7.5 运动和力（教学设计）物理新教材沪粤版八年级下册

7．5 运动和力 ◁设 计 意 图 ▷ 本节课的设计意图是通过实验探究和生活实例，帮助学生理解二力平衡的条件及其对物体运动状态的影响。通过观察和讨论，引导学生认识物体在平衡力和非平衡力作用下的不同运动状态，培养学生的科学探究能力和对物理现象的分析能力。同时，通过实际应用的讨论，激发学生对科学的好奇心和求知欲，使学生乐于深入探究运动和力的关系。 ◁教 材 分 析 ▷ 本节课的教材内容主要包括二力平衡的概念、二力平衡的条件以及物体在非平衡力作用下的运动状态变化。教材通过实验和生活实例，帮助学生理解二力平衡的条件，即作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反，并且在同一直线上。同时，通过实验和观察，让学生感性认识物体受非平衡力作用时运动状态的变化，如速度的改变和运动方向的改变。教材内容设计合理，通过实验探究和理论分析相结合的方式，使学生能够系统地掌握运动和力的关系。 ◁学 情 分 析 ▷ 学生在学习本节课之前，已经对力的基本概念和物体的运动状态有了一定的了解，但对二力平衡的条件及其对物体运动状态的影响还比较陌生。学生在生活中经常接触到物体的运动，但对力与运动之间的关系缺乏系统的认识。因此，在教学过程中，需要通过实验探究和生活实例，引导学生逐步理解二力平衡的条件，认识物体在平衡力和非平衡力作用下的不同运动状态，培养学生的科学探究能力和物理思维能力。 ◁教 学 目 标 ▷ 【知识目标】 1．知道二力平衡的条件。 2．知道二力平衡时物体的运动状态。 3．了解物体在非平衡力作用下的运动状态是变化的。 【能力目标】 1．通过实验探究，学生自己得出二力平衡的条件。 2．通过实验、观察、讨论等学习活动，感性认识物体受非平衡力作用时运动状态的变化。 【素养目标】 乐于深入探究运动和力的关系，有对科学的好奇心和求知欲。 ◁教 学 重 难 点 ▷ 【教学重点】 二力平衡的条件、物体受平衡力时的运动状态。 【教学难点】 物体受非平衡力作用时运动状态的变化。 ◁教 学 方 式 ▷ 本节课采用讲授法、实验探究法、讨论法等多种教学方法相结合的方式。通过讲授法，向学生讲解二力平衡的概念和条件，帮助学生系统掌握；通过实验探究法，让学生通过实验操作，亲身体验二力平衡的条件和物体在非平衡力作用下的运动状态变化，加深对知识的理解；通过讨论法，引导学生讨论生活中的实例，培养学生的思维能力和应用能力。 ◁教 学 过 程 ▷ 一、新课导入 空中匀速下降的跳伞运动员受到竖直向下的重力作用，为什么还能做匀速直线运动？运动员在竖直方向上只受到重力的作用吗？ 二、教学步骤 探究点1　什么是二力平衡 [阅读课本]P63“二力平衡” [思考]观察图7-5-1（a），小鸟受到几个力的作用？小鸟的运动状态是怎样的？ [提示]小鸟受到支持力和重力的作用，小鸟保持静止状态。 [思考]观察图7-5-1（b），处于上方的杂技演员受几个力的作用？其运动状态如何？ [提示]上方的杂技演员受到支持力和重力的作用，其保持静止状态。 [思考]观察图7-5-1（c），运动员和降落伞受到几个力的作用？其运动状态如何？ [提示]运动员和降落伞受到重力和空气阻力的作用，运动员和降落伞做匀速直线运动。 [思考]物体不受力作用时，它的运动状态保持不变，物体受到了力，运动状态为什么还能保持不变呢？ [提示]由于物体所受两个力的作用效果相互抵消，所以保持静止状态或做匀速直线运动。 [归纳提升]若一个物体在两个力的作用下，保持静止状态或做匀速直线运动，我们就说这两个力互相平衡，或者说物体处于二力平衡状态。 探究点2　二力平衡的条件 [阅读课本]P63~65“二力平衡的条件” [思考]观察图7-5-2，分析桌面上的小车的受力情况。 [提示]竖直方向上受重力和支持力；水平方向上受两根绳的拉力。 [思考]实验要探究的是哪两个力的关系？ [提示]小车在水平方向上运动，探究的是小车在水平方向上的受力情况。 [思考]装有支架的桌面上固定的两个定滑轮有什么作用？ [提示]定滑轮可以改变拉力的方向。 [思考]在两端的小盘里加砝码有什么作用？ [提示]改变砝码的质量可以改变砝码的重力，从而改变对小车拉力的大小。 [思考]在两端小盘里添加质量不相同的砝码，小车还能静止吗？这说明了什么？ [提示]当两端小盘里的砝码质量相等时，小车才能保持静止，说明二力平衡的条件之一是力的大小相等。 [思考]将小车在桌面上扭转一个角度释放，小车会怎样运动呢？ [提示]扭转一个角度后，两个拉力的方向不在同一直线上。松手后，小车立即转动回原位置，说明二力平衡的条件之一是作用在同一直线上。 [思考]如果在桌面上放两个小车，将系住左、右两盘的线分别拉住其中的一辆小车，则小车还能保持静止吗？这说明了什么？ [提示]小车不能保持静止，一辆向左运动，一辆向右运动，说明二力平衡的条件之一是作用在同一物体上。 [归纳提升]二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反，并且在同一直线上。 [思考]实验时，为什么选择小车而不用木块？小车的质量大小对实验结果有影响吗？ [提示]不用木块是因为压力相同时，滚动摩擦远小于滑动摩擦；小车和桌面间有摩擦力，对实验结果有影响；为了减小摩擦力，需选择质量小的小车。 [思考]如图所示的设计也可以用于“探究二力平衡的条件”，相比之下这个实验的最大优点是什么？ [提示]硬纸片不与任何物体接触，消除了摩擦力对实验结果的影响。 [思考]利用这套器材，如果要验证二力平衡时的两个力在同一直线上，该怎么操作？ [提示]将硬纸片扭转一个角度，观察纸片的运动情况。 [思考]如果要验证二力平衡时两个力作用在同一物体上该怎么操作？ [提示]用剪刀将硬纸片从中间剪开，观察硬纸片的运动情况。 [思考]利用这套器材，探究二力平衡的条件，最大的不足是什么？实验是如何减小这一影响因素的？ [提示]硬纸片自身的重力对实验结果有影响，实验时一般选择质量小的纸片当作实验器材。 [思考]物体保持静止状态或做匀速直线运动时，一定不受力的作用吗？ [提示]当物体受到平衡力时，做匀速直线运动或处于静止状态。 [思考]在平直公路上匀速行驶的汽车，受到的牵引力和摩擦力有什么关系呢？ [提示]汽车受到力的作用且做匀速直线运动，那么一定受到了平衡力的作用，即汽车受到的牵引力和摩擦力的大小相等、方向相反，并且在同一直线上。 [思考]利用弹簧测力计测量物体的重力时，要在弹簧测力计保持静止时读数，这是为什么呢？ [提示]静止时，物体受到的重力和弹簧测力计对物体的拉力是一对平衡力，两者的大小相等，所以读出弹簧测力计的示数就可知道物体的重力。 [思考]在“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中，为什么要水平匀速拉动弹簧测力计？ [提示]木块在水平方向上做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力，两者的大小相等，所以该实验的原理利用了二力平衡的条件。 [思考]通过实例分析，二力平衡条件在现实生活中有哪些作用呢？ [提示]根据二力平衡的条件，已知物体的运动状态，可以分析确定物体所受力的大小、方向；已知物体的受力情况，可以判断出物体的运动状态。 探究点3　物体受非平衡力作用时的运动 [阅读课本]P65~66“物体受非平衡力作用时的运动” [思考]观察图7-5-5，小车在水平方向上的受力情况和运动情况是怎样的？ [提示]在水平方向上小车受到向右的拉力，由静止变为运动，并且其运动的速度越来越快。 [思考]观察图7-5-6（a），小球滚到水平面上，在摩擦力的作用下运动状态发生怎样的改变？ [提示]小球滚到水平面上时，在摩擦力的作用下，将越滚越慢。 [思考]观察图7-5-6（b），斜抛到空中的小球的受力情况和运动情况是怎样的？ [提示]斜抛到空中的小球由于受到重力的作用，运动方向发生改变。 [思考]归纳以上三种情况，可以得出什么结论？ [归纳提升]物体受非平衡力作用时，其运动状态是变化的。有的由静变动，有的由动变静，有的由慢变快，有的由快变慢，还有的改变运动方向做曲线运动。这说明力是改变物体运动状态的原因。 [思考]你能总结归纳出力和运动的关系吗？ [归纳提升]不受力时：保持静止状态或做匀速直线运动；受平衡力时：保持静止状态或做匀速直线运动；受非平衡力时：运动状态发生改变。 三、板书设计 7．5　运动和力 1．二力平衡 （1）物体的运动状态 （2）二力平衡状态 2．二力平衡的条件 （1）同体 （2）等值 （3）反向 （4）共线 （5）物体受平衡力时的运动情况 3．非平衡力和物体运动状态的变化 （1）非平衡力 （2）运动状态的变化 ◁作 业 设 计 ▷ 1．2021年7月，在东京奥运会女子49公斤级举重比赛中，郴州桂阳籍选手侯志慧以抓94公斤、挺举116公斤、总成绩210公斤获得冠军。如图所示是侯志慧举重的场景，下列说法中正确的是（　　）    A．杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力 B．人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力 C．人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力 D．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力 2．平衡车是一种代步工具，主要依靠自身重心的偏移控制平衡车向任何方向前进。平衡车水平匀速前进时，下列说法正确的是（　　）    A．人受到的重力和车对人的支持力是一对相互作用力 B．人和车受到的总重力和地面对他们的支持力是平衡力 C．遇到紧急情况时，平衡车因受到惯性作用不能立即停下来 D．平衡车轮胎上有大量底纹，是为了减小摩擦 3．体育与物理联系密切，下列相关说法中正确的是（　　） A．足球被踢出后仍能继续运动，是因为受到了惯性的作用 B．滑冰运动员用力推护栏能向后滑行，说明力的作用是相互的 C．乒乓球被扣杀后飞向对方，说明力可以维持物体的运动 D．举起杠铃静止在空中时，杠铃对运动员压力与杠铃的重力是一对平衡力 4．一个物体在两个力的作用下，处于 或 运动状态，这两个力就处于二力平衡状态。 5．平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持 或 状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 6．小明用20N的水平推力，使小车在水平路面上匀速前进。此时小车所受的合力是多大?当水平推力增大到30N时，小车所受的合力是多大? 7．2022年2月5日，在北京冬奥会短道速滑混合接力赛中，中国队夺得本届冬奥会首金。如图所示，在交接棒时，运动员会用力把队友向前推，队友就会向前加速，此时，队友处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；后边的运动员会受到队友向后的作用力，这是因为物体间力的作用是 ；运动员冲过终点时，不能立即停下来，而是会继续向前运动一段距离，这是因为运动员具有 。 8．冬奥会冰壶比赛中，如图所示，在AB过程中，投手用水平方向的力推冰壶，使冰壶在粗糙程度相同的冰面上做匀速直线运动，人对冰壶的推力 冰面对冰壶的摩擦力；撤去推力，在BC过程中所受摩擦力 ；在CD过程中，队友刷冰是通过 方式增加冰面内能，才使之熔化，从而 摩擦。 9．一辆小车，总质量为600kg，在水平路面上向右匀速运动的过程中，受到的阻力是车的重力的0．05倍。（g=10N/kg） (1)请计算出小车受到的阻力的大小； (2)小车匀速运动时，画出小车在水平方向上的受力示意图； (3)小车匀速运动时，请计算出小车的拉力的大小。 