第八章 运动和力（单元解读课件）-【上好课】八年级物理下册同步高效课堂（人教版2024）

第八章 运动和力 高速列车启动后，在牵引力的作用下逐渐加速，随居在一段平直的轨道上做匀速直线运动。当列车准备进站时，又会在阻力的作用下逐渐减速，最后停靠在站台上。 运动和力之间有什么关系呢?从两千多年前的亚里士多德，到16世纪末的伽利略，以及后来的笛卡儿、牛顿等杰出的科学家，对运动和力的关系进行了一系列的研究。 单元内容解读 关于运动和力，你可能也有自己的思考和疑惑。带着这些问题，让我们一起进入关于运动和力相关内容的学习吧! 八年级下册 •人教版 课程标准要求及课时安排 一 第八章 运动和力 单元解读 课程标准要求 2.2.3 通过常见事例或实验，了解重力、弹力和摩擦力，认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。 2.2.4 能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。 2.2.5 通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。 4.2.2 探究滑动摩擦力大小与哪些因素。 课时建议 节次 课时 第1节 牛顿第一定律 1课时 第2节 二力平衡 1课时 第3节 摩擦力 1课时 第4节 同一直线上二力的合成 1课时 本章概述与编写意图 二 第八章 运动和力 单元解读 通过学习第七章的内容，学生知道了什么是力，力有大小、方向和作用点，知道怎样用力的示意图描述力，知道重力、弹力及其大小和方向特点。这些为学生正确分析具体情境中的力，认识运动和力的关系，以及进一步学习力的平衡和力的合成奠定了基础。 第1节“牛顿第一定律”：先学习阻力对物体运动的影响，认识到如果没有阻力，运动的物体会一直运动下去，认识到力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。通过学习牛顿对运动和力的关系的阐述，理解牛顿第一定律的内涵，认识惯性，并运用惯性的知识解释生活中的一些现象。 本章概述 第2节“二力平衡”：在牛顿第一定律的基础上，进一步探讨物体受力时也可以保持静止或匀速直线运动的状态的情况，进而探究二力平衡的条件，并学会运用二力平衡解释和分析生活中的有关现象。 第3节“摩擦力”：基于运动和力的关系、二力平衡的知识，探究影响滑动摩擦力大小的因素。 第4节“同一直线上二力的合成”：是根据课程标准要求新增的内容，通过认识合力，了解同一直线上的二力合成，知道如何计算同一直线上二力的合力的大小并判断合力的方向。这节内容为学生后续学习浮力等内容打下基础，帮助学生形成较为完整的知识结构。 本章概述 本章内容结构 阻力对物体 运动的影响 本章概述 摩擦力 同一直线上 二力的合成 二力平衡 的条件 惯性 测量 二力平衡 滑动摩擦力大小与哪些因素有关 实验 科学推理 牛顿第一定律 探究 探究 控制变量 1. 以物理观念形成为主线，注重内容统整与优化 章首用高速列车运动的情境引出贯穿全章的核心问题“运动和力之间有什么关系呢？”。本章教材的4节内容围绕章核心问题采用如下编写逻辑：从不受力的物体的运动推断运动不需要力来维持，揭示运动与力的关系—牛顿第一定律；力能改变物体的运动状态，那么物体受力，其运动状态是否一定会改变，从一般到特殊—二力平衡；从力的作用效果角度引入新的力——摩擦力，应用二力平衡条件，强化运动和相互作用观；物体通常受多个力的作用，采用等效替代的思想处理，简化问题， 从特殊到一般，并综合应用 ——同一直线上二力的合成。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 这样的编写方式兼顾物理学科逻辑和学生认知逻辑，内容关联统整、层层递进、有序展开。