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教学目标:
1、知识目标:让学生知道力的平衡的概念,理解二力平衡的条件,使学生会应用二力平衡条件。
2、能力目标:培养学生的观察能力、实验探索能力、分析概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力。
3、情感目标:在二力平衡条件的探索实验中,渗透物理研究问题的科学方法和物理思想的教育,提高学生的科学素质,培养学生的非智力因素。
重点、难点分析:
重点:二力平衡条件
难点:1、二力平衡中的“二力同线”问题2、匀速直线运动时二力平衡的条件
教具:
教师用:演示用弹簧秤,铁架台,滑轮组;学生用:每组(四人)2把弹簧秤,一块轻质塑料片(片上有几个洞,如图1所示),一把剪刀。
教学过程:
图1一、引入新课
提问:惯性定律的内容是什么?能不能反过来说,凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受到外力呢?
[电脑演示]:在平直公路上匀速行驶的汽车、静止在路边的人、在空中匀速下降的跳伞运动员。
提问:他们是否受到力的作用?
二、新课教学
1 1、力的平衡
小组讨论(四人一组):让同学充分发表自己平时生活中观察到的物理现象,举出身边一两个受力物体的实例,分析它们的受力情况及运动状态,并在投影片上画出物体所受力的示意图。
在同学们讨论的基础上,展示同学所举的实例,利用这些例子使学生认识到:当一个物体受几个力作用时,也能保持静止或匀速直线运动状态,得出“力的平衡”的概念,指出这时作用在物体上的各个力改变物体的运动状态的效果互相平衡,或者说几个力互相平衡。
[板书1]:
一、力的平衡
物体在受到几个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡”
在几个力平衡中,二力平衡是最简单的,我们来研究二力平衡的情况。
2、二力平衡的条件
物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。
仍从同学所举的例子中找出实例,使学生认识到物体在两个力的作用下,并不一定就能保持静止或匀速直线运动状态。那么,物体受到两个力的作用,要使物体保持静止状态或匀速直线运动状态,这两个力要满足什么条件?
请同学们大胆猜测二力平衡的条件,并建议同学们用实验去检验自己的猜想是否正确。(对于提供的实验器材感到不能满足的,还可提出实验设计方案。)
[学生实验]:用两把弹簧秤拉扯桌上的塑料片,想一想怎样拉才能使塑料片保持静止不动?
学生进行分组实验,教师巡视、指导。
请学生利用实物投影演示实验过程,并归纳小结塑料片静止必须满足的条件。
[电脑演示]:在学生实验的基础上,用电脑显示这两个力可能出现的几种情形(二力大小不相等、二力方向不相反、二力不在一条直线上)并动态显示最终的结果(均不能保持静止状态):对第四种情形(二力不在同一物体上)进行点拨:将塑料片从中剪断,变成两部分,这两部分能静止吗?
结论:物体在二力作用下保持静止状态的条件是这两个力必须大小相等,方向相反,并且在同一直线上。
[演示实验]:手在绳端用力F拉弹簧秤和物块,使之静止,观察弹簧秤的示数。然后用力拉弹簧秤和物块使之匀速上升,观察弹簧秤的示数,并比较两次弹簧秤示数的大小。 F分析物块受的两个力的大小、两个力的方向、两个力是否在一条直线上。
通过上述演示实验,归纳:物体在二力作用下保持匀速直线运动的条件也是这两个力必须大小相等,方向相图4反,并且在同一直线上。得出二力平衡条件。
[板书2]:
二、二力平衡的条件作用在一个物体上的两个力,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。”将条件归纳成口决:“同物、等大、反向、同线”
思考:根据学过的同一直线上二力合成的知识,平衡的两个力的合力是多少?
回答:此时两个力的`合力为零。
[板书3]:“彼此平衡的两个力合力为零”
3 3、二力平衡条件的应用
力的平衡在日常生活中有许多实际应用,应会根据二力平衡的条件来判断物体所受的两个力是否平衡;或根据平衡状态找出平衡力,利用二力平衡条件求其中一个力。
[板书4]:
三、二力平衡条件的应用
(1)、利用二力平衡的条件来判断两个力是否平衡2、利用二力平衡的条件可求其中一个力”以竞赛的形式让学生举例并分析。
4、反馈练习
A组
(1)、物体在受到几个力作用时,如果保持或状态,这几个力就相互平衡。
(2)、汽车在斜坡上所受到的重力和斜坡的支持力(填“是”或“不是”)平衡的力。
(3)、每方十人拔河时,某时刻绳子静止不动,这时这二十个人拉绳子的合力是。
B组
(1)、一个物体受到的重力是500牛顿,静止在水平桌面上,桌面对物体的支持力大小是牛顿,方向是,重力和支持力的施力物体分别是和。
(2)、在平直公路上匀速向东行驶的汽车重为5000牛,受到的牵引力是200牛。那么,汽车受到的阻力是牛,方向是。
C组
(1)、质量为2千克的物体,静止悬挂在绳子上,绳子对物体的拉力是多少牛?若提拉物体使它匀速向上运动时,拉力又是多少?(g=9、8牛/千克)
(2)、如下图所示,物重6牛,弹簧秤竖直向上拉,示数为4牛,水平地面给物体的支持力是多大?
三、课堂小结
[电脑展示]:本节课整体板书,进行课堂小结。
四、布置作业(1)书面作业:
教学目标
1、知识与技能
(1)知道二力平衡的条件
(2)知道二力平衡时物体的运动状态
2、过程与方法
(1)通过实例了解认识二力的平衡
(2)探究二力平衡的条件
3、情感、态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边
教学重点
知道二力平衡的条件,并能解释物理问题
教学难点
学生设计实验探究二力平衡条件
教学器材:
视频光盘、木块、带滑轮的长木版、细线、勾码等
教学过程
(一)导入新课:
1、复习提问 牛顿第一定律的内容?
(一切物体在没有受到力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。)
2、思考:凡是静止的物体就不受力吗?凡是做匀速直线运动的物体也不受力吗?举例说明。
(1)静止放在水平面上的粉笔盒
(2)吊着的吊灯
(3)在平直公路上匀速行驶的汽车
那为什么生活中的这些物体受力也能保持静止或匀速直线运动状态呢?带着这个问题我们进入这节课的学习,探究其原因。
(二)新课教学
一、探究:力的平衡
1、实验:让学生提着书包不动。
2、提问:如果将手松开,书包将落到地上,为什么?(因为只受重力的作用)
3、思考:那为什么现在没有落地,而是静止?请画出受力示意图(1)。
4、讨论:因为除了受竖直向下的重力,还受竖直向上的拉力,两个力的作用效果相互抵消了,跟没受力一样,所以书包静止。
同样在平直公路上匀速匀速行驶的汽车,在水平方向上牵引力和阻力,二者的作用效果相互抵消了,跟没有受力一样,所以保持匀速直线运动状态。
实际物体往往同时受多个力作用,而处于静止或匀速直线运动状态。
5、结论:象这样,物体在受几个力作用时,如果几个力的作用效果相互抵消,使物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
静止或匀速直线运动状态叫做“平衡状态”。
二、探究:二力平衡的条件
物体受两个力作用时保持平衡状态,叫做二力平衡,是最简单的平衡。
问题: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,起动时,速度越来越快。
问题: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?
