ③改变左盘或右盘中的砝码个数，纸板将会怎样？还会保持静止吗。 答： 不会保持静止，将向质量较大的一侧运动 。 ④在纸板静止条件下，将纸板用剪刀沿中线剪成两个纸片，一个纸片上受几个力？是否还保持平衡？ 答： 一个纸片上只受一个力；不能再保持平衡 。 2.实验结论： 作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上 。 3.拓展： （1）互为平衡的两个力是同一直线上方向 相反 的两个力，其合力为 0 。 （2）二力平衡条件与相互作用力区别与联系: 类别 是否作用在同一物体上 大小是否相等 方向是否相反 是否作用在一条直线上 互为平衡的两个力 是 是 是 是 相互作用力 否 是 是 是 4.回扣引入环节问题，引导同学尝试解释问题。 我的分析： 用合力知识分析；两个力都很大，但因是同一直线上方向相反的力，其合力很小甚至为0 。 5.对点训练：某学习小组在探究二力平衡的条件时，自制了一套实验装置，将系于小卡片（质量可忽略不计）两对角上的细线，分别跨过左、右支架上的定滑轮，如图所示。 （1）本实验的研究对象是 小卡片 ，通过改变 勾码个数 来改变力的大小； （2）要想探究二力平衡时这两个力是否作用在同一直线上，需要进行的操作是 将小卡片在竖直平面内扭转一个角度 ； （3）若两个定滑轮安装的高度不同， 不会 （选填“会”或“不会”）影响实验。 自主学习3 二力平衡条件的应用 阅读P172最后一段至P173，交流讨论并尝试回答以下问题： 1.完成P173“物理聊吧”问题。答案： ( F =5N ) ( G=5N ) 因为F与G是平衡力，大小相等 。 2.结合P173“科学书屋”内容，讨论杂技艺术表演中的技巧。 答： 。 3.二力平衡条件的应用主要有两个方向： （1）判断物体是否受力平衡； 即判断物体所受两个力是否同时具备 大小相等 、 方向相反 、 作用在同一条直线 、 作用在同一物体 四个条件。 （2）利用物体的平衡状态，已确定互为平衡的两个力，根据一个力的大小和方向，就能确定另一个力的大小与之 相等 ，方向与之 相反 。 合作探究3 1.在“探究滑动摩擦力与那些因素有关”的实验中，为什么要用弹簧测力计匀速拉动的木块？ 图示解析： ( F ) ( f ) ( 物体做匀速直线运动，受平衡力时， f=F ) 2.为什么可以用弹簧测力计测量物体重力？ 答： 物体静止时所受重力和弹簧测力计的拉力是平衡力，大小相等 。 6.对点训练：（2024·山东临沂·中考）图甲是天蒙山索道的吊厢随钢索向下方做匀速直线运动的情景，图乙是吊厢及吊厢内物体的简图。请画出物体所受力的示意图（力的作用点画在物体的重心O上）。 答案： 自我评价 1．下列物体中，受到平衡力作用的是（　D　） A．匀速圆周绕地球运动的卫星 B．加速追赶猎物的猎豹 C．加速下落的苹果 D．匀速下降的热气球 2. “春分竖蛋”是指在每年春分这一天，各地民间流行的“竖蛋游戏”。如图所是一枚竖立在水平桌面上的鸡蛋，下列说法正确的是（　A　） A．鸡蛋所受重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 B．鸡蛋所受重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对相互作用力 C．鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力 D．鸡蛋所受重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力 3．如图所示，一只碗放在水平餐桌上，它们都处于静止状态。以下两个力属于一对平衡力的是（　C　） A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力 B．餐桌受到的重力和餐桌对碗的支持力。 C．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力 D．餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力 4.在自主复习中，物理课代表根据课本情境，变换条件，进行了适当拓展：如图所示，小强用100N的拉力，拉着重为500N的小车，使小车在水平路面上匀速前进10m用了10s。下列说法正确的是​（　A　） A．小强没有拉车时，地面对小车支持力的大小为500N B．地面对小车摩擦力的大小为100N C．在此过程中小车的运动状态改变 D．小强对小车的拉力和小车对小强的拉力是一对平衡力 5．如图所示，将质量为的吸盘式香皂盒安装到洗手间竖直的墙壁上，将质量的香皂放在香皂盒上，则香皂受到的重力为 1.5 N；香皂盒受到的摩擦力为 2 N，方向 竖直向上 。（g取） 6．不计空气阻力，投出去的篮球在空中受到个 1 力的作用；如图所示，跳水运动员站在跳板上静止时，她对跳板的压力与跳板对她的支持力是一对 相互作用力 （选填“平衡力”或“相互作用力”） 5．探究二力平衡的条件： （1）甲中，当物体处于 静止 状态或匀速直线运动状态时，它受到的力是平衡的； （2）实验时，向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码，木块处于静止状态，此时木块在水平方向受到的两个力是平衡的。再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是 木块受到一个方向向左的摩擦力 ，这时木块在水平方向受到的力是 平衡 （选填“平衡”或“不平衡”）的； （3）为避免这种现象的产生，图乙是改进后的实验情景： A图中的卡片处于静止状态，可知：二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力，大小 相等 ，方向相反，作用在同一直线上；将B图中的卡片扭转过一个角度后，松开手，发现卡片 转动 ，说明彼此平衡的两个力必须 作用在同一直线上 。 8．随着人们健康意识和环保意识的不断增强，骑自行车短距离出游已经成为一种时尚。如图所示的是一种轻便自行车，已知它的质量为10kg，求：（g取10N/kg） （1）轻便自行车受到的重力； （2）重为500N的小明骑着这辆自行车在水平路面上匀速行驶时受到的摩擦力约为总重的，此时自行车受到的牵引力。 解：（1）轻便自行车受到的重力 （2）依题意得，自行车做匀速直线运动，此时自行车受到的牵引力跟摩擦力是平衡力，大小相等 我的收获 学科网（北京）股份有限公司 $$