为了促进物理观念的形成，教材注重将知识及时应用于真实情境中，如在牛顿第一定律内容得出后，教材随即引导学生运用所学规律解释滑板车停下来的原因是滑板车始终会受到阻力；在得出二力平衡条件后，教材随即引导学生回到生活情境中解释现象，进一步渗透运动和相互作用观；在学习摩擦力测量时，通过“想想议议”栏目设置问题“为什么要使木块做匀速直线运动？ 在学习同一直线上二力的合成时，得出探究结论后，教材同样引导学生分析章首图中列车在不同受力情况下的运动状态。通过一次次将所学知识及时应用到真实情境中去分析、解释、论证，建立知识间以及知识与情境间的关联，为运动和相互作用观的形成提供有力支撑。另外，教材还对牛顿第一定律和惯性的表述做了调整，以与高中教材中的表述一致，有利于教与学。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 2. 突出探究的学习方式，注重让学生亲历实验设计过程 教材每节的“问题”和“想想议议”栏目，均力图引导学生基于观察与体验，展开思考和讨论，在建模、推理、论证等方面发展科学思维能力。为发挥实验育人功能，除了课程标准要求的学生分组实验“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”，本章还设置了一个学生分组实验“探究二力平衡的条件”和演示实验“阻力对物体运动的影响” “研究同一直线上二力的合成”，依托实验加强对学生科学探究能力的培养。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 实验是有目的地动手，通过收集证据并对发现进行解释的过程。为此，教材突出了让学生参与实验设计活动。如在“探究二力平衡的条件”实验前，先引导学生分析实验思路；在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验前，通过联系生活体验明确实验思路，通过“方法点拨”旁批介绍控制变量的方法，并提出改变对接触面压力的大小、改变接触面的粗糙程度的问题，在实验结束时，进一步提出对实验方案进行优化的问题，让学生对整个实验过程有比较清楚的认识和思考， 进一步提升探究能力。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 3. 强化证据意识，注重批判性思维的引导和训练 为了让学生养成基于证据与逻辑提出观点的思维习惯，教材注重引导学生基于可靠的事实与推理得出结论，培养学生的批判性思维。 如在第1节中探究阻力对物体运动的影响时，在对实验现象的分析中，设置问题“如果进一步减小小车所受的阻力，它能否滑行更远的距离？ ”，给学生预留推理与想象的空间。通过逐步逼近的办法，得出物体运动并不需要力来维持，初步显现力和运动的关系。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 为了凸显伽利略的科学研究方法的价值，在探究阻力对物体运动的影响后，介绍伽利略的研究，并用旁批显化方法要义，更好地突出研究思路。 在引出惯性概念后，先进行一些现象事实的观察和分析，然后基于生活中的大量事实，呈现惯性是一切物体的固有属性的判断。 由于猜想是基于部分事实得出不确定的解释，因此教材在探究影响摩擦力因素实验前，先回顾节首“问题”情境中的体验；在给出探究结论前冠以“大量实验表明”，意在引导学生有根据地猜想和表达。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 4. 重视情境创设，充分发挥情境的育人功能 从新课的导入、知识与方法的建构和应用，教材都尽可能应用学生熟悉的学习、生活情境，使用能展现我国古人智慧和现代科技成就的素材。 如章首利用中国高速列车引出章主题，第1节从学生熟悉的滑板车运动激疑生问。在第1节的“科学世界”栏目中则应用汽车安全带和安全气囊的情境，渗透安全教育；在第3节利用手掌压在桌面上滑动的情境，提出探究的问题。