7.5 二力平衡（教学设计）-2025-2026学年北师大版物理八年级下册

二力平衡 教学设计 教学目标 （1）物理观念：理解二力平衡的概念，知道物体在平衡力作用下的运动状态，能判断物体是否处于平衡状态及哪两个力是一对平衡力。 （2）科学思维：通过对物体进行受力分析和实验探究，培养学生的逻辑思维和分析问题的能力，引导学生思考力与运动的关系。 （3）科学探究：组织学生进行二力平衡条件的实验探究，让学生学会设计实验、收集数据、分析数据，培养学生的实验探究能力和科学精神。 （4）科学态度与责任：培养学生实事求是、尊重自然规律的态度，引导学生积极参与实验探究，培养学生善于与他人合作的精神。 教学重难点 （1）理解二力平衡的概念，包括物体在平衡状态下的受力情况及二力平衡的定义。 （2）掌握二力平衡的条件，即作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反且在同一直线上，并能运用该条件解决实际问题。 教学难点 （1）学生对于二力平衡条件中 “作用在同一物体上” 这一要点的理解和应用存在困难，容易混淆平衡力与相互作用力的区别，在实际问题中难以准确判断哪些力是一对平衡力。 （2）引导学生将二力平衡的知识应用到实际生活情境中，解决简单的实际问题时，学生往往缺乏分析问题和构建物理模型的能力，不能灵活运用二力平衡的条件。 教学方法 讲授法、实验法 教学过程 一、巩固复习（5 分钟） 教师精心设计一系列复习问题，引导学生逐步回顾上一节的重要内容。例如，“力的基本概念和特性”，教师提问：“上节课我们学习了力的哪些基本概念和特性呢？”（生：回忆并回答力可以改变物体的形状或运动状态等相关内容）。接着，教师挑选部分学生的课后作业进行针对性讲解，尤其针对难题，详细分析解题思路和方法。通过这种方式，帮助学生巩固所学知识，加深对知识点的理解和记忆，为后续新知识的学习打下坚实的基础。让学生在复习过程中，能够清晰地梳理出知识脉络，明确自己的掌握程度，同时也激发学生的学习兴趣和积极性。 二、新课引入（8 分钟） 师：（面带微笑，眼神亲切地看着同学们）“力这个重要的概念”，同学们，我们在第一节已经深入学习了力这个重要的概念，它告诉了我们很多关于物体运动和相互作用的奥秘呢。（生：纷纷点头，回忆起第一节所学内容）。那大家想一想，“实际生活中不受力的物体”，我们在实际生活中真的能找到不受力的物体吗？（生：陷入思考，开始小声讨论）。没错，实际生活中不受力的物体几乎是不存在的。那为什么还有很多物体能够保持静止状态或匀速直线运动状态呢？这其中到底隐藏着什么秘密呢？（学生开始更加专注地思考，脸上露出疑惑的表情）。 师：（继续引导）现在，让我们想象一下，“甲、乙两位同学在门里、门外（同一位置，用力方向相反）推门的情景”，如果要让门保持静止不动，需要满足什么条件呢？（生：开始思考并踊跃发言）。 （生：两人用力（大小）必须相等。） 师：非常好！就是因为当两人用力大小相等时，他们产生的作用效果相互抵消，就好像门不受力一样。这时我们就说两个力平衡了，门也处在平衡状态，也就是处于静止状态。其实，在现实生活中这样的例子有很多很多，接下来我们就一起来深入探究吧。（学生们眼中闪烁着好奇的光芒，期待着接下来的学习）。 三、进行新课（25 分钟） 平衡状态（8 分钟） 师：（拿起桌面上的一本书）“这本书处于静止状态，这就是一种平衡状态”，同学们，大家看这本书，它现在处于静止状态，这就是一种平衡状态。那它受到哪些力的作用呢？（生：开始观察并思考）。 （生：它受到重力，方向竖直向下，还有桌面对它的支持力，方向竖直向上。） 师：非常棒！这就表明重力与支持力是一对平衡力，它们的合力为零，所以书能够保持静止。（用手轻轻按压书，让学生感受力的作用）。再看挂在天花板上的电灯，它也处于静止状态，那它又受到哪些力呢？ （生：受到重力，方向竖直向下，还有天花板对它的拉力，方向竖直向上。） 