8.2力的平衡教学设计-2024-2025学年物理八年级下册教科版

《力的平衡》教学设计 一、教学背景分析 （一）教材分析 力的平衡是在学生学习了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而展开的。平衡力既是对牛顿第一定律研究 的需要与补充，又是后面学习测量滑动摩擦力、浮力等的基础。 （二） 学情分析 在本节学习之前，学生已学习了力的有关知识，包括力的作用效果、力的三 要素、牛顿第一定律等，对生活中常见物体的受力情况有了一定的了解，但缺乏 系统的分析和理解。学生的前概念，如“物体受力就会运动，没有力物体就静止” “静止是由于不受力”“力是维持物体运动状态的原因”等，对学生在进行受力 分析时仍有干扰。 二、教学设计思路 本节内容包括“合力”“力的平衡”“二力平衡的条件”三部分内容。 在教学过程中，通过生活中的实例，帮助学生理解合力和分力是等效替代的 关系。通过生活实例和牛顿第一定律，让学生归纳总结出处于静止状态或匀速直 线运动状态的物体也会受到力的作用，从而理解处于平衡状态的物体会受到平衡 力。根据研究问题都是由简单到复杂的规律，逐步引导学生探究二力平衡的条件。 由大量直观的生活实例到抽象的受力分析再到具体的二力平衡条件的科学 探究，遵循学生思维发展规律，摈除前概念对学生思维的影响，引导学生思维从 感性认识向理性认识升华。学生在主动参与过程中， 经历科学探究过程，通过交 流、讨论、发表自己的见解， 潜移默化中掌握了科学研究方法，养成科学的思维 习惯。 三、教学目标 【物理观念】了解合力、平衡状态、平衡力的概念。了解同一直线上二力合 成的规律，知道二力平衡的条件。能用二力平衡知识解释有关现象， 解决日常生 活中的简单问题。 【科学思维】通过“同一直线上二力的合成”实验，知道合力与分力的作用 效果，以及同一直线上合力与分力的计算。通过“二力平衡的条件”实验，能根 据物体所处的平衡状态找到平衡力，能利用二力平衡的条件对生活中的平衡状态 进行分析和解释，具有运用科学论证的意识。 【科学探究】在探究同一直线上二力合成的实验中，能正确测量力的大小， 能通过对数据的比较与分析，知道同一直线上二力合成的规律。能基于观察和实 验，提出对二力平衡条件的合理猜想，能制订初步的实验方案，得到二力平衡的 条件。 【科学态度与责任】通过贴近生活的力的平衡的实例， 体会杂技、体操等体 育运动中的平衡之美，为中国杂技悠久历史传承、高超的技艺感到自豪， 为中国 体操卓越的成绩和创新能力感到骄傲。建立生活与物理知识的联系， 形成乐于从 日常生活中探索自然现象的科学态度。 四、教学重难点 （一）教学重点 二力平衡的条件。 （二） 教学难点 二力平衡条件的应用。 五、教学过程 （一）新课引入 向学生展示体操馆内运动员处于平衡状态的图片，同时向学生提出问题：生 活中哪些物体处于平衡状态？引出本节课的主题——力的平衡。 （二） 新课教学 问题一：合力与分力的关系 在日常生活中，我们常见到以下情况： 一位大人能提起的一桶水却需要两位学生才能提起。提起桶的力分别有几个？ 这两种情况力的作用效果相同吗？ 设计意图：使学生感性地体会一个力和几个力作用效果相同，它们之间是可 以等效替代的。 作用效果相同的一个力和几个力，它们之间的关系是怎样的？ 设计意图：继续引导学生深入理解合力与分力的关系，它们是不能同时作用 在物体上的。 活动 1 ：同一直线上同一方向的二力的合成实验。 设计意图：总结出同一直线上沿同一方向的二力的合力等于这两个力的大小 之和。 活动 2 ：同一直线上沿相反方向的二力的合成实验。 设计意图：总结出同一直线上沿相反方向的二力的合力等于这两个力的大小 之差。 问题二：处于平衡状态的物体是否受到外力作用呢？ 先让学生回忆牛顿第一定律，回答物体在不受力时将保持什么状态，由此引 出平衡状态的概念。再提出问题：处于平衡状态的物体是不是都不受力？ 由学生列举几个静止和做匀速直线运动的物体的例子，引导学生分析这些物 体分别受到哪些力的作用。 活动 3 ：分析如图所示的三个物体的受力情况。 