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 在第3节的“科学世界”栏目中利用我国古人用滚动代替滑动移动巨石、巨木的情境和我国自主研制的超大型盾构机主轴承的科技成果，融入与科学本质和科学•技术•社会•环境等相关的内容，培养学生的科学态度和社会责任感。 编写意图 具体来说，编写本章内容时有以下意图。 在学习二力合成时，通过两个人搬运货物的情境引出探究问题等。这些都是通过真实情境引发学生深入思考，为形成猜想、建立概念提供铺垫，发挥情境的育人功能。 教材分析与教学策略 三 第八章 运动和力 单元解读 教学目标 教学目标 1. 认识牛顿第一定律的内容和意义。了解惯性概念，会解释简单的惯性现象，并解决日常生产生活中有关惯性的利用与防范问题。从物理学视角认识运动与力的关系，初步形成运动和相 互作用观念。 2. 通过探究牛顿第一定律，学会利用实验和科学推理相结合的方法进行科学研究，具有初步的分析归纳能力和质疑创新意识。 3. 经历探究阻力对物体运动的影响的过程，具有使用科学证据的意识，能利用证据表达自己的观点，提高实验探究能力。 4. 通过了解伽利略等人对力与运动关系的研究，体会物理学与生活的密切联系，培养不迷信权威、敢于坚持真理、实事求是、尊重自然规律的科学态度。 第1节 牛顿第一定律 牛顿第一定律是牛顿力学的基础，它纠正了自亚里士多德以来近两千年的错误观念，改变了人们的自然观和世界观。此前学生已经学习了机械运动等力学的基本知识，但他们的生活经验可能与本节知识相矛盾，因此本节教学基于认知冲突开展探究。 本节主要内容：阻力对物体运动的影响、牛顿第一定律、惯性。 本节内容承上启下，既巩固了对力的作用效果的认识，也为后面学习二力平衡、压力、浮力、物体的浮沉条件、 杠杆的平衡条件等奠定基础。因此，牛顿第一定律是本章的重点。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 本节重点：是通过实验研究阻力对物体运动的影响。 本节难点：是经历牛顿第一定律的科学推理过程，理解惯性并运用惯性解释有关现象。 重点与难点内容均参照课程标准“通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律”的要求。 教学中应采用实验探究与科学推理相结合的方法，使学生通过对实验现象的观察、分析，以及科学的想象和推理，合理推测，总结规律，以此培养学生的观察分析和科学推理能力。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 1. 问题 教材通过学生熟悉的滑板车情境，选取运动物体在水平方向上只受阻力的实例引入，引导学生观察现象，思考问题：运动需要力来维持吗？教师可以基于教材，让学生实地展示，然后组织学生分组讨论，制造思维冲突。对于学生提出的不同观点，引导他们提供证据解释观点。教师还可以设置其他问题情境（如足球在草地上向前滚动过程中的相关现象）引导学生思考，进入新课的学习。 建议深入教学之前，带领学生复习运动、力、 力的作用效果等知识，为分析运动和力的关系 做好准备。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 2. 阻力对物体运动的影响 学生通过第七章的学习，已经知道了力的作用效果之一是可以改变物体的运动状态。但现实中的一些物理现象，使学生在头脑中形成了一些根深蒂固的错误观念，例如“有力才会运动” “物体不受力的作用就要停下来”……要让学习物理不久的初中学生判断“运动要靠力来维持”还是“运动不需要力来维持”两种对立的观点是极其困难的。这时就需要创设多种具体的真实情境，通过实验对比研究物体的运动过程，设置不断递进的问题链，引导学生深度思考，让学生意识到还需要收集更多的证据，才能判断运动是否需要力来维持。学生在观察、分析、思考、 归纳和总结的过程中，突破思维定势，逐渐形成正确的运动和相互作用的物理观念。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 现实中，无法寻找到“物体运动，但又不受力”的场景来支持伽利略的观点。