7.3 二力平衡 教学设计-2025-2026学年沪科版物理八年级下学期

《力的平衡》教学设计 基本信息 姓名 单位 学段 初中 展示课题 力的平衡 学科 物理 年级 八年级全一册 教科书 义务教育教科书 出版社 上海科学技术出版社 单元教学设计 单元名 称 力和运动 单元教 材分析 本章是在上一章学习了力的相关基础知识，认识了三种常见的力---弹力、 重力和摩擦力之后，讲述力与运动的关系，是力学的重点章节之一。它既是学 生建立对力与运动关系正确认识的关键，亦是本教材后续章节学习研究压力压 强、浮力及机械等内容的知识储备和铺垫，是进一步学习运动学和动力学的基 础。 本章共设教学内容三节。 第一节“科学探究:牛顿第一定律 ”。本节通过亚里士多德观点与伽利略理 想实验的矛盾冲突，使用科学探究的方法认识牛顿第一定律以及惯性的概念， 进而讨论利用惯性及防止惯性危害的方法; 第二节“力的合成 ”。本节使用合力来描述多个力的作用效果，在认识合 力与分力这两个相互关联的概念的基础上，探究同一直线上二力合成的规律， 自此开始为学生们引入“力与运动 ”的科学思想; 第三节“力的平衡 ”。本节着重阐明二力平衡以及二力平衡条件，把实际 情况下的合外力为零与理想状态中的物体不受外力联系起来，从而将全章统一 于“力与运动 ”的关系之中。 5 学科网（北京）股份有限公司 单元学 习 目标 1.物理观念 (1)理解牛顿第一定律的内容，知道力不是维持物体运动的原因，而是改变 物体运动状态的原因; (2)理解惯性为物体内在的固有特性，其大小直接关联于物体的质量。 (3)知道合力的概念，掌握同一条直线上二力的合成方法; (4)理解二力平衡的概念及其原理，即当一个物体受到两个大小相等、方向 相反且作用在同一直线上的力时，该物体将保持匀速直线运动状态或处于静止 状态; (5)能够应用二力平衡原理进行物体的受力分析，并由此深化对力作为引发 物体运动状态改变根本原因的理解。 2.科学探究 (1)通过实验探究和科学推理，理解牛顿第一定律; (2)通过实验探究，获知同一条直线上同方向和反方向上二力合成情况； (3)实验探究二力平衡的条件。 3.科学思维 (1)认识伽利略关于事物惯性问题的思维试验，感受科学研究中的科学论证 ; (2)在经历牛顿第一定律的实验探究和科学推理过程中， a.发展学生的分析、归纳论证的能力，能对收集的信息进行简单的比较， 能进行简单的因果推理; b.表述信息的能力，能初步描述实验数据或有关信息，书面或口头表述牛 顿第一定律: c.认识分析论证在科学探究中是必不可少的环节。 (3)掌握等效替代的科学思维方法，具有初步的分析概括能力; (4)能够运用己知的科学规律去解释二力平衡的条件; (5)能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象，通过对惯性利弊的 分析讨论，认识事物的两面性。 4.科学态度与责任 理解亚里士多德、伽利略、牛顿等伟大的科学家在“运动与力的关系 ”中 所进行的孜孜不倦的探索过程，体会伽利略“理想实验 ”所具有的科学吸引力 , 体会其艰难而又曲折的探索； (2)能够利用惯性来说明汽车紧急制动或转弯时，汽车内部可能出现的一些 情况，并就安全带、安全气囊及头部防护措施进行探讨，认识到了生活的可贵 , 懂得了遵循道路规则的重要性。 (3)在参与这一章的实验探索中，培养出实事求是，尊重自然规律的科学态 度，不盲目地相信任何一个权威，同时也要意识到沟通和协作的重要意义，要 有积极地和别人协作的意识。 