10．如图所示，无风时，站在树枝上的小蚂蚁托着果实恰好静止，此时果实对蚂蚁的压力和蚂蚁对果实的支持力是一对 ，果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力是一对 。（均选填“平衡力”或“相互作用力”） 参考答案 1．D 2．B 3．B 4． 静止 匀速直线 5．静止 匀速直线运动 6．0，10N 7．非平衡 相互的 惯性 8．等于 不变 做功 减小 9．(1)300N；(2)见解析；(3)300N 解：(1)物体的重力为 G=mg=600kg×10N/kg=6000N 由于受到的阻力是车重的0.05倍，故此时所受的阻力是 f=0．05G=0.05×6000N=300N (2)因为小车匀速直线运动，小车在水平方向上受到的阻力与拉力是一对平衡力，所以二力大小相同，水平方向的受力如图。 (3)由(1)知，在水平路面上运动的过程中，受到的阻力是300 N，根据运动的物体受平衡力时做匀速直线运动可知，要使小车恰能做匀速直线运动，小车受到的拉力 F=f=300 N 10．相互作用力 平衡力 ◁教 学 反 思 ▷ 一、亮点 1．实验探究充分：通过实验探究二力平衡的条件，让学生亲身体验和观察物体在平衡力作用下的运动状态，加深了对二力平衡条件的理解。实验设计合理，操作简便，学生参与度高，有效提高了学生的学习兴趣和动手能力。 2．生活实例丰富：通过跳伞运动员、小鸟、杂技演员等生活实例，使学生能够将物理知识与实际生活联系起来，增强了学习的实用性和趣味性。这些实例贴近学生的生活，容易引起学生的共鸣，有助于学生更好地理解和应用所学知识。 3．归纳总结清晰：在教学过程中，通过归纳总结，帮助学生梳理了二力平衡的条件和物体在非平衡力作用下的运动状态变化。同时，通过实例分析，引导学生理解二力平衡条件在现实生活中的应用，培养了学生的逻辑思维能力和应用能力。 二、不足 1．实验操作细节：在实验过程中，部分学生对实验步骤和注意事项不够重视，导致实验结果不够准确。例如，有些学生在使用小车进行实验时，没有正确调整砝码的质量，或者在扭转小车角度时没有准确观察小车的运动状态，影响了实验效果。 2．学生个体差异：在教学过程中，对学生的个体差异关注不够，部分学生在理解二力平衡的条件时存在困难，但未能及时得到有效的帮助和指导，导致学习效果不佳。特别是对于二力平衡条件的具体应用，部分学生容易混淆。 3．教学内容拓展：在教学过程中，对二力平衡条件的应用拓展不够，学生对这些知识在实际生活中的应用理解不够深入，缺乏对相关知识的进一步探究和思考。例如，对于物体在非平衡力作用下的运动状态变化，学生在实际应用中可能会遇到一些复杂的情况，但未能通过教学得到充分的指导。 三、改进措施 1．加强实验指导：在实验前，详细讲解实验步骤和注意事项，确保学生理解实验原理和操作方法。在实验过程中，加强巡视和指导，及时纠正学生的错误操作，确保实验结果的准确性。同时，可以增加一些实验练习，让学生在多次操作中熟练掌握实验技能。 2．关注学生个体差异：在教学过程中，加强对学生的观察和了解，及时发现学生在学习过程中遇到的困难和问题。对于理解较慢的学生，给予更多的关注和帮助，通过个别辅导、小组讨论等方式，帮助他们更好地理解和掌握二力平衡的条件。特别是对于二力平衡条件的具体应用，可以通过更多的实例和练习，帮助学生加深理解。 3．拓展教学内容：在教学过程中，增加对二力平衡条件应用的拓展和延伸，引导学生思考这些知识在实际生活中的应用。例如，可以让学生讨论和分析一些与二力平衡相关的实际问题，如建筑物的受力分析、机械装置的力传递等，让学生在实践中加深对这些知识的理解和应用。同时，可以引导学生进行一些拓展性的实验和探究活动，培养学生的创新思维和实践能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$