(1)猜想:二力平衡需具备什么条件?
(可能与力的大小、方向、作用点有关)
(2)让学生根据给出的实验器材设计实验。
(3)提示:研究一个因素对二力平衡的影响,要控制其他条件不便,既“控制变量法”。
(4)选择合理方案,让学生分组进行实验。
a、在木块两端的挂钩上挂数量相同的勾码,观察现象。(此时小车静止,处于平衡状态)
b、在木块两端的挂钩上挂数量不同的勾码,使木块受到的力大小不等,观察现象。(小车象勾码多的一端加速运动)
c、在木块两端的挂钩上挂数量相同的勾码,将线移到一端,使木块受到两力方向相同。
d、在木块两端的挂钩上挂数量相同的勾码,转动木块,使木块受的力不在同一直线上。
根据实验请同学总结二力平衡的条件。
(5)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。(四个条件)物体保持静止状态或匀速直线运动状态(即平衡状态)。
[教学目标]
知识技能。使学生知道二力平衡、平衡力的概念及物体的平衡状态;使学生掌握二力平衡的条件,领会二力平衡时的合力为零。
过程与能力。通过探究实验得出二力平衡的条件,培养学生发现问题、自主探究、总结归纳的能力;通过二力平衡概念及条件的应用,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
情感与态度。通过实验、讨论,培养学生合作、交流意识;通过师生活动,培养学生实事求是的科学态度。认识物理学是源于生活、用于生活,又高于生活的一门科学。感悟物理知识在科学技术发展中的价值。产生学好物理,为将来发展我国科技事业打好基础的意识。
[教学重点难点]
二力平衡的条件及应用。
[教学过程]
一、新课引入
师:同学们,随着科技的发展、人民生活水平的提高,儿童玩具也越来越高档。这里有一部遥控ae86小汽车,请一位同学操从汽车在教室里转一圈,其他同学观察小汽车的运动状态。
学生活动:一同学操从汽车,其他同学观察。
师:请同学们分析小汽车的运动状态有哪些?
学生:交流。
师:我们把物体处于静止状态或匀速直线运动状态称为平衡状态,其他运动状态称为非平衡状态。
学生活动:分析物体处于两种平衡状态时的受力情况。
师:如果物体受几个力的作用而处于平衡状态,我们就说这几个力平衡;如果物体受两个力的作用而处于平衡状态,我们就说这两个离平衡,引出课题。
二、新课教学
屏幕展示:
二力平衡。当物体受到二力作用而处于静止状态或匀速运动状态,就称这二力是平衡的。(这二力叫平衡力)
分析。平衡力不是一个力,一般是两个力(一对)。
师:根据二力平衡及平衡力的概念,要判断物体受到的二力是否平衡,只要看在这二力作用下物体是否处于平衡状态。
思考。日常生活中,哪些物体在受平衡力的作用?请指出哪几个力平衡?
学生举例:拖在手中的一本书、停在空中的直升飞机、匀速行驶在水平公路上的汽车等。
师:物体受两个离的情况很多,但物体受二力作用时,有时处于平衡状态,有时又不是。如,托在手上的书加速向上运动、直升飞机减速下降等。说到这里,我们同学是否产生了一些疑问?想提出一些问题?
学生提问:(省略)
师:这些问题归纳起来,就是二力平衡时应该满足怎样的条件?下面我们就来探究这个问题。
猜想:二力平衡时,二个力可能有什么关系?
学生猜想:二力平衡时,二力大小可能要相等,方向可能要相反……
师:下面我们就用桌子上的小汽车来探究它在水平方向受到的两个拉力平衡时,大小是否要相等……
屏幕展示:二力平衡时,二力大小是否要相等?
二力方向是否要相反?
二力作用点是否要相同?……
学生探究实验:(教师巡视指导)
教学目标
1、知识与技能
(1) 知道二力平衡的条件
(2) 知道二力平衡时物体的运动状态
2、过程与方法
(1) 通过实例了解认识二力的平衡
(2) 探究二力平衡的条件
3、情感、态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边
教学重点
知道二力平衡的条件,并能解释物理问题
教学难点
学生设计实验探究二力平衡条件
教学器材:
视频光盘、木块、带滑轮的长木版、细线、勾码等
教学过程
(一)导入新课:
1、复习提问 牛顿第一定律的内容?
(一切物体在没有受到力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。)
2、思考:凡是静止的物体就不受力吗?凡是做匀速直线运动的物体也不受力吗?举例说明。
(1)静止放在水平面上的粉笔盒
(2)吊着的吊灯
(3)在平直公路上匀速行驶的汽车
那为什么生活中的这些物体受力也能保持静止或匀速直线运动状态呢?带着这个问题我们进入这节课的学习,探究其原因。
(二)新课教学
一、 探究:力的平衡
1、 实验:让学生提着书包不动。
2、提问:如果将手松开,书包将落到地上,为什么?(因为只受重力的作用)
3、思考:那为什么现在没有落地,而是静止?请画出受力示意图(1)。
4、讨论:因为除了受竖直向下的重力,还受竖直向上的拉力,两个力的作用效果相互抵消了,跟没受力一样,所以书包静止。
同样在平直公路上匀速匀速行驶的汽车,在水平方向上牵引力和阻力,二者的作用效果相互抵消了,跟没有受力一样,所以保持匀速直线运动状态。
实际物体往往同时受多个力作用,而处于静止或匀速直线运动状态。
5、结论:象这样,物体在受几个力作用时,如果几个力的作用效果相互抵消,使物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
静止或匀速直线运动状态叫做“平衡状态”。
二、探究:二力平衡的条件
物体受两个力作用时保持平衡状态,叫做二力平衡,是最简单的平衡。
问题: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,起动时,速度越来越快。
问题: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?
(1) 猜想:二力平衡需具备什么条件?
(可能与力的大小、方向、作用点有关)
(2) 让学生根据给出的实验器材设计实验。
(3) 提示:研究一个因素对二力平衡的影响,要控制其他条件不便,既“控制变量法”。
(4) 选择合理方案,让学生分组进行实验。
A、在木块两端的挂钩上挂数量相同的勾码,观察现象。(此时小车静止,处于平衡状态)
B、在木块两端的挂钩上挂数量不同的勾码,使木块受到的力大小不等,观察现象。(小车象勾码多的一端加速运动)
C、在木块两端的挂钩上挂数量相同的勾码,将线移到一端,使木块受到两力方向相同。
D、在木块两端的挂钩上挂数量相同的勾码,转动木块,使木块受的力不在同一直线上。
根据实验请同学总结二力平衡的条件。
(5) 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。(四个条件)物体保持静止状态或匀速直线运动状态(即平衡状态)。
三、二力平衡的应用
1、物体处于平衡状态——受平衡力:
例题:重力为6N的木块在水平桌面上静止时,桌面对木块的支持力多大?
