《二力平衡》教学设计 、教学目标 (一)知识与技能 1.依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念,会判断物体受到的力是否为平衡力 2会利用二力平衡知识分析解决实际问题 (二)过程与方法 1.经历探究二力平衡条件的实验过程,归纳、总结得出结论 2.通过认识平衡力和平衡状态关系,进一步体会力与运动的密切关系 三)情感、态度与价值观 1.通过参与实验活动,培养学生积极参与主动与科学探究实践的思想和互相配合的协 作精神。 2.在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中,体会物理与生活的密切联系 二、教学重难点 本专题是在学生学习了牛顿第一定律的基础上,通过对保持静止状态和匀速直线运动状 态的物体进行受力分析展开的。它为后面学习测量摩擦力、浮力等打下基础 本节内容由“二力平衡的条件”“二力平衡条件的应用”两部分内容组成。教学的重点 是二力平衡的条件,关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。二力平衡条件的应用 是本专题教学的难点,突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析,引导学生归纳、总 结、应用二力平衡的条件 三、教学策略 学生在本章中已经学习了力、牛顿第一定律的相关内容,了解物体运动状态改变与力的 关系,这些内容为学习本节内容提供了必要的知识基础。教学时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受到两个力的作用,进而引申到讨论二 力平衡条件是什么,接着通过自主探究得出二力平衡时力的三要素应满足的条件。为了更容 易从实验得出平衡条件的结论,请学生自己进行实验探究。最后引导学生用二力平衡的条件 解释一些生活现象。 四、教学资源准备 多媒体课件、小车、棉线、钩码、滑轮、铁架台 五、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 播放视频:匀速上升的潜水艇、缓缓降落的|学生思考分析,物体|感受力与 宇宙飞船、放在课桌上的书本、吊在天花板有的做匀速直线运|美的结合, 下的电灯等。 动,有的静止。在竖体会物理 思考:这些物体分别做什么运动?它们分别直方向上都受到两个与生活的 导入新课受到哪些力的作用 力的作用 密切关系, (5分|讨论:牛顿第一定律告诉我们,物体在不受 激发学习 钟)外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运 兴趣 动状态。但是现实情况是一切物体都要受到 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?
《二力平衡》教学设计 一、教学目标 （一）知识与技能 1．依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力。 2 会利用二力平衡知识分析解决实际问题。 （二）过程与方法 1．经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结得出结论。 2．通过认识平衡力和平衡状态关系，进一步体会力与运动的密切关系 （三）情感、态度与价值观 1．通过参与实验活动，培养学生积极参与主动与科学探究实践的思想和互相配合的协 作精神。 2．在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中，体会物理与生活的密切联系。 二、教学重难点 本专题是在学生学习了牛顿第一定律的基础上，通过对保持静止状态和匀速直线运动状 态的物体进行受力分析展开的。它为后面学习测量摩擦力、浮力等打下基础。 本节内容由“二力平衡的条件”“二力平衡条件的应用”两部分内容组成。教学的重点 是二力平衡的条件，关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。二力平衡条件的应用 是本专题教学的难点，突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析，引导学生归纳、总 结、应用二力平衡的条件。 三、教学策略 学生在本章中已经学习了力、牛顿第一定律的相关内容，了解物体运动状态改变与力的 关系，这些内容为学习本节内容提供了必要的知识基础。教学时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受到两个力的作用，进而引申到讨论二 力平衡条件是什么，接着通过自主探究得出二力平衡时力的三要素应满足的条件。为了更容 易从实验得出平衡条件的结论，请学生自己进行实验探究。