8.2 二力平衡（教学设计）-2024-2025学年人教版物理八年级下册

本文围绕“二力平衡”展开，承接惯性定律背景，为后续力学知识奠基。通过生活实例、实验探究等环节，渗透物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等核心素养，让学生理解概念、掌握条件并应用知识。 本设计创新点在于以实验探究法为主，引导学生自主思考。特色教法凸显学生主体地位，强化学生实践与协作能力。对学生，提升科学探究与应用能力；对教师，提供清晰授课路径，助力突破教学难点。

二力平衡 教学设计 教学目标 （1）物理观念：通过生活实例和实验探究，学生能够理解二力平衡的概念，掌握二力平衡的条件，并能运用这一知识解释生活中的物理现象。 （2）科学思维：通过实验设计和数据分析，学生能够归纳总结二力平衡的条件，培养逻辑推理和科学探究的能力。 （3）科学探究：通过小组合作实验，学生能够经历完整的科学探究过程，包括提出问题、设计实验、收集数据、分析结论，增强实践能力和团队协作精神。 （4）科学态度与责任：通过将二力平衡知识应用于实际问题，学生能够体会物理与生活的密切联系，培养严谨的科学态度和解决实际问题的责任感。 教学重难点 （1）通过实验探究二力平衡的条件，理解 “同体、等值、反向、共线” 的核心概念，培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。 （2）运用二力平衡知识解决实际问题，如分析物体的运动状态或受力情况，体会物理与生活的密切联系，提升学生的科学实践素养。 教学难点 （1）理解并掌握二力平衡的概念和条件。 （2）能够运用二力平衡原理分析解决实际问题。 教学方法 讲授法、实验探究法 教学过程 一、情景引入 教师活动： 播放一段视频，展示匀速上浮的潜水艇、缓缓降落的宇宙飞船、静止在课桌上的书本以及悬挂在天花板下的电灯。 （视频结束后，教师提问） 教师：请同学们观察这些物体分别处于什么运动状态？它们分别受到哪些力的作用？ （学生思考并回答） 生：潜水艇做匀速上升运动，受到重力和浮力的作用；宇宙飞船做匀速下降运动，受到重力和空气阻力的作用；书本静止在课桌上，受到重力和支持力的作用；电灯静止在天花板下，受到重力和拉力的作用。 二、新课教学 探究点一：二力平衡的概念 教师活动： 教师提出问题：根据惯性定律，当物体不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动的状态。然而，在实际生活中，完全不受力的物体是不存在的。那么，为什么有些物体仍然能够保持静止或匀速直线运动状态呢？ （学生思考并回答） 生：因为这些物体受到的力相互抵消了，相当于没有受力。 教师活动： （1）让学生提着书包不动，书包受到重力和手对它向上的拉力，讨论为何书包会保持静止。 （2）让学生想象一辆汽车在平直马路上匀速行驶，受到牵引力和阻力，讨论为何汽车会保持匀速直线运动状态。 （学生讨论后回答） 生：如果松开手，书包会掉到地上，这是因为手对书包的拉力抵消了书包的重力，使书包不会下落；同样，汽车的牵引力与阻力相互抵消，使得汽车的速度不发生变化。 总结： 教师：一些物体虽然受到力的作用，但这些力的效果相互抵消，就相当于不受力。我们称这种情况为力的平衡状态，这时的物体处于平衡状态。 （板书：平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态。） 探究点二：二力平衡条件 教师活动： 教师提出问题：物体受到两个力作用时，是否一定能够保持静止或匀速直线运动状态呢？ 举例说明：放在光滑斜面上的书，受到重力和支持力，但会沿斜面下滑；电梯受到重力和向上的拉力，启动后，速度逐渐加快。 （学生讨论后回答） 生：不是所有受两个力作用的物体都能保持静止或匀速直线运动状态，只有满足一定的条件才能保持平衡状态。 教师活动： 教师继续追问：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢？ 学生猜想与假设： 学生提出猜想：可能与力的大小、方向、作用位置有关。 制定实验计划、设计实验： 教师活动： 让学生根据桌上准备的实验装置（卡片、棉线、铁架台、小车、两个定滑轮、两个大吊盘、砝码盒、细绳）自行设计实验，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。 （各实验小组交流设计的实验方案，并对自己的方案进行修改。） 分组实验： 教师活动： 实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使小车受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。小车处于平衡（静止）状态，然后改变小车的受力情况： ① 改变其中一边盘子里砝码的质量，使小车受到的力大小不等； ② 将其中一边盘子里的砝码全部移到另一边，使小车受到的力方向相同； ③ 转动小车，使小车受到的力不在同一直线上； ④ 垂直于小车受力方向移动木块，使小车受到的力不在同一直线上且方向相同或不相同。 （学生记录实验条件和现象。） 分析与论证： 教师活动： 引导学生分析，哪些情况下小车不能保持静止，哪些情况下小车能保持静止，从而得出结论。 （学生归纳总结） 生：通过实验我们发现，当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，小车可以保持静止状态。 教师活动： 教师总结：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。 （板书：二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上。八字口诀：同体、等值、反向、共线。） 评估： 教师活动： 教师指出，小车在水平方向还会受到摩擦阻力，但在实验中这个阻力很小，与拉力相比可以忽略不计。 探究点三：二力平衡的应用 教师活动： 根据物体的运动状态判断受力情况。 思考：吊在空中静止不动的电灯，若电线的拉力为 2N，则灯受到的重力是多少？ （学生分析） 生：电灯受到重力和电线的拉力，处于静止状态，所以重力和电线的拉力是一对平衡力。这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小相等、方向相反且在同一条直线上，因此灯受到的重力为 2N。 教师活动： 教师总结：根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以判断出作用在物体上的两个力是一对平衡力，进而判断所求力的大小和方向。 教师活动： 2. 根据受力情况判断物体的运动状态。 思考：火车在平直的轨道上行驶，在水平方向上受到牵引力和阻力。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？ （学生讨论后回答） 生：牵引力大于阻力，火车将加速；牵引力小于阻力，火车将减速；牵引力和阻力相等时，水平方向二力平衡，火车匀速直线前进。 教师活动： 教师总结：物体不受力时，应保持匀速直线运动或保持静止状态。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，应保持静止或保持匀速直线运动状态。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。 教师活动： 3. 一对平衡力和一对相互作用力的区别。 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。 （学生讨论后回答） 生：相同点是都满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上；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。 教师活动： 教师总结：一对平衡力和一对相互作用力的主要区别在于作用对象的不同。平衡力是作用在同一物体上的两个力，相互作用力是作用在不同物体上的两个力。 三、课堂小结 教师活动： 回顾本节课的内容，强调二力平衡的概念及其条件，以及二力平衡的应用。 （教师提问） 教师：通过这节课的学习，你们掌握了哪些关于二力平衡的知识？ （学生回答） 生：知道了二力平衡的概念，二力平衡的条件是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。还学会了如何根据物体的运动状态判断受力情况，以及根据受力情况判断物体的运动状态。 教师活动： 总结：本节课我们学习了二力平衡的概念和条件，通过实验探究了二力平衡的条件，并应用这些知识解决了一些实际问题。希望大家在今后的学习中能够灵活运用这些知识，更好地理解力学中的其他概念。 学科网（北京）股份有限公司 $$