其实八年级上册也有类似的情形，在课堂上无法得到“真空”，无法通过实验或事实来直接证明“真空不能传声”。当时虽然无法使玻璃罩实现真空状态，但是可以通过使玻璃罩中的空气越来越少，听到的声音越来越小，来推断真空不能传声。这里所用的就是实验与推理相结合的方法。 同样地，无法找到物体不受力的情况，但是可以使物体受力越来越小，并根据受力越来越小时物体的运动趋势来推理得到物体不受力时的运动情况。这实际是根据前面的探究经验，通过方法迁移，顺利地找到了探究方法。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 3. 牛顿第一定律 在研究了阻力对物体运动的影响后，学生已初步具备了基于实验事实进行合理外推的能力。 教师可以引导学生进一步梳理运动和力的关系，向学生提出“如果小车运动时不受阻力，小车会永远运动下去吗？ ”“如果小车静止时不受力，小车会一直静止下去吗？ ”“力对运动到底有没有影响？影响了什么？”等问题，引导学生通过讨论用自己的语言归纳运动和力的关系，并和牛顿第一定律的表述进行对比。在此过程中，可以适时地对学生进行物理学史教育，展示并梳理几位科学家科学推理的思维过程。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 在牛顿第一定律的教学过程中，最重要的是让学生经历建立牛顿第一定律的过程。需要明确的是，虽然牛顿第一定律不是由实验直接得出的，但其中符合逻辑的科学推理是非常重要的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 教师在备课时，应重点从以下三点理解牛顿第一定律： （1）不受力时，物体保持原来的运动状态，说明力不是维持物体运动的原因。 （2）一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这句话明确了惯性的概念，衔接下一环节教学。 （3）受力时，物体的运动状态发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 4. 惯性 课程标准要求能用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。教学中，要结合具体实例让学生理解：牛顿第一定律说明了一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。这句话 明确了惯性的概念，因此，牛顿第一定律又被称为惯性定律。 生活中的大量事实都表明，一切物体无论是否受力、处于运动还是静止状态，都具有惯性。惯性是一切物体的固有属性。 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 在本节教学过程中，教师还应当积极引领学生探索“科学世界”栏目的内容，特别聚焦于惯性这一核心概念，并以此为契机，对学生进行安全教育。教师应明确指出，惯性既可以被人们利用，同时也是许多交通事故背后的隐形推手；强调在行车过程中保持足够的安全距离、坚持驾驶员与乘客均系好安全带以及严格遵守不超速的驾驶规范，是有效预防惯性危害、保障行车安全的重要措施。 教学中可以进一步组织学生思考与讨论： 生产生活中哪些实例是利用惯性的？哪些 实例是防止惯性带来危害的？ 教材分析与教学策略 第1节 牛顿第一定律 教学目标 第2节 二力平衡 教学目标 1. 通过观察和分析生活实例，形成关于平衡状态和二力平衡的初步认识，会判断物体受到的力是否为平衡力。能运用二力平衡的知识，对生活中的平衡现象进行分析和解释。 2. 通过分析有关二力平衡的实验现象，培养学生的科学论证能力。 3. 能设计实验方案、观察实验现象，记录数据，通过交流，总结二力平衡的条件。 4. 经历应用二力平衡的条件解决实际问题的过程，体会物理学是基于人类有意识地探究形成的，培养实事求是及合作探究的科学精神。 