PAGEPAGE4第二節二力平衡1課時新授課【教學目標】知識與技能1.知道力的平衡概念，知道兩種平衡狀態——靜止狀態和勻速直線運動狀態。2.理解二力平衡條件。3.會應用二力平衡條件去分析、解決簡單的問題。過程與方法1．通過組織學生討論并對物體受力分析，理解二力平衡的概念；2．通過組織探究實驗得出二力平衡的條件。情感、態度與價值觀1．通過探究二力平衡的條件,培養學生樹立用實驗方法解決物理問題的思想和方法。2．通過探究實驗,進一步培養學生對待實驗實事求是的科學態度和嚴謹的科學作風。【教學重難點】重點：1．知道二力平衡的條件。2．應用二力平衡條件解決實際問題。難點：學生設計實驗探究二力平衡條件。【教學準備】或【實驗準備】教師用：多媒體課件。學生用（每組）：塑料片、棉線、鉤碼、滑輪、剪刀【教學過程】主要教學過程教學內容教師活動學生活動一、創設情景，引入新課【課前欣賞】播放家庭房間里桌椅、桌面上的電視、花瓶、勻速直線下落的降落傘、起重機勻速直線提升重物。【溫故而知新】牛頓第一定律的內容是什么？能不能反過來說，凡是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的物體都沒有受到外力呢？請舉例證明。(設計意圖：讓學生產生認知沖突，激發探究欲望。)回答：一切物體在沒有受到力作用的時候，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。小組討論：不能，并用生活中的事例說明：靜止的書本、桌子、勻速直線行駛的汽車等它們都受到力的作用。二、合作探究，建構知識（一）力的平衡1．【實例受力分析】請分析桌上靜止的茶杯、被起重機勻速吊起的貨物、勻速直線行駛的汽車的受力情況。說明：在現實生活中，物體往往同時受多個力作用而處于靜止或勻速直線運動狀態，既運動狀態不變，和物體不受力的的情況一樣，這幾個力的作用效果相互抵消。2．【引導總結】認知概念1．物體在受到幾個力的作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態，我們就說這幾個力平衡。2.靜止或勻速直線運動狀態叫做“平衡狀態”。3．【反饋練習】下列物體受平衡力是（）A、在圓軌道上轉彎的過山車B、加速升空的火箭C、進站的火車D、馬路上勻速直線行駛的汽車【想一想】1．物體受到平衡力的標志是什么呢？2．物體受到非平衡力將怎樣？（設計意圖：由常見物體的受力分析認知概念，易于理解接受，并通過練習、問題討論提升認識。）受力分析：茶杯受重力和桌子的支持力、貨物受重力和鋼繩的拉力、汽車除了受到重力和地面的支持力，還受到牽引力和阻力。認知什么是力的平衡、什么是平衡狀態。學以致用：判斷物體的運動狀態是否是平衡狀態（靜止或勻速直線運動）。勻速圓周運動的方向發生變化，受的不是平衡力。思考回答：物體處于靜止或勻速直線運動狀態；受到非平衡力其運動狀態會發生改變。（二）二力平衡1．定義2．探究二力平衡的條件【引領認知】像前面實例中的茶杯、貨物，物體在兩個力的作用下，能夠靜止或者做勻速直線運動，我們就把這個兩個力稱作二力平衡。二力平衡是力的平衡中最簡單情景。【實驗探究、合作研討】1．提出問題：如果作用在物體上的力只有兩個，且物體處于平衡狀態，這兩個力應該滿足什么樣的條件呢？2.猜想假設：認識力，要從力的三要素入手，請同學們結合剛才對受到平衡力的物體的受力分析，從力的三要素出發進行大膽的猜想。3.設計實驗：【介紹實驗器材】鉤碼、細線、塑料片你打算運用什么方法進行探究？說明：實驗研究對象是塑料片，為了忽略其重力的影響，塑料片要輕。師生討論后，歸納方案。4.進行實驗：【友情小提示】在下面各實驗中觀察并記錄塑料片將是否保持平衡，運動狀態是否改變，兩個拉力有何關系，在什么條件下會保持平衡狀態（保持運動狀態不變），說明了什么。【實驗一】兩邊掛不等重的鉤碼；【實驗二】掛等重的鉤碼。【實驗三】（1）兩邊掛等重鉤碼，將卡片下移，使二力方向并不相反，釋放；（2）待塑料片靜止時，觀察二力方向。