A、 确定研究对象:木块
B、 对物体进行受力分析:重力(G),支持力(N)
C、 判断物体的运动状态是否为平衡状态:静止---平衡状态
D、 分析物体所受力的关系:二力平衡
E、 根据二力平衡的条件得出:N= G=6N 方向:竖直向上
练习:
(1) 看课本图12—6—2,吊在空中静止不动的灯,若电线的拉力为2N,则灯重力是多少N?
(2) 看课本图12—6—4,跳伞运动员和伞在空中匀速直线下落,若伞和人总重500N,则他们说受的阻力是多少N?
(3) 在平直公路上匀速行驶的汽车,若向前的牵引力是1000N,则阻力是多少N?方向如何?
此时汽车只受这两个力吗?是“二力平衡”吗?
2、物体受平衡力——处于平衡状态:
练习:“动手动脑学物理”第5题。
判断:物体受平衡力作用时,一定处于静止状态。( )
总结:原来静止的物体,受平衡力,则保持静止;
原来运动的物体,受平衡力,则保持匀速直线运动状态。
四、小结:
通过这节课的学习我们知道了力的平衡和二力平衡的条件,应用二力平衡的条件有两种情况:可根据物体的运动状态判断受力情况,也可根据受力情况判断物体的运动状态。
五、拓展:“二力平衡”和“相互作用力”的区别。
六、作业:
“动手动脑学物理”:3、4题。
一课三练:基础练习。
七、板书设计:
一、力的平衡:
1、物体在受几个力作用时,如果几个力的作用效果相互抵消,使物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
2、静止或匀速直线运动状态叫做“平衡状态”。
二、探究:二力平衡的条件
1、物体受两个力作用时保持平衡状态,叫做二力平衡,是最简单的平衡。
2、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,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。(四个条件)物体将保持静止状态或匀速直线运动状态(即平衡状态)。
三、二力平衡的应用
1、物体处于平衡状态——受平衡力:
(一)教学目的
1。掌握二力平衡的条件。
2。会应用二力平衡的条件解决简单的问题。
(二)教具
滑轮、硬纸片、钩码、细绳、剪子。
(三)教学过程 一、复习提问
1。牛顿第一定律的内容是什么?
2。什么叫惯性?物体在什么情况下有惯性?
二、引入新课
教师:牛顿第一定律告诉我们,物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态。但是一切物体都受到力的作用,物体保持静止或保持匀速直线运动的情况也是普遍存在的。那么这二者之间有什么联系呢?
三、力的平衡
教师:请大家思考,你见过的哪些物体受到力的作用并保持静止状态?
教室内的吊灯受到重力和拉力,吊灯保持静止。放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力,水桶静止。课桌受到重力,书本对它向下压的力和地面的支持力,课桌静止。
教师:物体受到力的作用,物体保持匀速直线运动的情况也能见到。一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶,火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力。
教师:物体在受到几个力作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡。
根据这个观点,我们可以从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力相互平衡。
教师:请大家按照这样的说法叙述上述各例中的物体的运动状态及它们个自受到的力之间的关系。
(学生叙述)
四、二力平衡的条件
教师:二力平衡的情况最简单,我们先研究这种情况。
教师演示课本图9—6所示实验并讲解这个木块受两个拉力。
当两个拉力大小不等时,木块不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
当两个力大小相等,力的方向互成角度时,木块也不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
当两个力大小相等、方向相反,互相平行时,木块也不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
教师提问:要使木块静止,这两个力应该满足哪些条件?
(学生回答)
我们使这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,重复刚才的实验。
(演示)
我们发现木块处于静止状态,此时,这两个力是平衡的。
(演示)
可见,两个力的平衡必须满足以下四个条件:两个力作用在一个物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
根据同一条直线上力的合成的法则可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0。
五、二力平衡条件的应用
二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握。
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。
例题:质量是50千克的人站在水平地面上,画出人受力的图示。
人受重力G和地面的支持力N。人处于静止状态,所以重力G和支持力N是平衡的。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。
根据人的质量,计算出人的重力G。G=g=50千克&ties;10牛/千克=500牛顿。方向竖直向下。支持力N=500牛顿,方向竖直向上。(图示略)
2。根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
物体不受力,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,仍然保持匀速直线运动。
例如,火车在平直的轨道上行驶。在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,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。
六、总结
力和运动的关系可以粗略地概括如下。
维持运动不需要力的作用,因为物体有惯性,只有改变物体的运动状态时才需要力。但是物体在平衡力的作用下,运动状态不会改变。
物体保持静止或匀速直线运动的条件是什么呢?从理论上说,物体不受力或受平衡力时就可以保持静止或匀速直线运动。而实际上物体是没有不受力的,所以物体受平衡力时就保持静止或匀速直线运动。
七、作业
习题5、6、7。
《二力平衡》一课是苏科版八年级下第九章第一节,是学生在第八章已经建立了力的概念的基础上进行学习的,二力平衡是物体受力平衡最简单的情况,体现了由简单到复杂的认知规律,为后面研究牛顿第一定律、分析力与运动的关系、压强、浮力的学习等设下伏笔。起到了承上启下的作用,所以学习这节课有重要的意义。
根据学科、教材的特点、课程标准及新课程改革教学理念。在教学中应重视学生的观察和实验,从具体到抽象的认知规律,重视学生的逻辑思维,分析能力的培养,对本节课制定了以下目标:
(1)、对于平衡态的物体进行受力分析,认识平衡力的概念
(2)、知道二力平衡的条件
(3)、知道二力平衡时物体的运动状态
(4)、会用二力平衡条件解决简单的平衡问题
通过观察演示实验得出二力平衡条件,进一步体会控制变量法的应用,通过分析实例加深对知识的理解。
