内容正文:
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第三节
二力平衡
素美目标
物理观念
1.认识平衡力和平衡状态的概念。
2.知道二力平衡的条件。
3.能从物理学视角观察生活中的二力平衡,并解释相关现象,解决生活中的有关问题。
科学思维
1.根据实验现象,对问趣进行研究和分析,推理得出平衡力的特点。
2.能通过学习平衡力与平衡状态的关系,论证物体的运动状态。
3.通过类比平衡力与相互作用力,能分辨具体情境中力的关系。
科学探究
1.能通过观察生活中的现象,提出可能与二力平衡相关的条件。
2.能依据控制变量法,制订探究方案。
3.能根据探究结果,分析总结二力平衡的条件,与同学交流并反思自己的方案中存在
的问题。
科学态度与责任
1.明白物理学习是在循序渐进中螺旋上升的,能体会对知识的掌握是不断深入的。培
养持之以恒的精神品质。
2.在用二力平衡知识分析解决实际问题的过程中,体会物理与生活的密切联系,培养
将所学知识用于生活实际的意识。
3.能欣赏力与平衡之美。
教学重难点
教学重点:二力平衡的物理意义。
教学难点:探究二力平衡的条件及二力平衡的应用。
教学用具
纸板、两个定滑轮、两个大托盘、多个砝码、细绳、多媒体课件。
教学过程
情境导入
播放视频:匀速上升的潜水艇、缓缓降落的降落伞、放在课桌上的书本、吊在天花板下
的电灯等(如图劉。
甲
思考:这些物体分别做什么运动?它们分别受到哪些力的作用?
新课教学
探究点一平衡状态
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。在生活中物体始终受到
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外力作用,为何还可以保持平衡状态呢?
讨论:(1)让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力,为什么书包受两个
力作用会保持静止?(2)在平直马路上匀速行驶的汽车,受到牵引力和阻力,为什么在水平
方向上汽车受两个力作用会保特匀速直线运动状态?
小组讨论、交流、分析:如果将手松开,书包将落到地上,显然向上的拉力将重力的作
用效果抵消了,使书包不至于下落;同样的道理,也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了,
使汽车的速度不发生变化。
结论: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。物体受平
衡力作用时,改变物体运动状态的作用效果相互抵消,因而物体能保持静止或匀速直线运动
的平衡状态。
那么物体在两个力的作用下保持平衡状态的条件是什么呢?我们接下来就探讨一下。
探究点二二力平衡的条件
问趣:物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?
举例:放在光滑斜面上的书,受重力和斜面的支持力,但要沿斜面向下滑:电梯受重力
和向上的拉力,启动时,速度越来越快。
问题:如果作用在物体上的力只有两个,则这两个力应该满足什么样的条件可以使物体
处于平衡状态呢?
学生讨论说出自己的见解。
实验探究:
1.猜想与假设。
让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置等有关)
2.制订实验计划与设计实验。
学生根据桌上所准备的实验装置,如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码),自己设
计实验探究二力平衡时,两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系呢?
·日
G
甲
各实验小组交流设计的实验方案,并对自己设计的方案进行修改。
3.进行实验与收集证据。
实验方法:在两边托盘中放质量相等的砝码,使纸板受到大小相等、方向相反、作用在
同一条直线上的力。纸板处于平衡(静止)状态。
改变纸板的受力情况:
①改变其中一边托盘中砝码的质量,使纸板受到的力大小不相等。
②将其中一边托盘中砝码移到另一边,使纸板受到的力方向相同。
③转动纸板,使纸板受到的力不在同一条直线上。
④垂直于纸板受力方向移动纸板,使纸板受到的力不在同一条直线上且方向相同或不相
同。
将实验条件和现象记录在下面的表格中。
纸板所受二力情况
纸板运动情况
大小
方向
是否在一条直线上
(静止与否)
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4分析与论证。
引导学生分析,哪些情况下纸板不能保持静止,哪些情况下纸板能保持静止,从而得出
结论。
学生归纳总结,得出二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方
向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
5.评估。
可以向学生指出,纸板在水平方向还会受到摩擦阻力,但实验中控制这个阻力很小,与
拉力相比可以忽略。
教师总结二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反,并且作用
在同一条直线上。八字口诀:同体、等大、反向、共线。
探究点三二力平衡条件的应用
1.根据物体的运动状态判断受力情况。
打开多媒体课件,展示图片。
如图所示,静止在桌面上的杯子所受的重力是5N,则桌面对它的支持力大小是多少?
学生分析:杯子受重力和桌面对它的支持力,处于静止状态,所以杯子所受的重力和桌
面对它的支持力是平衡力。那么这两个力一定满足二力平衡的条件,即大小相等、方向相反,
且在一条直线上,所以桌面对杯子的支持力大小是5N。
教师总结:根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以判斯出作用在物体上的两
个力是平衡力,进而判断所求力的大小和方向。
2.根据受力情况判断物体的运动状态。
思考:如图所示,火车在平直的轨道上行驶,在水平方向上受牵引力和阻力。如果牵引
力大于阻力,火车将怎样运动?如果牵引力小于阻力,火车又将怎样运动?牵引力和阻力相
等时,火车又将怎样运动?
学生交流、讨论后,回答:牵引力大于阻力,火车将加速运动:牵引力小于阻力,火车
将减速运动;牵引力和阻力相等时,火车匀速直线运动。
数师总结:物体不受力时,应保持匀速直线运动或静止状态。物体受一个力,运动状态
发生改变,这是力产生的效果。物体受平衡力时,应保特静止或匀速直线运动状态。静止的
物体受平衡力时,仍然保持静止:运动的物体受平衡力时,仍然做匀速直线运动。
3.一对平衡力和一对相互作用力的区别。
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思考:一对平衡力和一对相互作用力有许多相似的地方,但也有不同的地方,试着把它
们加以区别。
学生交流后,回答:相同点是都满足大小相等、方向相反,作用在同一条直线上。不同
点是一对平衡力是作用在“同一”物体上的力,而一对相互作用力是分别作用在“不同”物
体上的力。两个力,只要不是作用在同一物体上,就不可能是平衡力;两个力中,发生作用
的物体只要出现第三个,就不可能是相互作用力。
板书设计
第三节二力平衡
一、平衡状态
静止状态匀速直线运动状态)一→平衡状态一→受平衡力
二、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,并且作用在同一条直线上。
三、二力平衡条件的应用
教学反思
本节内容由平衡状态、二力平衡的条件和二力平衡条件的应用三部分内容组成。教学的
重点是二力平衡的条件,关键是让学生经历探究二力平衡的条件的实验过程。二力平衡条件
的应用是本节教学的难点,突破它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、应用二力平衡的条件。
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