教材分析与教学策略 本节是在学习牛顿第一定律的基础上，通过对保持静止状态和匀速直线运动状态的物体进行受力分析展开的。在探究二力平衡条件的同时初步学习受力分析的方法，为后面学习滑动摩擦力、浮力，以及同一直线上二力的合成奠定基础，为解决初中力学问题提供重要的支撑。 本节主要内容：二力平衡的条件和二力平衡条件的应用两部分。 以跳伞运动为例，引导学生在真实情境中，分析物体保持静止或匀速直线运动状态的受力情况。经历二力平衡条件的实验探究过程，通过观察、思考和分析，归纳总结二力平衡的条件。采用问题驱动的方式，引导学生运用所学知识分析生活实例，加深对平衡力的理解，提升解决实际问题的能力。 第2节 二力平衡 教材分析与教学策略 本节重点：二力平衡的条件。 关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程，从力的三要素的角度理解平衡条件的本质。 本节难点：二力平衡条件的应用。 核心是受力分析的方法。突破难点的关键是通过对生活中实例的观察与分析，引导学生归纳、总结平衡力的特点，形成良好的受力分析的习惯。 第2节 二力平衡 1. 问题 教材以运动员跳伞的真实情境为背景，引导学生进行受力分析，并结合运动员和伞在某个阶段匀速下落的状态，提出猜想：运动员和伞所受的重力和阻力之间可能存在某种关系。 选择跳伞情境，旨在培养学生从具体情境中对变化的运动过程进行分段分析的能力，让学生聚焦匀速下落这一特定过程开展探究，为后续深入讨论物体的受力平衡和运动状态变化做好铺垫。 教材分析与教学策略 第2节 二力平衡 教材分析与教学策略 2. 平衡状态 学生依据生活经验和直觉能够认识到，静止的物体处于平衡状态，而对于做匀速直线运动的物体也处于平衡状态，学生理解起来比较困难。 教材列举了桌面上的花瓶、天花板上悬挂的吊灯、平直道路上匀速行驶的汽车，展示了静止状态和匀速直线运动状态。 教学中，教师可以引导学生从运动状态是否改变的角度深入理解平衡状态。学生基于已有知识，会认识到匀速直线运动状态也是运动状态不变的情况之一，从而完善对平衡状态的理解。 在此基础上，教师可进一步引导学生分析具体情境中物体的受力情况，并启发学生思考问题：它们为什么会保持静止或匀速直线运动状态？通过探究和讨论，学生最终形成对平衡状态的科学认识。 第2节 二力平衡 教材分析与教学策略 3. 二力平衡的条件 二力平衡是最简单的平衡。课程标准要求知道二力平衡条件。建议通过学生分组完成教材上的“探究二力平衡的条件”实验，让学生亲历探究过程。要求学生对实验现象进行分析、归纳、 概括，这个过程有一定的难度，教师要注意做好问题设计并适时进行引导。 第2节 二力平衡 教材分析与教学策略 在实验设计中，教师可以围绕以下核心问题引导学生进行思考和探索：如何精确施加两个力到物体上？如何判断物体是否达到平衡状态？如何准确测量这两个力的大小？如何确定力的方向？这两个力之间存在怎样的关系？通过这些问题，学生将逐步设计出可行的实验方案，并最终通过实验获得二力平衡的条件，加深对平衡状态的理解。 教师可以让学生用教材上的实验装置进行实验，观察小车在什么条件下保持运动状态不变，并将实验条件和现象记录在教材的表格中。 第2节 二力平衡 教材分析与教学策略 在实验操作的环节，教学中要注意以下几点： （1）说明实验的基本要求，如桌面要水平、细线要平行于桌面、桌面要光滑、所用的两个托盘要质量相同等。 （2）明确研究对象应为小车，学生是对作用在同一个物体上的力进行分析。 （3）理解小车在水平方向上所受拉力的大小与托盘中钩码质量的多少有关，即拉力的大小可以通过钩码质量的多少来改变。 （4）实验条件可包含拉力大小相等和不相等、拉力方向在同一直线上和不在同一直线等情形。 第2节 二力平衡 4. 二力平衡条件的应用 对于处于平衡状态的物体，已知一个力的大小和方向，根据二力平衡条件，就可以确定与之平衡的另一个力的大小和方向。我们就是用这种办法来确定一些未知的力，如教材上列举的用弹簧测力计测量物体的重力、匀速直线运动的列车受到的支持力，以及节首“问题”中跳伞运动员和伞受到的阻力。 