设计意图：通过对物体进行受力分析，使学生认识到物体在受到几个力作用 时也可以保持静止或匀速直线运动状态，学生便容易演绎推理得出保持静止状态 或做匀速直线运动的物体也会受到外力作用，只是此时作用在物体上的各个力作 用效果互相抵消，受到的是平衡力。 问题三：物体处于二力平衡状态时，二力的大小、方向应该有怎样的关系？ 物体在多个力的作用下可以处于平衡状态，二力平衡是最简单的平衡状态。 提出问题：二力平衡时，两个力要满足什么条件？ 师生共同进行猜想与假设。 实验设计：将小车放在水平放置的光滑的木板上，利用两端钩码的重力使小 车在水平方向上受两个力的作用。采用控制变量法，分别改变这两个力的大小（通 过改变钩码的数量）、方向、共线情况（通过转转小车实现），观察小车在什么条 件下会保持静止状态。 进行实验并收集数据。 实验记录： 序号 力的大小 力的方向 是否在同一直线上 小车是否平衡 1 相等 相反 是 是 2 不相等 相反 是 否 3 相等 相反 不是 否 4 相等 相同 是 否 分析与论证： （1）比较表中实验序号 1 与 2 可知，要使小车保持静止，必须使两端钩码 的数量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。 （2）比较表中实验序号 1 与 3 可知，当把小车转转一个角度，使二力不在 同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态 时，二力在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线 上。 （3）比较表中实验序号 1 与 4 可知，二力方向相反时小车静止，当二力方 向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反。 得出二力平衡的条件：同时作用在一个物体上的两个力，大小相等、方向相 反，并且在同一条直线上。 交流与评估： （1）本实验选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦力给实验带来的误 差。 （2）本实验设计的优点是可以不考虑小车受到的重力对实验的影响。 （3）实验中，木板必须水平，否则小车受到的重力会影响实验。 （4）如果两端钩码数量不相等但小车仍然处于静止状态，原因可能是摩擦 力的影响。 设计意图：经历探究二力平衡条件的实验探究过程，归纳、总结出二力平衡 的条件，培养学生的科学探究素养。在实验探究过程中， 通过让学生亲自动手实 践，锻炼学生的动手能力，加深对实验的理解，同时培养学生的总结归纳能力。 方案改进：用小卡片探究二力平衡的条件。 交流与评估： （1）该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。 （2）当两端所挂钩码数量相等时，小卡片静止；当两端所挂钩码数量不等 时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动。 （3）本方案选用小卡片可进一步减小摩擦对实验的影响，但小卡片所受的 重力也会对实验有影响。 设计意图：在进行交流评估后，教师引导学生对实验进行改进，在设计改进 方案的过程中，学生能够把理论知识应用到实际中，同时分析不同实验方案的优 缺点，锻炼学生思维的缜密性。 我们可以通过物体受平衡力来判断物体的平衡状态，也可以通过物体的平衡 状态来判断物体是否受到平衡力。例如，水平静置的箱子、杂技演员头顶上的碗， 都受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二力平衡。 设计意图：利用二力平衡的知识分析解决实际问题，落实“从生活走向物理， 从物理走向社会”的课程理念。 （三）课堂小结 本节课通过生活中的情境，知道合力的概念；结合牛顿第一定律的相关知识， 知道平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态；学会了根据物体所处的平 衡状态找到平衡力；经历“探究二力平衡的条件”的实验过程，理解了二力平衡 的条件，还能利用二力平衡的条件对生活中的平衡状态进行分析和解释。 学科网（北京）股份有限公司 $$