7.5 二力平衡（教案）-2024-2025学年北师大版物理八年级下册

第七章　运动和力 第五节 二力平衡 1 学科网（北京）股份有限公司 教学目标 1.通过实例，初步建立物体平衡的概念，知道什么是二力平衡； 2.通过实验探究并总结二力平衡的条件； 3.了解二力平衡条件在日常生产和生活中的应用，应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题； 4.感受在力的平衡状态下物体的运动状态。 教学重难点 重点：探究二力平衡的条件。 难点：正确分析一个物体的受力情况。 教学过程 一、新课导入 【图片播放】教室的灯为什么可以被吊在房顶，不会掉落？船为什么可以浮在水面上？ 物体受到力，运动状态一定改变吗？ 二、新知探究 （一）平衡状态 1.物体的运动状态和受力 运动状态：静止 受力：竖直方向上，苹果所受重力、桌面对苹果的支持力 苹果所受重力和桌面对苹果的支持力大小相等 运动状态：均速直线 受力：竖直方向上，跳伞运动员和降落伞的总重力和空气对它们的阻力 总重力和阻力大小相等 运动状态：匀速行驶 受力： 竖直方向：列车和人的总重力和轨道对它 们的支持力。 水平方向：列车的动力和轨道、空气等对它们的阻力。 2.物体处于静止或匀速直线运动状态，我们就称物体处于平衡状态。 处于平衡状态的物体所受的力叫作平衡力。 那么什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢？ （二）二力平衡的条件 1.猜想：两个力应该在作用在同一物体上；两个力的大小可能要相等；两个力的方向可能要相反；两个力可能要作用在同一条直线上。 2.实验方法：改变纸板受到的两个力的三要素，当纸板处于静止时，二力平衡。 3.实验操作： （1）将系于硬纸板两个对角的线分别跨过支架上的滑轮，然后在线的两端分别挂上同质量的钩码。这时硬纸板所受的两个拉力方向相反，且在一条直线上。 （2）控制其他因素不变，改变钩码的个数，观察硬纸板在什么情况下平衡、在什么情况下不平衡。 （3）将一端的钩码撤去放在另一端钩码下方，控制其他因素不变，观察硬纸板的情况。 （4）将处于平衡状态的卡片转过一个角度，使硬纸板受到的两个拉力不在一条直线上，控制其他因素不变。 （5）将处于平衡状态的硬纸板从中间剪开，控制其他因素不变，松手时会出现什么现象？ 4.实验记录 5.实验反思 （1）为什么要用轻质硬纸板？ 轻质硬纸板的质量可以忽略不计，避免其自重对实验的影响。 （2）若用如图所示实验装置，若将硬纸板换成木块放在水平桌面上，细线通过定滑轮，两端挂钩码进行实验是否可行？ 不可行。木块与桌面之间的摩擦会对实验结果产生影响。可以换成小车进行实验，减小摩擦。 大量实验表明，二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。 实践活动：找出薄板状物体的重心 对于形状不规则的薄板状物体，可用悬挂法找出它的重心位置。 ①在薄板状物体边缘取两个点扎上小孔，先用细线穿过物体上任意一孔A系住物体，把物体悬挂在O点。 ②当物体静止时，根据二力平衡条件可知，物体所受的拉力与重力作用在一条直线上，重心一定也在这条直线上。 ③用铅笔和直尺在物体上画出悬线OA的延长线AB。 ④换另一孔D把物体悬挂起来，按照上述方法画出此时悬线OD的延长线DE。 ⑤DE与AB交于C点，则这个物体的重心就在C点对应的物体的内部。 ⑥可以再找一点把物体悬挂起来，看看此时悬线的延长线是否也通过C点。 拓展阅读：二力平衡与等效思想 受平衡力的物体，它的形状和运动状态也会改变吗? 在弹簧受到沿轴线方向的平衡力时，弹簧保持静止，长度变长。随着挂钩上的拉力同步增大，弹簧的长度逐渐变长，但弹簧依旧保持静止。 大量实验表明，当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时，物体的形状会发生变化，但物体的运动状态不发生改变。 合力为零与不受力都不能改变物体的运动状态，所以它们在改变物体运动状态方面是等效的。 根据力在改变物体运动状态方面的作用效果，我们可以利用等效的思想将复杂问题简化。 比如，当某个物体受到多个力的作用时，我们可以将其中几个力进行合成，得到它们的合力，再用这个合力去替换这几个力，从而使问题得到简化。反之，也可以用几个力来等效替代合力，合力和这几个力在改变物体运动状态方面的作用效果是相同的。 三、课堂小结 四、课堂训练 1.下列物体中，受力平衡的是（　D　） A．竖直向上抛出的石子 B．沿光滑斜坡滚下的小球 C．正从地面腾空而起的火箭 D．在直路上匀速行驶的汽车 2.如图所示，F1和F2是物体所受的两个力，其中受力情况属于二力平衡的是（ D ） 3．某工地的起重机要吊装个工件，该工件重6000N。当起重机以2m/s匀速吊着工件上升时，起重机的钢绳受到的拉力为 6000 N；当起重机以5m/s的速度匀速吊着工件下降时，钢绳受到的拉力 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”），工件所受拉力的方向为 竖直向上 ，起重机吊着工件以4m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动，工件受到的拉力为　6000　N。（忽略空气阻力不计） 五、布置作业 完成《一线课堂》相关练习。 教学反思 本节课通过探究二力平衡，培养学生的逻辑思维过程以及初步的观察、分析和概括能力。通过与同组同学的合作，使学生形成愿意与他人合作学习的意识。同时本节课还有助于使学生养成仔细观察、深入思考的良好习惯。培养学生的创造力、实事求是的科学态度以及面对挫折的健康心理、意志和品质。 $$