这些实例的情境难度逐步增大：测量物体的重力中是一对二力平衡；匀速运动的列车有水平和竖直方向两对二力平衡；跳伞运动不仅是动态的运动过程，而且应该将人和伞看作一个整体进行受力分析，这些对于初学者来说都有一定难度。教师可以采用边画力的示意图边讲解的方式来引导。 教材分析与教学策略 第2节 二力平衡 教学目标 第3节 摩擦力 教学目标 1. 通过亲身体验感知摩擦力的存在及产生，认识摩擦力的作用效果。能正确说出增大和减小摩擦的方法，能解释生产生活中的有关现象，解决简单的实际问题。 2. 会根据二力平衡的条件建立匀速直线运动的模型测量滑动摩擦力的大小，发展科学推理和科学论证的能力。 3. 经历探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验过程，得出滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面粗糙程度有关的结论，并能根据实验中出现的问题进行创造性地改进或优化，培养科学探究能力。 4. 通过列举生活中的有用摩擦和有害摩擦，初步认识增大有用摩擦和减小有害摩擦的相关技术对人类生活和社会发展的影响，培养应用所学知识为社会服务的意识。 教材分析与教学策略 本节是在弹力、重力之后，研究的第三种常见的力——摩擦力。教材的设计思路与前面对弹力、重力的设计相同，让学生再次经历感知、描述、测量、分析等认识力的过程。一方面，弹力、重力等知识的学习可以对摩擦力的学习起到正向迁移的作用；另一方面，本节的知识内容又为力的概念的形成起到巩固和深化的作用。 本节内容：摩擦力和摩擦的利用与防止两部分。 本节重点：摩擦力的概念和滑动摩擦力大小的影响因素。 本节难点：摩擦力的作用效果、探究实验中控制变量的方法。 “探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”是课程标准中规定的探究类学生必做实验。教材为保证学生能对实验原理有正确认识，特意将本节放在二力平衡内容之后进行。 第3节 摩擦力 教材分析与教学策略 教材以探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关为主线，安排了科学猜想、设计实验、收集证据、分析论证、评估与交流的探究过程。由于学生对探究活动已经有了一定的认识和经验积累， 教学中可以让学生更为全面地体会科学探究的各个环节，加深对科学探究方法的认识，尤其是对本节“方法点拨”旁批中介绍的控制变量方法的认识。 摩擦力在生产和生活中都有着重要意义，针对如何增大有用摩擦、减小有害摩擦的探讨，有助于学生从物理学的视角更为科学全面地认识摩擦问题中的辩证关系。需要指出的是，理解静摩擦和滚动摩擦对初中生来说难度较大，所以为了降低教学难度，教材没有提出静摩擦的问题，并把滚动摩擦放到“科学世界”中学习。在列举的增大或减小摩擦的实例中，往往会有静摩擦现象夹杂其中，最好避免解释这些现象。 第3节 摩擦力 教材分析与教学策略 1. 问题 教材以手掌压在桌面上滑动为问题情境，引导学生感知摩擦力的存在。教学中可以让学生体 验用大小不同的力将手按在桌面上滑动、在书面上滑动、在衣服上滑动等。通过这些具体的活动结合生活中的其他实例，引导学生对滑动摩擦力的大小与哪些因素有关作出猜想，为后面描述摩擦力做好铺垫。 第3节 摩擦力 2. 摩擦力 在学生体验和观察的基础上，教师可引导学生交流总结，共同得出滑动摩擦力的概念。 在前面的例子中，学生容易理解手和桌面、毛刷和木板之间是粗糙的，但是对肉眼看起来很光滑的接触面也有滑动摩擦力会难以理解。这里可以用教材上在显微镜下观察接触面是凹凸不平的进行解释，让学生知道接触面光滑是一种理想化模型， 实际生活中接触面都是粗糙的。 教材分析与教学策略 第3节 摩擦力 3. 测量水平运动物体所受的滑动摩擦力 教学中，建议教师首先引导学生做好对木块的受力分析。当木块在木板上做匀速直线运动时，木块水平方向上受到弹簧测力计的拉力和木板对它的滑动摩擦力。