通过对实验的观察、分析、探索、领略科学探究方法,养成实事求是尊重自然规律的科学态度,体会自然现象中的美妙与和谐,培养学生对自然的热爱,加强学生之间的交流与合作。
二力平衡是本章的重点,是今后对物体进行受力分析,学习压强和浮力,分析力与运动的基础,所以二力平衡条件是本节的重点。初中学生的推断能力普遍停留在经验的水平上,抽象思维能力还没有完善,对物体受平衡力都的分析判断比较盲目,因此运用平衡条件解决实际问题是本节的难点。
1.学生已有的知识基础
学生在第八章已经建立了力的概念,学习了弹力、重力、摩擦力,会画力的示意图,知道了物体间力的作用是相互的。这些为本节课提供了必要的知识基础。
2.学生已有的科学探究方法基础
学生在学习速度、密度知识时,对控制变量法有了一定的认识和应用,可以迁移类推到本课,并通过比较、概括、归纳得出结论。这些都为本节课的学习提供了有利的方法基础。
3.学生的思维障碍
学生现有的经验认识存在一定的错误性。如物体静止在空中要使它匀速上升或下降,所用的拉力必然大于或小于物体受到的重力。这一错误的认识造成学生对物体在平衡状态下,对平衡力大小的理解产生思维障碍;学生已学习了相互作用力,相互作用力与平衡力在大小方向上有共同的特点,学生很容易混淆,对物体受力分析方面有思维障碍。
依据教材内容、学科特点、学生认知规律结合我校的实际情况,在教学过程中采用观察法、演示法、探究法、讨论法、分析归纳法、练习法等多种教学方法,激发学生的学习兴趣,提高学生认识的深度和广度。
利用多媒体图片、列举生活中的实例,提出问题:这些物体处于什么状态?它们受力作用吗?分别受哪几个力的作用?讨论总结出几个力平衡和平衡状态、二力平衡等概念。
引导学生从两个力的三要素去探究;启发学生用控制变量的方法。
演示探究二力平衡的条件:介绍实验装置,讨论操作方法。
归纳总结二力平衡条件:
为了方便学生记忆,把实验结论概括为:同体、等大、反向、共线。这样更为清晰明确,方便学生记忆运用。
(1)物体受平衡力作用时,能保持静止或匀速直线运动;物体受非平衡力作用,运动状态发生改变。
(2)比较平衡力与相互作用力的异同
大小相等、方向相反、作用在同一直线作用在不同物体上作用在同一物体上以便学生建立准确的概念,正确的进行受力分析。
学以致用,物理课来源于生活应用与实际,关键在于培养学生解决实际问题的能力,我从平衡力的判断、方向大小应用等方面设置了练习题,以便学生牢固掌握所学知识并灵活运用。
1、平衡状态、平衡力、二力平衡
2、二力平衡条件
3、平衡力和相互作用力的异同
4、二力平衡条件的应用
对所学内容进行归纳小结,培养的学生分析归纳的能力,去粗取精,条理清晰,加深学生对各个知识点逻辑关系理解,形成知识网络,帮助学生更好的掌握所学内容。
课堂时间有限,学生程度参差不齐,一定数量的作业,有利于知识内化、能力的提升。
以上是我根据课标、学情、学科特点谈的我的教学设计,请各位老师批评指正。
【导学目标】
1、 掌握二力平衡的条件,能从物体受到的几个力中确定哪两个力是一对平衡力。
2、 能利用二力平衡的条件判断物体受力的大小及方向。
3、 物体在平衡力的作用下,究竟处于哪种状态,是由最初的运动状态决定的。
【导学重点】
二力平衡的条件。
【导学重点】
二力平衡的应用
【学法提示】
由牛顿第一定律引入物体受几个力平衡,进而转到二力平衡。
【导学过程】
一、 预习导学
提出问题
1、牛顿第一定律告诉我们,物体在 时,将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的,为什么有些物体还会保持静止状态或匀速直线运动状态呢?
解答:这是因为这几个力的作用效果 ,相当于物体 ,这是物体处于 。
当物体受几个力的作用时仍能保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力 。
2、如果作用在物体上的力只有两个,且处于平衡状态,这两个力应满足什么条件呢?
解答:二力平衡的条件: , 、 ,
。
二、 问题精讲
1、 怎样保证小车在水平方向只受两个拉力的作用?
2、匀速直线运动的小汽车受到几个力的作用?
其中哪两个是一对平衡力?
一个物体可以同时受到几对平衡力的作用吗?
3、物体受到平衡力的作用时将保持什么状态?
三、练习反馈
1、重为0.1n的水滴在空中沿竖直方向匀速下落,它受到空气阻力的大小为 n,方向是 。
2、 从高空竖直下落过程中,开始阶段速度越来越大,此时它受到的空气阻力
重力;后来匀速下落,此时它受到的空气阻力 重力(填< 、 = 或 >)。
3、在平直公路上匀速行驶的汽车受到的阻力大小______汽车的牵引力。
4、一个物体受到两个力的作用,若这两个力的三要素完全相同,则这两个力 ( )
a.一定是平衡力 b.一定不是平衡力 c.可能是平衡力 d.无法判断
5、一本书放在水平桌面上,下面说法中正确的是 ( )
a.书的重力与书对桌面的压力是平衡力
b.书的重力与书对桌面的压力是相互作用力
c.书的重力与桌面对书的支持力是平衡力
d.以上说法都不对
6、在一个光滑的水平面上,用绳子拉小车做直线运动,当小车的速度达到4 m/s时,绳子脱落,这时小车在水平面上做______运动,小车的运动速度是______。
7、重100 n的物体在光滑的水平面上保持匀速直线运动状态,作用在这个物体上的水平拉力是______n。
8、平衡力 改变物体的运动状态(填“能”或“不能”)。
9、用钢丝绳系上一个重为500 n的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是______n,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是______n,当钢丝绳拉着物体以2 m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是______n。
10、放在水平桌面上静止的物体,受到______ 和___________两个力的作用,它们的施力物体______ 和______ ,这两个力的关系是______ 。
11、起重机吊着的货物匀速上升时受到哪几个力的作用?是否平衡,为什么?
12、重104n的车厢,在103n水平拉力作用下做匀速直线运动,车厢受到的阻力是______n;若将拉力增大,则车厢速度将______;若拉力减小,则车厢速度将______。
13、物体在平衡力的作用下,下列说法中哪个正确 ( )
a. 物体一定处于静止状态
b. 物体一定做匀速直线运动
c. 物体的运动状态一定发生变化
d.物体的运动状态一定不发生变化
14、下图中那一对力是平衡力 ( )
a b c d
15、一个物体只受两个力的作用,且这两个力的三要素完全相同,那么( )
a 物体所受的合力可能为零 b 物体的运动状态可能不变
c 物体的运动状态一定改变 d物体所受的合力一定为零
四、联想变通
1、吊在天花板上静止不动的电灯,受到彼此平衡的两个力是 ( )
a.电灯受到的重力和电灯对天花板的拉力
b.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力
c.电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力
d.电线受到的重力和电灯对电线的拉力
2、如果一个物体的运动状态不改变,那么作用在物体上的外力 是平衡力(“一定”或“不一定”);物体的运动状态发生了变化,它受到的力一定 平衡力(“是”或“不是”)。
3、静止在水平桌面上的水杯受到的支持力和对桌面的压力是一对平衡力吗?为什么?
【反思总结】
反思:通过学习本节内容,反思本节课涉及到的物理学研究问题的方法的优缺点:
总结:本节内容的知识点:
【作业超市】
兴趣题:通过本课学习,你还有哪些不明白的问题,能提几个吗?