【實驗四】（1）兩邊掛等重鉤碼，將塑料片旋轉一定角度，使二力不在同一條直線上，釋放；（2）待塑料片靜止時，觀察二力。在表格中記錄現象：【實驗五】請用剪刀從中間剪斷塑料片，觀察它的運動狀態是否改變，能說明什么？（設計意圖：培養學生根據問題設計實驗的能力，使學生在實驗中培養了觀察能力、動手能力、合作精神，初步養成學習中科學求實的態度。）5.分析論證：【歸納總結】二力平衡的條件①作用在同一個物體上，②力的大小相等，③方向相反，④并且在一條直線上。【簡記】：同體、等大、反向、共線。【反饋練習】1．F1與F2是平衡力的是()2．靜止在水平桌面上的書，受到的平衡力是()A.書的重力和書對桌子的壓力B.書對桌子的壓力和桌子的重力C.書的重力和桌子對書的支持力D.書對桌子的壓力和桌子對書的支持力認知什么是二力平衡。猜想二力平衡的條件：1.大小相等2.方向相反3.在同一直線上交流：控制變量法。小組交流合作設計實驗，并展示交流。小組合作進行實驗，觀察實驗，在表格中記錄現象：掛不等重的鉤碼，塑料片不能保持平衡，運動狀態改變，兩個拉力不相等；掛等重的鉤碼，塑料片不能保持平衡，運動狀態改變，兩個拉力相等。交流總結：二力平衡時，兩個力的大小必須相等。塑料片不能保持平衡，運動狀態改變。交流總結：要使兩個力相互平衡，兩個力的方向必須相反。塑料片不能保持平衡，運動狀態改變。交流總結：要使兩個力相互平衡，這兩個力作用在同一條直線上。塑料片運動狀態改變，交流總結：研究二力平衡時，二力必須作用在同一物體上。學生結合實驗現象和實驗表格分析論證，歸納總結，回答。學以致用：運用二力平衡的條件解決問題。此題也是學生的易錯題。首先判斷兩個力的受力物體是否是同一物體，再利用其它條件進行判斷。（三）二力平衡應用【解決問題、合作研討】1．根據物體的狀態分析受力情況【典例剖析】跳傘運動員在空中勻速直線下降，如果已知人和傘所受的總重力是1000N，你能說出人和傘所受阻力的大小和方向嗎?方法點撥：明確研究對象→分析運動狀態→進行受力分析→根據二力平衡條件解題。【跟蹤練習、突破易錯點】某同學用F=10N的水平推力沒有推動一張課桌，則課桌受到的阻力多大？突破易錯點：通過利用二力平衡分析解答，破除推力小于阻力的錯誤觀點。2．根據物體的受力情況分析運動狀態【典例剖析】汽車沿直線行駛時受到的牽引力為F，受到的阻力為f。(1)當F＞f時，汽車做什么樣的運動？(2)當F=f時，汽車做什么樣的運動？(3)當F＜f時，汽車做什么樣的運動？解答、展示：人和傘作勻速直線運動→受到平衡力→二力大小相等、方向相反。解答展示：課桌靜止→受到平衡力→f=F=10N交流討論：（1）不平衡，汽車做加速直線運動；（2）二力平衡，汽車做勻速直線運動；（3）不平衡，汽車做減速直線運動。（四）拓展延伸1．平衡力與相互作用力的比較2．歸納總結運動和力的關系【比一比】平衡力和相互作用力的有何異同點？【小結】相同點：兩者都是大小相等、方向相反、在同一直線上；不同點：平衡力的受力物體是同一個物體，而相互作用力是兩個物體。【想想議議】請同學們結合牛頓第一定律和二力平衡的知識，想想力和運動之間有什么樣的關系呢？【歸納總結】1、力是改變物體運動狀態的原因；2、物體的運動不需要力來維持；3、物體靜止或勻速不受力或受平衡力4、物體受平衡力靜止或勻速直線5、物體受非平衡力運動狀態改變6、運動狀態改變，一定有力作用在物體上，并且是不平衡的力；7、有力作用在物體上，運動狀態不一定改變。【反饋練習】用一根細線拴一塊橡皮，在水平面上做勻速圓周運動，則橡皮在運動過程中（）A.橡皮受平衡力作用B.橡皮的運動狀態沒有發生改變C.橡皮的運動方向在不斷改變，受到的是非平衡力D.橡皮保持勻速圓周運動，是因為它有慣性交流討論：對比二力平衡和相互作用力在力的三要素方面的比較。（設計意圖：加深對二者的理解。避免出現混淆。）交流討論，回答。（設計意圖：提升對運動和力之間的關系的理解。）