根据二力平衡的条件可知，这两个力大小相等、方向相反，作用在同一直线上。 教材分析与教学策略 第3节 摩擦力 4. 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 教材以探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关为主线，安排了科学猜想、设计实验、收集证据、分析论证、评估与交流的探究过程。 在科学猜想环节，教材回顾本节问题导入环节中手掌的压力、接触面的粗糙程度不同时手掌所受阻力的大小不同，引发学生对滑动摩擦力大小的影响因素作出猜想。教师也可以创设生活中的真实情境，如箱子里面放的物品越多越难拉动……让学生讨论交流，合理猜想。 教材分析与教学策略 第3节 摩擦力 在设计实验环节，尽管学生可能猜想的影响因素很多，但教材聚焦讨论滑动摩擦力大小与接触面的压力、接触面的粗糙程度的关系。教师要引导学生运用控制变量的方法进行实验设计，然后请学生根据自己的方案选取器材进行探究。学生可能猜想滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关，也可以根据实际情况进行补充探究。 学生还可能猜想滑动摩擦力大小与接触面的材料有关，这一点教材在得出实验结论后，作了补充说明“另外，滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关”，还在“练习与应用”第3题有所体现，教师也可以结合教学实际进行补充探究。但要注意的是，在探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时，需要控制两个接触面的材料相同，可以用一面比较光滑、另一面比较粗糙的同一长木板来进行实验。 教材分析与教学策略 第3节 摩擦力 在收集证据环节，应保持长木板水平，让弹簧测力计与长木板平行。实验中尽可能保持木块做匀速直线运动，使测力计指针不要抖动。该探究实验要求学生自己会设计表格，记录测量数据。教学中应教给学生设计实验表格的一般方法，表给出一个参考案例。 注：*表示可以根据实际教学情况进行拓展探究。 教材分析与教学策略 第3节 摩擦力 在分析论证、评估交流环节，应引导学生正确理解图表，客观全面地获取相关信息，提取关键内容，建立关键信息之间的逻辑关系，并进行物理语言转化，得出结论，培养信息获取与加工 能力。 实验中，学生可能遇到的困难是难以保证木块做匀速直线运动，教师可以引导学生对实验方案进行改进。 教材分析与教学策略 第3节 摩擦力 5. 摩擦的利用与防止 教材“想想议议”栏目中介绍了增大摩擦和减小摩擦的方法，教师可以组织学生讨论本栏目中的各个实例，同时引导学生列举更多生活实例，并归纳增大和减小摩擦的方法。还可以让学生自主学习“科学世界” 了解用滚动代替滑动、使两个互相接触的表面分离等减小摩擦的具体实例，再次体会物理知识的应用价值。为使学生对减小摩擦有切身体验，建议补充一个用滚动代替滑动减小摩擦的小实验，还可以利用多媒体辅助设备为学生展示一些相关的视频。 教材分析与教学策略 第3节 摩擦力 教学目标 第4节 同一直线上二力的合成 教学目标 1. 知道合力的概念。了解同一直线上两个力合力的大小和方向，并能解决自然与生活中的简单问题，初步形成运动和相互作用观。 2. 能初步运用等效替代的思想分析物体在同一直线上受两个力作用的具体问题。 3. 能设计研究同一直线上二力合成的实验方案、收集证据、分析数据、得到初步结论，能交流总结同一直线上二力合成的规则。 4. 在研究同一直线上二力合成规则的过程中，培养严谨求实、团结协作的科学精神，增强主动与他人合作交流的愿望。 教材分析与教学策略 本节是在学习了二力平衡之后，进一步研究同一直线上二力合成的规则。二力平衡和本节同一直线上二力的合成这两部分内容，共同构成了初中阶段研究物体受力问题的基础。 