物理核 心素养 本章内容设计力求贴近生活，联系生活，注重物理知识与生活的联系，突 出对生活中物体受非平衡力作用的运动状态及力的合成与分解情况的研究，加 深对牛顿第一定律的理解，正确认识力与运动的关系，即力不是维持运动的原 因，而是改变物体运动状态的原因。认识物体都有惯性，即一切物体都有保持 原有运动状态不变的性质。认识惯性与生活联系紧密，人们有时可以利用惯性 , 有时应注意防止惯性给人们带来危害。本节内容设计还注重体现实验的设计 过程和思想，突出对实验现象的观察和理解，体现探究方法，能利用生活中常 见物品设计相关探究实验，并掌握对生活中相关现象的分析说明。 课时教学设计 课题 力的平衡 1.教学内容分析 本节是沪科版物理八年级第七章第三节的内容，包括力的平衡和二力平衡的条件两部 分，在本节课的教学设计中，我安排了三个活动：初识平衡状态和平衡力、探究二力平衡 的条件、二力平衡的应用，通过创设情境，实验探究，力图以解决问题为目标，让学生的 创新思维能力在物理实验的设计和完善中得到升华。 2.学情分析 八年级的学生在之前已经掌握了力学的一些概念，而本节课的讲授更是在预习过程 中回顾牛顿第一定律出来，来鼓励学生通过小组合作的方式大胆发挥想象力，通过实验 培养学生的科学思维能力。 3. 目标确定 1．了解二力平衡及其条件。 2．理解物体在平衡力的作用下能够维持匀速直线运动或处于静止状态的基本物理原 理。3．增强的理解力成为引发物体运动状态变化的根本原因。 4.学习重点难点 【教学重点】 二力平衡的物理意义。 【教学难点】 二力平衡的探究及其应用。 5.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：导入新课 通过一个小游戏和几幅图片引导学生分析它们分别处于怎样的状态？它们分别受到那 些力的作用。所有物体要么保持静止状态，要么以恒定速度沿直线运动，此时它们均处于 平衡状态。由此引出二力的平衡的概念。 设计意图：从学生感兴趣的真实情景出发，激疑生趣，引发学生思考 环节二：讲授新课 教师活动 一、观现象、究本质→认识平衡与平衡力 教师提问，让他们对所举的若干事物 进行受力分析，从而对均衡物的受力有一 个完整的了解，并进一步说明，仅受到两 种力的影响而达到均衡状态的称为两种力 平衡，这一点不仅清楚了概念，也为课堂 教学指明了方向。 师生共同总结： 平衡状态：当一个物体受到两个力时 , 它能够以一种均匀的速度做着直线移动 学生活动 学生凭借已有的经验结合对周围物体 的观察，对教师给出的画面进行了解析， 如：桌上的水杯、以恒定速度移动的拖拉 机等等，从而得到该物品的均衡状况。这 只是一种表象，实质是？ 5 学科网（北京）股份有限公司 , 我们称它为一个平衡态。 平衡力：使物体处于平衡状态的两个 力（或多个力） 设计意图 在这一环节中，教师通过图文并茂的讲解帮助学生清晰的呈现了平衡力和平衡状态的概 念。 环节三：探究分析 教师活动 探究点一 二力平衡 提出问题：惯性定律告诉我们，如果没 有外力的作用，一个物质会一直处于静止或 作匀速直线移动。但是没有外力的东西是没 有的，那为何有的东西还是以恒定的速度前 进？ 探究： 请同学们把背包拿在手里，保持不变。 袋子受到地心引力和双手朝上的拉力，这两 种力量加在一起，背包为何不动？ (2)一辆轿车在平坦道路上以恒定速度前 进，同时受重力与拉力，为何横向车辆在两 种不同的力下仍能维持恒定的线性运动？ 结论：物体在施加外力作用下，若这些 力的矢量和为零，则实际表现为不受力的状 态。当作用于一个物体的各个力的效果彼此 完全抵消时，我们称这些力处于平衡状态。 这意味着它们共同作用的结果不导致物体运 动状态的改变。此时的状态，我们称其为平 衡状态。 探究点二 二力平衡条件 在两个外力的共同作用下最简单。 