必做题:完成课本后面练习。
选做题:1、高级:完成自有资料相关内容,完成《课程练习》60%以上习题。2、中级:完成《课程练习》40%以上习题。 3、初级:整理本课知识点,完成《课程练习》30%以上习题。
【板书设计】 二力平衡
1、二力平衡的定义
2、二力平衡的条件
(一)教学目的
1.掌握二力平衡的条件。
2.会应用二力平衡的条件解决简单的问题。
(二)教具
滑轮、硬纸片、钩码、细绳、剪子。
(三)教学过程
一、复习提问
1.牛顿第一定律的内容是什么?
2.什么叫惯性?物体在什么情况下有惯性?
二、引入新课
教师:牛顿第一定律告诉我们,物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态。但是一切物体都受到力的作用,物体保持静止或保持匀速直线运动的情况也是普遍存在的。那么这二者之间有什么联系呢?
三、力的平衡
教师:请大家思考,你见过的哪些物体受到力的作用并保持静止状态?
(学生思考并回答)
教室内的吊灯受到重力和拉力,吊灯保持静止。放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力,水桶静止。课桌受到重力,书本对它向下压的力和地面的支持力,课桌静止。
教师:物体受到力的作用,物体保持匀速直线运动的情况也能见到。一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶,火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力。
教师:物体在受到几个力作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡。
根据这个观点,我们可以从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力相互平衡。
教师:请大家按照这样的说法叙述上述各例中的物体的运动状态及它们个自受到的力之间的关系。
(学生叙述)
四、二力平衡的条件
教师:二力平衡的情况最简单,我们先研究这种情况。
教师演示课本所示实验并讲解这个木块受两个拉力。
当两个拉力大小不等时,木块不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
当两个力大小相等,力的方向互成角度时,木块也不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
当两个力大小相等、方向相反,互相平行时,木块也不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
教师提问:要使木块静止,这两个力应该满足哪些条件?
(学生回答)
我们使这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,重复刚才的实验。
(演示)
我们发现木块处于静止状态,此时,这两个力是平衡的。
(演示)
可见,两个力的平衡必须满足以下四个条件:两个力作用在一个物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
根据同一条直线上力的合成的法则可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0.
五、二力平衡条件的应用
二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握。
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。
例题:质量是50千克的人站在水平地面上,画出人受力的图示。
人受重力G和地面的支持力N.人处于静止状态,所以重力G和支持力N是平衡的。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。
根据人的质量,计算出人的重力G.G=g=50千克×10牛/千克=500牛顿。方向竖直向下。支持力N=500牛顿,方向竖直向上。(图示略)
2.根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
物体不受力,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,仍然保持匀速直线运动。
例如,火车在平直的轨道上行驶。在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,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。
六、总结
力和运动的关系可以粗略地概括如下。
维持运动不需要力的作用,因为物体有惯性,只有改变物体的运动状态时才需要力。但是物体在平衡力的作用下,运动状态不会改变。
物体保持静止或匀速直线运动的条件是什么呢?从理论上说,物体不受力或受平衡力时就可以保持静止或匀速直线运动。而实际上物体是没有不受力的,所以物体受平衡力时就保持静止或匀速直线运动。
八、作业
(四)说明
本节课有三个重要环节。由物体处于平衡状态给出什么是平衡力;二力平衡的条件;研究平衡力和二力平衡条件的重要意义有两方面,根据运动状态分析力的情况和根据受力情况判断运动状态。
建议老师们突出这三个环节,使学生有非常清晰的思路,以免学生把平衡力和二力平衡的条件混为一谈。
二力平衡
濮阳市第五中学 卜德民
(一)教学目的
1.掌握二力平衡的条件。
2.会应用二力平衡的条件解决简单的问题。
(二)教具
滑轮、硬纸片、钩码、细绳、剪子。
(三)教学过程
一、复习提问
1.牛顿第一定律的内容是什么?
2.什么叫惯性?物体在什么情况下有惯性?
二、引入新课
教师:牛顿第一定律告诉我们,物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态。但是一切物体都受到力的作用,物体保持静止或保持匀速直线运动的情况也是普遍存在的。那么这二者之间有什么联系呢?
三、力的平衡
教师:请大家思考,你见过的哪些物体受到力的作用并保持静止状态?
教室内的吊灯受到重力和拉力,吊灯保持静止。放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力,水桶静止。课桌受到重力,书本对它向下压的力和地面的支持力,课桌静止。
教师:物体受到力的作用,物体保持匀速直线运动的情况也能见到。一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶,火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力。
教师:物体在受到几个力作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡。
根据这个观点,我们可以从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力相互平衡。
教师:请大家按照这样的说法叙述上述各例中的物体的运动状态及它们个自受到的力之间的关系。
(学生叙述)
四、二力平衡的条件
教师:二力平衡的情况最简单,我们先研究这种情况。
教师演示课本图9—6所示实验并讲解这个木块受两个拉力。
当两个拉力大小不等时,木块不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
当两个力大小相等,力的方向互成角度时,木块也不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
当两个力大小相等、方向相反,互相平行时,木块也不能保持静止。这两个力不能平衡。
(演示)
教师提问:要使木块静止,这两个力应该满足哪些条件?
(学生回答)
我们使这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,重复刚才的实验。
(演示)
我们发现木块处于静止状态,此时,这两个力是平衡的。
(演示)
可见,两个力的平衡必须满足以下四个条件:两个力作用在一个物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
根据同一条直线上力的合成的法则可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0.
五、二力平衡条件的应用
二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握。
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。
例题:质量是50千克的人站在水平地面上,画出人受力的图示。
人受重力G和地面的支持力N.人处于静止状态,所以重力G和支持力N是平衡的。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。
根据人的质量,计算出人的重力G.G=mg=50千克×10牛/千克=500牛顿。方向竖直向下。支持力N=500牛顿,方向竖直向上。(图示略)
2.根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
物体不受力,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,仍然保持匀速直线运动。
例如,火车在平直的轨道上行驶。在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,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。
六、总结
力和运动的关系可以粗略地概括如下。
维持运动不需要力的作用,因为物体有惯性,只有改变物体的运动状态时才需要力。但是物体在平衡力的作用下,运动状态不会改变。
物体保持静止或匀速直线运动的条件是什么呢?从理论上说,物体不受力或受平衡力时就可以保持静止或匀速直线运动。而实际上物体是没有不受力的,所以物体受平衡力时就保持静止或匀速直线运动。
七、作业
习题5、6、7.
(一)教学目的
1.知道什么是力的平衡,初步掌握二力平衡的条件.
2.会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题.
3.通过实验培养学生的观察能力、分析综合能力、判断能力.
(二)重点与难点
二力平衡的条件及应用
(三)教学过程
1.引入新课
问:牛顿第一定律的内容是什么?
答:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
问:物体处于静止状态或匀速直线运动状态,是否就一定不受力呢?
