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第八章第2節(jié)《二力平衡》教學設計 一、教學目標 （一）知識與技能 1．依據生活經驗認識平衡力和平衡狀態(tài)的概念，會判斷物體受到的力是否為平衡力。 2．會利用二力平衡知識分析解決實際問題。 （二）過程與方法 1．經歷探究二力平衡條件的實驗過程，歸納、總結得出結論。 2．通過認識平衡力和平衡狀態(tài)關系，進一步體會力與運動的密切關系 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1．通過參與實驗活動，培養(yǎng)學生積極參與主動與科學探究實踐的思想和互相配合的協作精神。 2．在用二力平衡知識分析解決實際問題過程中，體會物理與生活的密切聯系。 二、教學重難點 本專題是在學生學習了牛頓第一定律的基礎上，通過對保持靜止狀態(tài)和勻速直線運動狀態(tài)的物體進行受力分析展開的。它為后面學習測量摩擦力、浮力等打下基礎。 本節(jié)內容由“二力平衡的條件”“二力平衡條件的應用”兩部分內容組成。教學的重點是二力平衡的條件，關鍵是讓學生經歷探究二力平衡條件的實驗過程。二力平衡條件的應用是本專題教學的難點，突破它的關鍵是通過對生活中實例的觀察與分析，引導學生歸納、總結、應用二力平衡的條件。 三、教學策略 學生在本章中已經學習了力、牛頓第一定律的相關內容，了解物體運動狀態(tài)改變與力的關系，這些內容為學習本節(jié)內容提供了必要的知識基礎。教學時從觀察實際現象切入，引導學生歸納出物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時受到兩個力的作用，進而引申到討論二力平衡條件是什么，接著通過自主探究得出二力平衡時力的三要素應滿足的條件。為了更容易從實驗得出平衡條件的結論，請學生自己進行實驗探究。最后引導學生用二力平衡的條件解釋一些生活現象。 四、教學資源準備 多媒體課件、小車、棉線、鉤碼、滑輪、鐵架臺。 五、教學過程 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖 導入新課 （5分鐘） 播放視頻：勻速上升的潛水艇、緩緩降落的宇宙飛船、放在課桌上的書本、吊在天花板下的電燈等。 思考：這些物體分別做什么運動？它們分別受到哪些力的作用？ 討論：牛頓第一定律告訴我們，物體在不受外力的時候總要保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。但是現實情況是一切物體都要受到力的作用，物體保持靜止或保持勻速直線運動的情況也是普遍存在的。那么這二者之間有什么聯系呢？ 學生思考分析，物體有的做勻速直線運動，有的靜止。在豎直方向上都受到兩個力的作用。 感受力與美的結合，體會物理與生活的密切關系，激發(fā)學習興趣。 新課教學 （30分鐘） （一）二力平衡 上面的現象中潛水艇和飛船，兩者都處于勻速直線運動狀態(tài)；而書本和電燈都處于靜止狀態(tài)。 引導學生歸納什么是平衡狀態(tài)？什么是二力平衡？ 思考：是不是一個物體受到兩個力的作用，就一定會處于靜止狀態(tài)或做勻速運動狀態(tài)呢？也就是說這兩個力一定是平衡力呢？ 演示：用手拉著鉤碼加速往上提。 引導學生思考： （1）鉤碼受到幾個力的作用？手往上提鉤碼時的運動狀態(tài)改變了嗎？ （2）這說明了鉤碼受到的兩個力是平衡力嗎？ 思考：物體處于平衡狀態(tài)時，它受到的兩個力應該滿足什么條件？下面我們通過桌面上的小車進行探究。 （二）探究二力平衡的條件 圖1 如圖1，把小車放在光滑的水平桌面上，向掛在小車兩端的托盤里放鉤碼。思考： 小車在水平方向受到哪些力的作用？用力的示意圖畫出小車受到的兩個拉力。 下面就讓小車保持靜止，看一看它受到的兩個拉力應該滿足什么關系？ 學生分組實驗：探究二力平衡的條件。 （1）提出問題： 一個物體受到兩個力作用處于平衡狀態(tài)時，它受到的兩個力應該滿足什么條件？ （2）猜想與假設： （教師可以提示學生從力的大小、方向、作用點這三個要素來考慮） （3）制定實驗計劃、設計實驗： 可以設計什么樣的實驗來探究這個問題呢？