最后引导学生用二力平衡的条件 解释一些生活现象。 四、教学资源准备 多媒体课件、小车、棉线、钩码、滑轮、铁架台。 五、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 （5 分 钟） 播放视频：匀速上升的潜水艇、缓缓降落的 宇宙飞船、放在课桌上的书本、吊在天花板 下的电灯等。 思考：这些物体分别做什么运动？它们分别 受到哪些力的作用？ 讨论：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。但是现实情况是一切物体都要受到 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？ 学生思考分析，物体 有的做匀速直线运 动，有的静止。在竖 直方向上都受到两个 力的作用。 感受力与 美的结合， 体会物理 与生活的 密切关系， 激发学习 兴趣
(一)二力平衡 物体受两 上面的现象中潜水艇和飞船,两者都处于匀学生归纳: 个力作用 速直线运动状态:而书本和电灯都处于静止 保持平衡 状态。 平衡状态:把物体处的情况最 引导学生归纳什么是平衡状态?什么是二力于匀速运动状态和静简单,所以 平衡? 止状态都称为物体处先来研究 思考:是不是一个物体受到两个力的作用,于平衡状态 这种简单 就一定会处于静止状态或做匀速运动状态|二力平衡:当物体在的问题 呢?也就是说这两个力一定是平衡力呢? 两个力的作用下处于 演示:用手拉着钩码加速往上提。 (1)钩码受到几个力的作用?手往上提钩码二力平就称为|应使学生 衡状态时 引导学生思考: 认识物体 时的运动状态改变了吗? 受两个力 (2)这说明了钩码受到的两个力是平衡力 作用时并 学生交流回答: 不总能保 思考:物体处于平衡状态时,它受到的两个 持静止或 力应该满足什么条件?下面我们通过桌面上|钩码受到重力和拉力匀速直线 的小车进行探究。 两个力的作用。因为运动状态 (二)探究二力平衡的条件 钩码做加速运动,没由此引出 有处于平衡状态,所二力平衡 以重力和拉力不是平|的条件 新课教学 衡力。这说明一个物 (30分 体受到两个力作用, 钟) 这两个力不一定是平 衡力。 图1 教师引导学生把探究 如图1,把小车放在光滑的水平桌面上,向挂中的问题思考清楚然 在小车两端的托盘里放钩码。思考 后让学生动手实验, 小车在水平方向受到哪些力的作用?用力的记录数据,分析归纳 示意图画出小车受到的两个拉力 得出结论:作用在同充分发挥 下面就让小车保持静止,看一看它受到的两一个物体上的两个|实验在物 个拉力应该满足什么关系? 力,必须大小相等,理教学中 学生分组实验:探究二力平衡的条件 方向相反,并作用在的促进作 (1)提出问题: 同一条直线上。 用,帮助学 个物体受到两个力作用处于平衡状态时, 生理解物 它受到的两个力应该满足什么条件? 简单地说,就是:同理概念和 (2)猜想与假设: 体、等值、反向、共规律。这里 (教师可以提示学生从力的大小、方向、作 采用的方 用点这三个要素来考虑) 3)制定实验计划、设计实验 法是从特 可以设计什么样的实验来探究这个问题呢? 殊到一般 (图1是否可以作为参考?)实验时如何改 从具体形 变力的大小、方向和作用点? 象到抽象 概括,由浅
新课教学 （30 分 钟） （一）二力平衡 上面的现象中潜水艇和飞船，两者都处于匀 速直线运动状态；而书本和电灯都处于静止 状态。 引导学生归纳什么是平衡状态？什么是二力 平衡？ 思考：是不是一个物体受到两个力的作用， 就一定会处于静止状态或做匀速运动状态 呢？也就是说这两个力一定是平衡力呢？ 演示：用手拉着钩码加速往上提。 引导学生思考： （1）钩码受到几个力的作用？手往上提钩码 时的运动状态改变了吗？ （2）这说明了钩码受到的两个力是平衡力 吗？ 思考：物体处于平衡状态时，它受到的两个 力应该满足什么条件？下面我们通过桌面上 的小车进行探究。 （二）探究二力平衡的条件 图 1 如图 1，把小车放在光滑的水平桌面上，向挂 在小车两端的托盘里放钩码。思考： 小车在水平方向受到哪些力的作用？用力的 示意图画出小车受到的两个拉力。 下面就让小车保持静止，看一看它受到的两 个拉力应该满足什么关系？ 学生分组实验：探究二力平衡的条件。 （1）提出问题： 一个物体受到两个力作用处于平衡状态时， 它受到的两个力应该满足什么条件？ （2）猜想与假设： （教师可以提示学生从力的大小、方向、作 用点这三个要素来考虑） （3）制定实验计划、设计实验 可以设计什么样的实验来探究这个问题呢？ （图 1 是否可以作为参考？）实验时如何改 变力的大小、方向和作用点？ 学生归纳： 平衡状态：把物体处 于匀速运动状态和静 止状态都称为物体处 于平衡状态。 二力平衡：当物体在 两个力的作用下处于 平衡状态时，就称为 二力平衡。 学生交流回答： 钩码受到重力和拉力 两个力的作用。