放在桌上的书是静止的,它受到重力和支持力.在平直马路上匀速行驶的汽车,受到牵引力和阻力.可见,物体在受到外力作用时,也可能处于静止或匀速直线运动状态.
力可以改变物体的运动状态,几个力作用在物体上,为什么没有改变物体的运动状态呢?这是因为作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果互相平衡.也就是说这几个力互相平衡.
2.新课教学
[板书1]三、二力平衡
1.力的平衡:物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力互相平衡.
物体的平衡状态:静止或匀速直线运动状态.
物体受两个力作用保持平衡的情况最简单,我们先来研究这种情况.
问: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?举例说明.
答:不一定.如放在光滑斜面上的书,要沿斜面向下滑.汽车或电梯起动时,速度越来越快.
物体受到的两个力,要满足什么条件才能平衡呢?我们通过实验来研究.
[板书2]
2.二力平衡的条件
[实验1]研究二力平衡的条件
将光滑木板放在水平桌面上,木块放在木板上.(木板为45厘米×60厘米,板上安装2个定滑轮,3个羊眼圈.木块上安4个挂钩.如图1所示)在木块挂钩1、2上拴好细绳并跨过滑轮,绳下端各挂若干钩码如图2所示.
研究对象:木块.
受力分析:水平方向受到绳施加的两个拉力.
观察木块在什么条件下静止,什么条件下发生运动.
提示:力的三要素:大小、方向、作用点.
(1)二力大小不相等,左端挂1个钩码,右端挂2个钩码.放手后木块由静止开始向右运动.
(2)二力大小相等.左、右两端各挂1个钩码.放手后,木块保持静止.
问:是否只要两个力大小相等,就可以互相平衡呢?
[实验2]如图3所示,把两根细绳的一端分别拴在木块的挂钩1、4上,另一端各穿过羊眼圈2、3后分别挂1个钩码.放手后,木块由静止开始运动.
看来两个力只是大小相等,方向不相反,是不能互相平衡的.如果两个力大小相等,方向也相反,是否就可以平衡呢?
[实验3]装置与图3相同,将两根细绳的一端分别拴在木块挂钩3、4上,另一端各穿过羊眼圈1、2后分别挂1个钩码.放手后,木块由静止发生转动.
小结:作用在木块上的两个力要想互相平衡必须满足三个条件:(1)大小相等,(2)方向相反,(3)在同一直线上.
请同学们自己做一个实验研究二力平衡的条件.
[实验4]每个同学桌上有2个弹簧秤,一块塑料板,板上有几个洞.用两个弹簧秤拉这块塑料板,想一想怎样拉才能使塑料板保持静止不动?
学生进行实验,教师巡视、指导,用投影仪打出实验的投影片.
请一位同学归纳、总结一下要使塑料板保持静止(处于平衡状态),作用在塑料板上的两个力必须满足的条件是什么?
答:大小相等,方向相反,并且在同一直线上.
[板书3]作用在一个物体上的两个力,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.
大量实验表明物体在二力作用下保持匀速直线运动的条件也是这两个力必须大小相等,方向相反,并且在同一直线上.
请同学们用力的示意图把塑料板上受到的两个力画出来.
教师打出相应的投影片.(可用复合片)
问:根据同一直线上二力合成的知识,彼此平衡的两个力的合力是多少?
答:彼此平衡的两个力的合力为零.
[板书4]彼此平衡的两个力的合力为零.
力的平衡在日常生活中有许多实际应用,应会根据平衡状态,找出平衡力;根据物体受力情况,判断它是否处于平衡状态.
[板书5]3.二力平衡条件的应用
例1.(1)吊在空中重5牛的电灯(如图4),静止不动时,电线对它的拉力是多大?
(定)研究对象:电灯.
(析)受力分析:重力、拉力.
(判)运动状态:静止.
(找)两个力的关系:互相平衡.(大小相等,方向相反,在同一直线上.)
结论:拉力是5牛,方向竖直向上.
请同学们分析下面的事例.
(2)放在桌上的书.(重力、支持力)
(3)匀速下落的。跳伞运动员.(重力、阻力)
(4)平直马路上匀速行驶的汽车.(牵引力、阻力)
例2.汽车行驶时受到的牵引力为F,受到的阻力为F.
(1)当F>f时,汽车做什么样的运动?
(2)当F=f时,汽车做什么样的运动?
(3)当F<f时,汽车做什么样的运动?
研究对象:汽车.
受力分析:水平方向受牵引力F,阻力F.
两个力的关系:F>f,两个力不互相平衡,F合=F-F.
运动状态:不能处于平衡状态.
结论:汽车在F合作用下将做加速运动.
当F=f,F<f时汽车将做什么样的运动,请同学们分析.
例3.如图5所示,物重6牛,弹簧秤向上拉示数为牛,水平地面给物体的支持力是多大?
答:支持力是2牛.
3.布置作业
(1)思考题:课本第108页“想想议议”.
(2)书面作业:课本第108页练习1-4.
(3)做做看:课本第112页巧找重心.
(四)教法说明
1.讲述物理规律的课,一般分四步进行:(1)观察现象提出问题;(2)通过实验研究问题;(3)分析、概括得出规律;(4)运用规律分析解决问题.在教学中要重视科学、方法的教育,体现物理学是以实验为基础的科学.使学生懂得按照研究、解决科学问题的过程,来认识、处理问题会更有效.
2.教法上采用边提问,边实验,边讨论,边总结的方法,引导学生参与知识形成的全过程.在教学中结合一个个新问题的提出和解决,使学生领会提出问题的思路,解决问题的方法.通过有序地进行观察、分析的训练,培养学生的观察、实验能力,分析、概括能力.
3.对传统的二力平衡实验装置进行改进,使演示的现象更直观、鲜明,便于从实验现象导出结论.为使更多的学生能看清现象,可在实验装置后放一面与水平面成45度角的平面镜.