学习本节后，二力平衡的条件、浮力的测量、物体的浮沉条件等，都可以根据同一直线上二力的合成进行演绎推理得出，能够弥补初中物理教学在培养学生推理能力上的短板；同一直线上三力平衡以及多力平衡的问题，也可以由此得到解答。 第4节 同一直线上二力的合成 教材分析与教学策略 另外教学中应参照课程标准学业质量标准对综合问题的复杂程度的明确限定，即综合运用物理概念和规律所解决的问题，应该是熟悉情境下的简单物理问题，教学中应根据教材的内容编排，合理控制教学的难度。 本节内容：力的合成和同一直线上二力的合成两部分。 本节重点：合力的概念以及同一直线上二力的合成的规则。 本节难点：建立合力的概念时对等效替代思想的渗透以及力的合成规则的应用。 第4节 同一直线上二力的合成 教材分析与教学策略 1. 问题 学生在前面章节的学习中，已经积累了大量受多个力作用的物体的生活实例，但都聚焦于研究某个力的特征。本节“问题”栏目引导学生对受多个力作用的问题进行系统性思考——怎样分析这样的力学问题？教材让学生从已知的事实出发进行初步思考，紧接着提出一种假设：能否用一个力替代几个力同时作用的效果？让学生以质疑为起点，为后面获取证据、进行分析推理以得出有说服力的结论做好铺垫，培养学生的批判性思维能力。 第4节 同一直线上二力的合成 2. 合力与力的合成 合力的概念很抽象，它并不是作用在物体上的某个具体的力，而是和作用在物体上的各个力共同作用效果相同的“效果力”。这种等效的关系是学生理解合力的一个难点。效果相同指什么呢？通过前面的学习学生知道，力的作用效果可以改变物体的形状和运动状态。 教材分析与教学策略 第4节 同一直线上二力的合成 教学中可以通过提水、马拉车等多个实例强调：如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，我们就可以用这个力替代那几个力。在此基础上，让学生体会等效的思想，引出合力的概念。 在理解合力的概念后，教师可以和学生对“想想议议”的问题展开讨论，让学生体会可用等效替代的方法计算合力、确定方向，继而引导学生设计研究同一直线上二力合成的实验思路，由此渗透从简单到复杂的研究思想。 教材分析与教学策略 第4节 同一直线上二力的合成 3. 同一直线上二力的合成 教材从简单的情况入手，通过演示实验研究同一直线上二力的合成，加深学生对等效思想的理解。 实验总体分为两步：第一步，研究同一直线上同方向二力的合成；第二步，研究同一直线上反方向二力的合成。 教材中实验步骤描述得非常详细，因此，可以先让学生认真阅读教材，思考每一步操作的原因和目的，明确每一步操作的要点；也可以由教师提出思考问题，引导学生理解。教材没有给出记录实验现象的表格，可以让学生独立设计。学生可能会忽视力的方向问题，教师要提醒学生注意，对于力的作用效果来说，大小和方向都是重要的。 教材分析与教学策略 第4节 同一直线上二力的合成 在完成了同一直线上二力合成规则的研究后，教材设计了与生产生活实际结合的具体问题， 培养学生综合运用二力合成规则、受力分析方法和牛顿第一定律分析问题的能力，引导学生从解题向解决问题转变。 教材分析了列车在合力等于0和不为0时的运动情况。 教材分析与教学策略 第4节 同一直线上二力的合成 例题以某同学练习排球垫球为背景，分析排球上升和下落过程的某时刻所受力的合力的大小和方向。教学中，教师可以根据教学实际，引导学生进一步分析：上升过程中，合力方向与排球运动方向相反，排球逐渐慢下来；下落过程中，合力方向与排球运动方向相同，排球运动逐渐变快。 4. 知识梳理 物体的受力情况 逐渐变快 保持静止或匀速直线运动状态 合力为0 合力与运动方向相反 物体运动状态发生改变 不受力 的作用 受到力 的作用 合力不为0 逐渐变慢 合力与运动方向相同 受力 不平衡 牛顿第一定律 二力平衡 教材分析与教学策略 第4节 同一直线上二力的合成 教师可以结合前面所学的力、弹力、重力、摩擦力、合力等概念，以及牛顿第一定律、二力平衡和同一直线上二力的合成等知识，以思维导图的形式进行系统梳理，可参考下图。 $$