师：没错，这同样说明重力与拉力是一对平衡力。（展示平直公路上匀速行驶的汽车的图片）大家再来看这张图片，“这辆汽车在平直公路上匀速行驶，它处于匀速直线运动状态，这也是一种平衡状态”，这辆汽车在平直公路上匀速行驶，它处于匀速直线运动状态，这也是一种平衡状态。那它在竖直方向和水平方向分别受到哪些力的作用呢？ （生：在竖直方向受到重力和支持力，水平方向受到牵引力和阻力。） 师：非常好！重力与支持力平衡，牵引力与阻力也平衡。由此可见，物体在平衡状态下，要么不受力，要么受平衡力。反过来，当物体不受力或受平衡力时，就总保持静止状态或匀速直线运动状态。（在黑板上板书：物体处于静止或匀速直线运动状态，我们就称物体处于平衡状态。处于平衡状态的物体所受的力叫作平衡力。如果物体只受两个力而处于平衡状态，这种情况叫作二力平衡。） “如图所示，悬挂在树枝上的苹果静止不动，苹果受到（重力）力和（拉力）力作用，它们（是）平衡力，苹果（是）处于平衡状态。” 解析：平衡状态就是指运动状态保持不变的状态，即要么处于静止状态，要么处于匀速直线运动状态。题中苹果处于静止不动，即处于平衡状态，那么苹果受到平衡力作用。因为苹果必定受到重力作用，而且重力的方向竖直向下，所以苹果还受到树枝对它竖直向上的拉力作用。 答案：重 拉 是 是 二力平衡的条件（12 分钟） （1）二力平衡的条件 师：（严肃而认真地看着同学们）“如果处于平衡状态下的物体只受两个力作用时，这两个力满足什么条件才能平衡呢？”，大家先大胆地猜想一下。（生：开始小声讨论并提出猜想）。 （生：可能与作用力的大小、方向、作用点位置等有关。） 师：非常好的猜想！那我们就以教材 P46 图 7.5 - 2 中设计的实验来探究一下吧。（开始组装实验器材，动作熟练而规范）。 进行实验： 实验设计：以长方形轻质硬纸板为研究对象。用 (钩码通过两根细线拉长方形硬纸板，观察不同情况下硬纸板的状态，从而总结出二力平衡的条件。可以通过改变钩码的类最来改变拉力的大小。 实验过程： 师：（展示实验 1）现在，硬纸板处于静止状态，大家观察一下，这两个力有什么特点呢？ （生：两个力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、在同一直线上。） 师：非常准确！那如果我们将纸板扭转一下呢？（轻轻扭转硬纸板）大家看，硬纸板会怎样？ （生：硬纸板转动。） 师：为什么硬纸板会转动呢？ （生：因为两个力不在同一直线上了。） 师：再看，如果在左边钩码下端再挂一个 50g 的钩码，硬纸板会怎样呢？ （生：硬纸板向左加速运动。） 师：为什么呢？ （生：因为两个力大小不相等了。） 师：在实验 1 基础上，将两根细线都系在硬纸板的左端，硬纸板又会怎样呢？ （生：硬纸板向左加速运动。） 师：为什么呢？ （生：因为两个力方向相同了。） 师：在实验 1 基础上，把硬纸板从中间剪开，硬纸板又会怎样呢？ （生：硬纸板的两部分分别向左和向右运动。） 师：为什么呢？ （生：因为两个力作用在不同物体上了。） （此时，学生们已经对二力平衡的条件有了更深刻的理解，脸上露出恍然大悟的表情） 师：（让学生观看二力平衡多媒体 Flash 动画）同学们，通过这个动画，我们可以对二力平衡的条件有更直观的印象。现在，大家一起总结一下二力平衡的条件吧。 （生：一起总结出二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，且在同一直线上。（简记：同体、等值、反向、共线。）） 师：非常好！大家一定要记住，这四个条件必须同时具备，缺一不可。尤其要注意作用在同一物体上，不能是作用在不同的物体上。 “在 “探究二力平衡条件” 的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的的。如图所示是可供选择的两种探究方案。” （1）图 a 的探究方案中研究对象是小卡片，图 b 的探究方案中研究对象是（小车）； （2）小明选择了图 a 所示的探究方案。