（圖1是否可以作為參考？）實驗時如何改變力的大小、方向和作用點？ （4）進行實驗、收集數據： 小車所受二力情況 小車運動情況 （靜止與否） 大小 方向 是否在一條直線上 （5）分析與論證： 引導學生分析，哪些情況下小車不能保持靜止？哪些情況下小車能保持靜止，從而得出結論。 （6）評估： 可以向學生指出，小車在水平方向還會受到摩擦阻力，但實驗中控制這個阻力很小，與拉力相比可以忽略。 學生歸納： 平衡狀態(tài)：把物體處于勻速運動狀態(tài)和靜止狀態(tài)都稱為物體處于平衡狀態(tài)。 二力平衡：當物體在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài)時，就稱做二力平衡。 學生交流回答： 鉤碼受到重力和拉力兩個力的作用。因為鉤碼做加速運動，沒有處于平衡狀態(tài)，所以重力和拉力不是平衡力。這說明一個物體受到兩個力作用，這兩個力不一定是平衡力。 教師引導學生把探究中的問題思考清楚然后讓學生動手實驗，記錄數據，分析歸納，得出結論：作用在同一個物體上的兩個力，必須大小相等，方向相反，并作用在同一條直線上。 簡單地說，就是：同體、等值、反向、共線。 物體受兩個力作用保持平衡的情況最簡單，所以先來研究這種簡單的問題。 應使學生認識物體受兩個力作用時并不總能保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。由此引出二力平衡的條件。 充分發(fā)揮實驗在物理教學中的促進作用，幫助學生理解物理概念和規(guī)律。這里采用的方法是從特殊到一般，從具體形象到抽象概括，由淺入深，符合初中學生的認知規(guī)律。 （三）二力平衡的應用 1．根據物體的運動狀態(tài)判斷受力情況 思考： （1）吊在空中靜止不動的電燈，若電線的拉力為2N，則燈受到的重力是多少? （2）重力為2N的課本在水平桌面上靜止時，桌面對課本的支持力多大？ （3）跳傘運動員和傘在空中勻速直線下落，若傘和人總重500N，則他們受到的阻力是多少？ 總結：根據物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，可以判斷出作用在物體上的兩個力是平衡力，進而判斷所求力的大小和方向。 2．根據受力情況判斷物體的運動狀態(tài) 思考：火車在平直的軌道上行駛，在水平方向上受牽引力和阻力。如果牽引力大于阻力，火車將怎樣運動？如果牽引力小于阻力，火車又將怎樣運動？牽引力和阻力相等時，火車又將怎樣運動？ 總結：物體不受力時，應保持勻速直線運動或保持靜止狀態(tài)。物體受一個力，運動狀態(tài)發(fā)生改變，這是力產生的效果。物體受平衡力時，應保持靜止或保持勻速直線運動狀態(tài)。靜止的物體受平衡力時，仍然保持靜止；運動的物體受平衡力時，仍然做勻速直線運動。 3．一對平衡力和一對相互作用力的區(qū)別 思考：一對平衡力和一對相互作用力有許多相似的地方，但也有不同的地方。試著把它們加以區(qū)別。 引導學生按正確的思路分析回答：電燈受重力和電線的拉力，處于靜止狀態(tài)，所以重力和電線的拉力是平衡力。那么這兩個力一定滿足二力平衡的條件，即大小相等，方向相反，且在一條直線上。所以燈受到的重力為2N。 學生交流回答：牽引力大于阻力，火車將加速；牽引力小于阻力，火車將減速；牽引力和阻力相等時，水平方向二力平衡，火車可能勻速直線前進。 學生交流回答相同點是：都滿足大小相等，方向相反，作用在同一直線上。它們最根本的不同點是：一對平衡力是作用在“同一”物體上的力，而一對相互作用力是分別作用在“不同”物體上的力。兩個力，只要不是作用在同一物體上，就不可能是平衡力；兩個力中，發(fā)生作用的物體只要出現第三個，就不可能是相互作用力。 通過舉例進一步使學生掌握力與運動的關系，同時能培養(yǎng)學生的分析論證能力，鍛煉學生思維的縝密性。 課堂小結 （5分鐘） 通過今天的學習，同學們有哪些收獲？在實驗探究中又存在哪些問題？還有什么想探究的問題？ 學生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎上進行學習小結。 促進知識的鞏固掌握。提升學生的交流表達能力。