问题：如果两个外力同时施加在一个物 体上，那么这个物体会是静止还是会以匀速 学生活动 小组讨论、交流、分析：如果将手松开 , 书包将落到地上，显然向上的拉力将书包 下落的效果抵消了，使书包不至于下落；同 样道理，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。 学生讨论说出自己的见解。 学生归纳总结，得出结论：作用在同一 物体上的两个力，如果大小相等、方向相反 , 并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡 。 前进呢？ 举例：一本书籍放在一个平滑的斜坡上 , 受到地心引力的支撑，并有一个倾斜的表 面，在地心引力的作用下，升降机启动后， 加速前进。 问题：若仅有两个作用力施加在某一物 体上，而该二个作用力达到均衡，则这两个 作用力应符合何种条件？ 实验探究： 1．猜想与假设。 请同学们猜测两个作用力在何种情况下 会达到平衡。（受力的大小，方向，作用部 位等） 2.编制试验方案，进行试验方案的设计 。 通过在桌子上设置的试验设备（也有几 个重量相同或不同重量的砝码），让他们自 己设计一个试验来研究在两种不同重量的情 况下，两种力的大小、方向和作用点之间的 相互影响。 每个试验组就所提出的试验计划交换意 见，并加以修正。 3．进行实验与收集证据。 实验方法：将相同重量的砝码放在两侧 的托盘上，这样，各小块受到相同大小，方 向相反，作用在同一条线上的各小块上。木 头是一个均衡的（静止）。 改变木块的受力情况： ①通过调整一侧盘子中砝码的质量，可 以使得木块所受的力产生差异。 ②将一侧盘子中的砝码移至另一侧，以 确保木块所受力的方向保持一致。 ③将木块旋转，使得作用在其上的力分 量不再共线。 ④垂直于木块受力方向移动木块，，使 得小木板所受的作用力不在一条线上，也不 一定是一样的。 将实验条件和现象记录在下面的表格中 。 木块所受二力情况 木块运动情 况 (静止与否) 大小 方 向 是否在一 条直线上 4.分析与论证。 通过教师的讲解，让学生对小木板在什 么条件下不会动，什么时候可以不动，最后 归纳总结。 5．评估。 教师可以告诉同学，木板的横向仍有摩 擦力，但是在试验过程中，这种摩擦力是非 常微小的，相对于张力来说，是可以忽略的 。 老师归纳：二力平衡的前提是：两个力 在同一物上，大小相同，方向相反，作用于 一条线。八字口诀：同体、等值、反向、共 线。 探究点三 二力平衡条件的应用 1．按照物体的运动状况来判定其受力状 学生分析：由于重力和拉力，使灯泡保 持不动，因此，拉力与导线的张力构成了一 种平衡力。因此，这两个力必须符合两种作 用力的均衡，也就是，它们的量是相同的， 而且是反向的，因此，电灯承受的拉力是2牛 顿。 经过讨论，学生得出结论：拉力超过了 阻力，列车就会加快速度；当牵引比摩擦力 小时，列车就会慢下来；在拉力与拉力相同 的情况下，横向受力均衡，列车以均匀的速 度向前行进。 得出结论：“两个 ”的共同点就是都符 合“两个量相等、两个方向相反、两个作用 于一条线 ”的条件。其差别在于：一对均衡 力是对“ 同一 ”对象的一对力，一对互斥是 对“不同 ”对象的一对力。如果两个不对一 个对象起作用的力是不均衡的；在两种作用 力中，当另一种作用力产生时，这两种作用 力都不会是互作用力。 况。 思考：假设一根电线的拉力为2N，悬挂 在空气中的一盏灯，它将承受多大的拉力？ 教师总结：从一个物体处在静态或匀速 线性移动的情况来看，它受的两个力是否为 一个平衡的力，然后就能确定这个力的大小 和方向。 2．