他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的（大小）和（方向）对物体平衡的影响； （3）探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手。这样做的目的是用于探究不在（同一条直线）上的两个力对物体平衡的影响。 （4）两个探究方案相比较，你认为哪个方案的探究过程对实验结论的影响小一些？为什么？ 解析：图 b 中研究的对象是小车，观察小车在受到水平方向的两个拉力（忽略小车与木板之间的摩擦阻力的理想情况）作用下的运动状态时，如果小车做匀速直线运动，那么小车受到的是平衡力。由于实际当中，小车要受到阻力，所以两边所挂钩码的质量略有差别。 图 a 研究的是小卡片，由于小卡片的质量很小，所以它的重力可忽略不计，因此可不考虑竖直方向的受力，仅仅只考虑水平方向的受力，因此 a 实验效果更明显。 答案：（1）小车（2）大小方向（3）同一条直线（4）a 方案的探究过程对实验结论的影响小些，因为小卡片的重力可忽略不计，它只受两个拉力的作用（或 b 方案中要受到阻力的影响） 二力平衡的应用（5 分钟） 师：（微笑着看着同学们）“二力平衡在实际中有着广泛的应用”，大家来看一个例子。水平行驶的列车重力为 1×10⁸N，那么它受到的轨道对它的支持力为多少 N，方向如何呢？ （生：思考片刻后回答）支持力 1×10⁸N，方向竖直向上。 师：为什么呢？ （生：因为列车在竖直方向处于平衡状态，因此，受到的重力和轨道对它的支持力是一对平衡力，二者大小相等，方向相反。） 师：非常好！这就是二力平衡条件的一个重要应用。（在黑板上板书：二力平衡条件的应用：①根据物体处于静止状态，或匀速直线运动状态，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向；②根据物体的受力情况判断物体的运动状态。） 平衡力与相互作用力（10 分钟） 师：（严肃地）“在前面刚学力时，我们知道，物体间力的作用是相互的”，在前面刚学力时，我们知道，物体间力的作用是相互的，即一个物体在对别的物体施加力的同时，也要受到别的物体对它施加力的作用。也就是说，力总是成对出现的，把其中的一个力叫作用力，另一个力叫反作用力，作用力与反作用力是一对相互作用力。那它与平衡力有什么区别呢？我们不妨就以放在桌面静止的书为例进行分析比较它们的相同点和不同点。（开始引导学生作图分析受力情况）。 A. 一对平衡力：书受到的重力 G 与桌面对书的支持力 F。（如图甲所示）。 B. 一对相互作用力：桌面对书的支持力 F 与书对桌面的压力 F′。（如图乙所示）。 师：（用多媒体播放课件 “平衡力与相互作用力的区别”，并详细讲解）同学们，注意啦，二者最明显的区别是：平衡力的两个力是作用在同一物体上的，而相互作用力的两个力是作用在不同的物体上的。就像书受到的重力和支持力，都是作用在书上的；而桌面对书的支持力和书对桌面的压力，分别作用在书和桌面上。（边讲解边用手指向相应的物体）大家一定要牢记这个区别哦，这对我们理解和应用力的知识非常重要。（学生们认真听讲，若有所思）。 三、教师结束语（2 分钟） 师：（充满感慨地）“通过这节课的学习，我们进一步深入理解了力与运动的关系”，通过这节课的学习，我们进一步深入理解了力与运动的关系，明白了物体处于平衡状态时（即处于静止或匀速直线运动状态时）不受力或受到平衡力。反之，当物体不受力或受到平衡力时，物体就会处于平衡状态（即静止的物体将总是静止，运动的物体将总是保持匀速直线运动）。最后我们还清楚地知道了平衡力与相互作用力的区别，体会到平衡力与我们的生产、生活是密切相关的。希望大家在今后的学习和生活中，能够灵活运用这些知识，更好地理解和解释周围的物理现象。好啦，谢谢大家！（同学们报以热烈的掌声）。 学科网（北京）股份有限公司 $