解答：圓周運動的運動方向發生變化，運動狀態發生改變，一定有力作用在物體上，并且是不平衡的力，答案：C三、課堂小結：回顧本節課的學習內容本節課你有哪些收獲？還有哪些疑惑?學生討論梳理知識，交流收獲和疑惑。四、課堂檢測教師巡視、講評學以致用完成檢測題、解答見附件1五、布置作業出示思考題題目見附件2課后完成【板書設計】第二節二力平衡一、力的平衡：1、物體在受幾個力作用時，如果幾個力的作用效果相互抵消，使物體處于靜止或勻速直線運動狀態，我們就說這幾個力平衡。2、靜止或勻速直線運動狀態叫做“平衡狀態”。二、探究：二力平衡的條件作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。三、二力平衡的應用1、物體處于平衡狀態→受平衡力2、物體受平衡力→處于平衡狀態【教學反思】一、教案的“亮點”1、實驗的改進具有創新性，用輕質紙片替代小車在木板上滑行，改進后的實驗減小了摩擦力對實驗現象的影響，不僅可以直接研究兩個力之間的關系，而且將演示板掛在黑板上，增加實驗的直觀性和可視性。2、環節環環相扣，教學設計有利于學生參與知識形成的全過程，實現知識的自我建構。習題設計有層次、針對性強，能提升學生對知識的認知。3、關注學生的發展，注重培養學生的各種能力。二、教學中易出現的問題1、二力平衡的探究實驗不要放任自由，這樣學生往往無從下手或學生只是喜歡擺弄實驗器材，對于實驗做好運動。2、學生容易忽視二力平衡條件之一“作用同一物體上”，為了讓學生認識這一知識點，設計了用剪刀剪開塑料片這一實驗。3、不要忽略對知識的運用，要精心設計習題。附件1【課堂檢測】1、一輛重為1.5×104N的小汽車，當它以60km/h的速度在水平路面上勻速行駛時受到的牽引力為2000N，那么汽車受到的阻力為N。汽車在水平地面上靜止受到支持力是2、下圖中的A、B、C、D分別是用照相機拍攝（每0.1s拍攝一次）的小球在四種不同運動狀態下的照片，其中小球受到平衡力作用是（）3、用電線掛在天花板上的電燈，靜止時受到的力是一對平衡力的是（）A．天花板對電線的拉力和電線對天花板的拉力B．電燈對電線的拉力和電線對電燈的拉力C．電線對電燈的拉力和電燈受到的重力D．電燈對電線的拉力和電燈受到的重力4、如右圖所示，用水平力推靜止在水平地面上的大木箱，沒有推動。這時，木箱受到的（）A．推力小于摩擦力B．推力和摩擦力大小一定相等C．推力一定小于重力D．推力和摩擦力方向相同5、如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。(1)小華將系于小卡片(重力可忽略不計)兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向，并通過調整來改變拉力的大小。(2)當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片(選填“能”或“不能”)平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究。(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：。(4)在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗比小明的實驗好。其主要原因是。A．減少摩擦力對實驗結果的影響B．小卡片比較容易獲取C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭轉附件2【作業思考題】1、如圖所示，無風時，站在地面上的小螞蟻驕傲地托著果實．對于該靜止的果實，下列說法正確的是（）A．果實受到重力和螞蟻的支持力作用，這是一對平衡力B．果實受到重力和螞蟻的支持力作用，這是一對相互作用力C．螞蟻對果實的支持力小于果實受到的重力D．螞蟻對果實支持力大于果實受到的重力2、如圖所示，在平直的馬路上