根据作用力的状况来判定所述对象的 所述移动状况。 思考：列车沿着一条笔直的铁轨前进， 受到横向拉力和阻力的作用。当拉力超过了 摩擦力时，列车将如何运行？当拉力比摩擦 力小时，列车如何移动？当拉力与拉力相同 时，列车将如何移动？ 教师总结：当没有外力作用的时候，物 体应该是以均匀的速度或者是静止的。当一 个物质受到一个作用力时，它的运动状态就 会变化，这就是它的作用。当一个物体受到 一个均衡的作用力时，它应该是一个静止的 或者是以恒定的速度做一个线性的移动。当 一个静止物体受到一个平衡的作用力时，它 是不动的；当一个移动的物体受到一个均衡 的作用力时，它还是作均匀的直线前进。 3．一对平衡力与一对相互作用力之间的 差异。 思考：一对平衡力与一对交互作用力之 间有很多相同之处，但也有其差异之处。 设计意图 实验方案的展示过程也是培养学生科学论证能力的过程，他们根据自己当前的知 识经验和思考，通过实验收集证据支撑自己的观点，在教师的引导下，对实验设计进 行推敲和完善，培养了他们严谨的科学态度。同时了解了它们的联系与区别，既有助 于学生深入认识平衡力，巩固对二力平衡条件的认识，也为后面理解重力、滑动摩擦 力的测量原理等奠定基础。 目的是让学生进一步体会二力平衡条件的应用，感受二力 平衡的价值。同时，也有助于拓宽学生的视野，提高他们运用知识的能力和分析演绎 能力。 板书设计 力的平衡 平衡状态 静止 合力为零 匀速直线运动 作业与拓展学习设计 1．请你简单地概括一下“运动和力的关系 ”。 2．吊车将4吨重的物品固定，其重力为 N，受到的拉力 是 N；物体以恒定速度向上运动，其拉力 于重力；物体以恒定 速度下落，其拉力 于重力；物体以均匀的速度横向运动，其拉 力 于重力。 3．苹果挂在枝头静止不动，下列每一对力中属于二力平衡的是（ ）。 A.树枝对苹果的拉力等于苹果对树枝的拉力 B.苹果受到的重力和它对树枝的拉力是作用与反作用力关系。 C.苹果受到的重力和树枝对苹果的拉力相互作用。 D.树枝受到的重力等于苹果对树枝的拉力 4．下列说法正确的是（ ）。 A.受力作用的物体，运动状态必改变。 B.当物体的运动状态发生变化时，依据牛顿运动定律，该物体必定受到了外力的作用。 C.物体若维持匀速直线运动或静止状态，意味着作用于其上的合外力为零。 D.平衡力作用下，物体必定静止 5．做一做：用一根弹簧测力计将一根带钩的钢筋悬挂起来，然后停下来，看测力计上 的数值。用便携式测功仪带动钩码平稳升降，看测功仪读数有没有改变？为何？将吊绳快 速抬起或放下，看测力计的读数有没有改变？为何？ 6．"不倒翁"顶端为极其轻薄的外层结构，下端填充有高密度材质，如铁块，其主要质 量聚集于底端，使得重心极为靠近地面，如下图(b)所示。 ⑴请在(c)图中画出水平面对“不倒翁 ”的支持力的示意图； ⑵试分析：为什么当“不倒翁 ”倾斜时，能自动站立起来？ 7．宇宙飞船在空间中沿着一个椭圆形或环形的轨迹围绕着地球旋转，比如我们的“神6 ”飞船以7.82公里/秒的速度环绕地球一周，耗时90分钟。太空船为何能以一种弯曲的方 式环绕地球吗？ 教学反思 本节内容教学的重点是二力平衡的条件，二力平衡的应用是这节课的重点，通过对实 际生活中的例子进行观察和分析，引导学生归纳、归纳和运用二力平衡的条件，从而达到 突破的目的。在整个课程中，我们都采用了自主学习的方法让他们有自己的思想，同时， 也让他们可以从别人的研究中吸取经验，在这节课中我们可以互相启发，将所学到的东西 都吸收进去，从而提高他们的科学思维水平。 学习评价 评价内容 评价标准 二力平衡 二力平衡的条件 二力平衡调节的应用 5 学科网（北京）股份有限公司 $$