一说教材
1、教材分析:
本节教材分为二力平衡的概念、探究二力平衡的条件和它的应用三部分。从观察实际现象切入,引导学生归纳出物体处于静止状态或匀速直线运动状态时总是受到力的作用,从而引出二力平衡的概念,再根据初中物理由研究最简单的情况入手,转入对二力平衡的研究,通过实验探究分析得出二力平衡的条件,接着通过实例讲述如何运用二力平衡条件分析问题、解决问题。教材的这种编写思路,符合初中学生实践—理论—实践的认知规律,其中通过实验,在学生观察、分析、综合、归纳和演绎的过程中,有效地获取知识、发展能力,并促进科学世界观和方法论的形成,充分体现了物理学以观察和实验为基础的学科特点。
力学是本学期的重点内容,二力平衡又是力学中的重点之一,所以二力平衡条件是重中之重。本节知识的学习和应用,为后面学习浮力知识奠定了知识基础,也做好了思路和方法上的准备。因此,本节知识是联系新旧知识的纽带,在力学中起着承上启下的作用,是解决力学问题的理论基础。
2、教学目的:
1.知识与技能:
(1)通过观察和分析,知道什么是二力平衡状态。会画二力平衡时的受力示意图。
(2)通过实验探究,总结得出二力平衡的条件。
(3)了解二力平衡条件在日常生产和生活中的应用。
2.过程与方法:
通过研究二力平衡条件的实验,培养学生观察和实验能力;通过对二力平衡条件的应用,培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.情感态度与价值观:
通过观察生活中的平衡现象。初步领略自然现象中的美妙与和谐,培养对科学的热爱和对我们生存的空间探索的欲望。
3、教材的重点和难点
1.教学重点及其教学策略:
重点:探究二力平衡的条件
教学策略:通过猜想假设、实验探索、观察思考和实例分析得出二力平衡的条件。
2.教学难点及其教学策略:
难点:理解二力平衡的条件
教学策略:通过实际应用,举例说明等手段帮助学生克服困难、达到掌握的目标。
二、说教法
教学方法的选择是教学准备过程中一个很重要的环节,它对于实现教学目标、完成教学任务起着决定性作用,所以要圆满地达成目标,需要优选教法。根据本节内容的特点,结合学生的实际情况,为了更好地突出重点、突破难点,采用以下教法:安排了“探究二力平衡条件”的实验活动,创设物理情境,激发求知欲,在教师指导下,学生对实验进行观察、思考,最终解决问题,使重点得以突出,也为难点突破铺平了道路。充分体现“教师主导,学生主体”的教学原则。
三、说学法
教学过程中,不仅要教给学生知识,更重要的是教给学生学习方法。通过探究实验,充分发挥实验的直观作用,以激发学生的学习兴趣,培养创造力。在实验中,指导学生学会“实验探索—思考深入—归纳总结”的实验探究问题的方法,符合学生的认知规律。得出二力平衡条件后,指导学生学习“理解提炼记忆法”,将条件提炼出来,达到简、明、准,同时也提高了思维能力。此外,在教学的全过程中,随时指导学生听课、记笔记、练习等科学方法,使课�
四、说教学程序
1、创设情景,引入新课:
通过阅读课本P62页图9-1的几幅图片(如静止在桌上的花瓶、匀速行驶的列车、静止的叠石等)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。列举常见的例子:悬挂的电灯,桌上放的粉笔盒,平直马路上匀速行使的汽车等,说明物体受外力作用时,也可能保持静止状态或匀速直线运动状态,此时称为力的平衡,物体所处状态为平衡状态。引出凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体处于平衡状态。由此引出力的平衡的概念,物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态我们就说这几个力相互平衡。二力平衡是最简单的一种。
2、新课教学
以二力平衡为贯穿全课的明线,利用实验引导学生观察、探索、发现、归纳二力平衡条件,以突出重点,运用典型练习进行循环式训练,突破难点。
(1)探究二力平衡的条件
物体受到两个力作用,总能处于平衡状态吗?例如:放在光滑斜面上的小球,能静止吗?刚刚开动的汽车能作匀速直线运动吗?(说明:这里我们只研究与物体运动方向有关的力)提问学生,物体分别受几个力,能否保持相应状态。
显然,上述两物体不能处于平衡状态,那么物体受两个力作用时,需要满足什么条件,才能达到平衡呢?下面通过实验进行探究。
学生分组实验
器材:带两个定滑轮的铁架台、硬纸板、钩码、线绳。
实验步骤:
①排除物体受力方向相同的两个拉力情况
②一根绳的自由端挂一只钩码,另一根绳的自由端挂两只钩码,两根绳分别通过两个滑轮,观察物体处于什么状态,将挂两只钩码的一端去掉一只钩码呢。
③将物体转过一定角度还静止吗?何时恢复静止?
④将硬纸板剪成2半,还能平衡吗?
观察实验时,提出相应问题进行探索。
启发学生思考受两个力的物体保持静止的条件(由学生归纳)很可能学生归纳不完整,逐渐引导学生补充完善。教师小结二力平衡条件:作用在一个物体上的两个力,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。同时指出受两个力作匀速直线运动的物体也符合上述条件。
实验过程中,教师的演示、引导充分体现了主导作用,学生的观察、探索、思考、归纳也充分体现了主体地位。通过探索、归纳二力平衡的条件,及时对学生进行辩证唯物主义教育,使思想政治教育与物理教学有机地结合起来。
在得出二力平衡条件的基础上,引导学生认真阅读条件内容,仔细推敲,深入剖析,将条件概括提炼出来。教师小结:同物、等大、反向、同线。不仅使学生加深了对条件的理解和记忆,而且培养概括思维能力。
(2)二力平衡条件的应用
实例:吊着的电灯保持静止,灯受重力4.9牛,则此灯受拉力大小和方向如何?
先由灯处于静止得到它受平衡力;然后分析灯受哪两个力,即重力和拉力,最后根据二力平衡条件,已知重力4.9牛,方向竖直向下,确定出灯受拉力4.9牛,方向竖直向下。
所以,可以根据二力平衡条件,已知其中一个力的大小方向,确定出另一个力的大小和方向。
由实例过渡,自然,顺情顺理,并通过对实例的分析,明确了思路,初步培养分析问题、解决问题的能力,突破难点。
3、课堂小结
由学生归纳本课所学知识
4、课堂练习:补充习题基础部分练习
(一)教学目的
1.知道什么是力的平衡,初步掌握二力平衡的条件。
2.会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题。
3.通过实验培养学生的观察能力、分析综合能力、判断能力。
(二)重点与难点
二力平衡的条件及应用
(三)教学过程
1.引入新课
问:牛顿第一定律的内容是什么?
答:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
问:物体处于静止状态或匀速直线运动状态,是否就一定不受力呢?
放在桌上的书是静止的,它受到重力和支持力。在平直马路上匀速行驶的汽车,受到牵引力和阻力。可见,物体在受到外力作用时,也可能处于静止或匀速直线运动状态。
力可以改变物体的运动状态,几个力作用在物体上,为什么没有改变物体的运动状态呢?这是因为作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果互相平衡。也就是说这几个力互相平衡。
2.新课教学
[板书1]三、二力平衡
1.力的平衡:物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力互相平衡。
物体的平衡状态:静止或匀速直线运动状态。
物体受两个力作用保持平衡的情况最简单,我们先来研究这种情况。
问: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?举例说明。
答:不一定。如放在光滑斜面上的书,要沿斜面向下滑。汽车或电梯起动时,速度越来越快。
物体受到的两个力,要满足什么条件才能平衡呢?我们通过实验来研究。
[板书2]
2.二力平衡的条件
[实验1]研究二力平衡的条件
将光滑木板放在水平桌面上,木块放在木板上。(木板为45厘米×60厘米,板上安装2个定滑轮,3个羊眼圈。木块上安4个挂钩。如图1所示)在木块挂钩1、2上拴好细绳并跨过滑轮,绳下端各挂若干钩码如图2所示。
研究对象:木块。
受力分析:水平方向受到绳施加的两个拉力。
观察木块在什么条件下静止,什么条件下发生运动。
提示:力的三要素:大小、方向、作用点。
(1)二力大小不相等,左端挂1个钩码,右端挂2个钩码。放手后木块由静止开始向右运动。
(2)二力大小相等。左、右两端各挂1个钩码。放手后,木块保持静止。
问:是否只要两个力大小相等,就可以互相平衡呢?
[实验2]如图3所示,把两根细绳的一端分别拴在木块的挂钩1、4上,另一端各穿过羊眼圈2、3后分别挂1个钩码。放手后,木块由静止开始运动。
看来两个力只是大小相等,方向不相反,是不能互相平衡的。如果两个力大小相等,方向也相反,是否就可以平衡呢?
[实验3]装置与图3相同,将两根细绳的一端分别拴在木块挂钩3、4上,另一端各穿过羊眼圈1、2后分别挂1个钩码。放手后,木块由静止发生转动。
小结:作用在木块上的两个力要想互相平衡必须满足三个条件:(1)大小相等,(2)方向相反,(3)在同一直线上。
请同学们自己做一个实验研究二力平衡的条件。
[实验4]每个同学桌上有2个弹簧秤,一块塑料板,板上有几个洞。用两个弹簧秤拉这块塑料板,想一想怎样拉才能使塑料板保持静止不动?
学生进行实验,教师巡视、指导,用投影仪打出实验的投影片。
请一位同学归纳、总结一下要使塑料板保持静止(处于平衡状态),作用在塑料板上的两个力必须满足的条件是什么?
答:大小相等,方向相反,并且在同一直线上。
[板书3]作用在一个物体上的两个力,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。
大量实验表明物体在二力作用下保持匀速直线运动的条件也是这两个力必须大小相等,方向相反,并且在同一直线上。
请同学们用力的示意图把塑料板上受到的两个力画出来。
教师打出相应的投影片。(可用复合片)
问:根据同一直线上二力合成的知识,彼此平衡的两个力的合力是多少?
答:彼此平衡的两个力的合力为零。
[板书4]彼此平衡的两个力的合力为零。
力的平衡在日常生活中有许多实际应用,应会根据平衡状态,找出平衡力;根据物体受力情况,判断它是否处于平衡状态。
[板书5]3.二力平衡条件的应用
例1.(1)吊在空中重5牛的电灯(如图4),静止不动时,电线对它的拉力是多大?
(定)研究对象:电灯。
(析)受力分析:重力、拉力。
(判)运动状态:静止。
(找)两个力的关系:互相平衡。(大小相等,方向相反,在同一直线上。)
结论:拉力是5牛,方向竖直向上。
请同学们分析下面的事例。
(2)放在桌上的书。(重力、支持力)
(3)匀速下落的跳伞运动员。(重力、阻力)
(4)平直马路上匀速行驶的汽车。(牵引力、阻力)
例2.汽车行驶时受到的牵引力为f,受到的阻力为f.
(1)当f>f时,汽车做什么样的运动?
(2)当f=f时,汽车做什么样的运动?
(3)当f<f时,汽车做什么样的运动?
研究对象:汽车。
受力分析:水平方向受牵引力f,阻力f.
两个力的关系:f>f,两个力不互相平衡,f合=f-f.
运动状态:不能处于平衡状态。
结论:汽车在f合作用下将做加速运动。
当f=f,f<f时汽车将做什么样的运动,请同学们分析。
例3.如图5所示,物重6牛,弹簧秤向上拉示数为牛,水平地面给物体的支持力是多大?
答:支持力是2牛。
3.布置作业
(1)思考题:课本第108页“想想议议”。
(2)书面作业:课本第108页练习1-4.
(3)做做看:课本第112页巧找重心。
(四)教法说明
1.讲述物理规律的课,一般分四步进行:(1)观察现象提出问题;(2)通过实验研究问题;(3)分析、概括得出规律;(4)运用规律分析解决问题。在教学中要重视科学、方法的教育,体现物理学是以实验为基础的科学。使学生懂得按照研究、解决科学问题的过程,来认识、处理问题会更有效。
2.教法上采用边提问,边实验,边讨论,边总结的方法,引导学生参与知识形成的全过程。在教学中结合一个个新问题的提出和解决,使学生领会提出问题的思路,解决问题的方法。通过有序地进行观察、分析的训练,培养学生的观察、实验能力,分析、概括能力。
3.对传统的二力平衡实验装置进行改进,使演示的现象更直观、鲜明,便于从实验现象导出结论。为使更多的学生能看清现象,可在实验装置后放一面与水平面成45度角的平面镜。
一、教学目标
1、依据生活经验认识平衡力和平衡状态,会判断物体受到的力是否为平衡力。
2、经历二力平衡的实验探究过程,能归纳总结出结论。
3、会应用二力平衡的知识解决实际问题。
二、教学重点和难点:二力平衡的条件
三、教学过程:
(一)复习提问:牛顿第一定律的内容是什么?
(二)新课引入:是不是只用不受力的物体才能保持静止或做匀速运动?举例说明。
(三)进行新课:
1、平衡力和平衡状态
实例分析:不同状态下物体的受力情况(对媒体展示),指出这时作用该物体上的几个力如果能保持物体运动状态不变,我们就说几个力互相平衡。物体受力平衡时最简单的情况是受两个力作用,只有两个力作用时,就叫二力平衡。引导学生认识平衡状态。
引出:物体受力作用时满足什么条件才能保持平衡?
2.二力平衡条件
实验探究:二力平衡的条件。
设计好实验方案,组织学生分组进行实验。引导学生观察并思考下列问题,分析得出结论。
小车是否静止?小车静止时受到的两个拉力的大小有什么关系?方向有什么关系?在细线的两端悬挂质量不相同的钩码,小车还能静止吗?
把小车扭转一下,使两个力的作用线不在同一直线上,小车还能静止吗?重新平衡后,两个力的方向有什么特点?
结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
3.二力平衡条件的应用
(1)由平衡力中的一个力确定另一个力;
(2)由物体的运动情况确定物体的受力情况,进而判断各力间的关系;
(3)由物体的受力情况确定物体的运动情况。
四、小结:本节课我们学到了什么?
五、巩固练习:
1、放在水平桌面上的书所受力中,属于平衡力的是()
A.书对桌面的压力与书所受的重力;
B.书对桌面的压力与桌面对书的支持力;
C.书所受的重力与桌面对书的支持力;
D.书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力.
2、起重机的钢丝绳吊着重物,比较在重物静止时,重物匀速上升时,重物匀速下降时钢丝绳对重物的拉力大小,则()
A.重物匀速上升时,拉力最大
B.重物静止时,拉力最大
C.重物匀速下降时,拉力最大
D.上述三种情况,拉力一样大
六、布置作业:“动手动脑学物理”第1、2、3、4题。