因为 钩码做加速运动，没 有处于平衡状态，所 以重力和拉力不是平 衡力。这说明一个物 体受到两个力作用， 这两个力不一定是平 衡力。 教师引导学生把探究 中的问题思考清楚然 后让学生动手实验， 记录数据，分析归纳， 得出结论：作用在同 一个物体上的两个 力，必须大小相等， 方向相反，并作用在 同一条直线上。 简单地说，就是：同 体、等值、反向、共 线。 物体受两 个力作用 保持平衡 的情况最 简单，所以 先来研究 这种简单 的问题。 应使学生 认识物体 受两个力 作用时并 不总能保 持静止或 匀速直线 运动状态。 由此引出 二力平衡 的条件。 充分发挥 实验在物 理教学中 的促进作 用，帮助学 生理解物 理概念和 规律。这里 采用的方 法是从特 殊到一般， 从具体形 象到抽象 概括，由浅
(4)进行实验、收集数据 入深,符合 小车所受二力情况 小车运动情况 初中学生 小防向是否在(静止与否) 的认知规 条直线上 (5)分析与论证: 引导学生分析,哪些情况下小车不能保持静 上?哪些情况下小车能保持静止,从而得出 结论。 (6)评估 可以向学生指出,小车在水平方向还会受到 摩擦阻力,但实验中控制这个阻力很小,与 拉力相比可以忽略。 (三)二力平衡的应用 引导学生按正确的思通过举例 路分析回答:电灯受进一步使 根据物体的运动状态判断受力情况 重力和电线的拉力,学生掌握 思考: 处于静止状态,所以力与运动 (1)吊在空中静止不动的电灯,若电线的拉重力和电线的拉力是的关系,同 力为2N,则灯受到的重力是多少? 平衡力。那么这两个时能培养 (2)重力为2N的课本在水平桌面上静止时力一定满足二力平衡学生的分 桌面对课本的支持力多大? 的条件,即大小相等,析论证能 (3)跳伞运动员和伞在空中匀速直线下落,方向相反,且在一条力,锻炼学 若伞和人总重500N,则他们受到的阻力是多直线上。所以灯受到 生思维的 的重力为2N 缜密性。 总结:根据物体处于静止状态或匀速直线运学生交流回答:牵引 动状态,可以判断出作用在物体上的两个力力大于阻力,火车将 是平衡力,进而判断所求力的大小和方向。加速;牵引力小于阻 2.根据受力情况判断物体的运动状态 力,火车将减速;牵 思考:火车在平直的轨道上行驶,在水平方引力和阻力相等时, 向上受牵引力和阻力。如果牵引力大于阻力,水平方向二力平衡 火车将怎样运动?如果牵引力小于阻力,火火车可能匀速直线前 车又将怎样运动?牵引力和阻力相等时,火进 车又将怎样运动? 学生交流回答相同点 总结:物体不受力时,应保持匀速直线运动是:都满足大小相等 或保持静止状态。物体受一个力,运动状态|方向相反,作用在同 发生改变,这是力产生的效果。物体受平衡一直线上。它们最根 力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态。本的不同点是:一对 静止的物体受平衡力时,仍然保持静止:运|平衡力是作用在“同 ”物体上的力,而
（4）进行实验、收集数据： 小车所受二力情况 小车运动情况 大小 方向 是否在一（静止与否） 条直线上 （5）分析与论证： 引导学生分析，哪些情况下小车不能保持静 止？哪些情况下小车能保持静止，从而得出 结论。 （6）评估： 可以向学生指出，小车在水平方向还会受到 摩擦阻力，但实验中控制这个阻力很小，与 拉力相比可以忽略。 入深，符合 初中学生 的认知规 律。 （三）二力平衡的应用 1．根据物体的运动状态判断受力情况 思考： （1）吊在空中静止不动的电灯，若电线的拉 力为 2N，则灯受到的重力是多少? （2）重力为 2N 的课本在水平桌面上静止时， 桌面对课本的支持力多大？ （3）跳伞运动员和伞在空中匀速直线下落， 若伞和人总重 500N，则他们受到的阻力是多 少？ 总结：根据物体处于静止状态或匀速直线运 动状态，可以判断出作用在物体上的两个力 是平衡力，进而判断所求力的大小和方向。 2．根据受力情况判断物体的运动状态 思考：火车在平直的轨道上行驶，在水平方 向上受牵引力和阻力。如果牵引力大于阻力， 火车将怎样运动？如果牵引力小于阻力，火 车又将怎样运动？牵引力和阻力相等时，火 车又将怎样运动？ 总结：物体不受力时，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 引导学生按正确的思 路分析回答：电灯受 重力和电线的拉力， 处于静止状态，所以 重力和电线的拉力是 平衡力。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。所以灯受到 的重力为 2N。 学生交流回答：牵引 力大于阻力，火车将 加速；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， 火车可能匀速直线前 进。 学生交流回答相同点 是：都满足大小相等， 方向相反，作用在同 一直线上。它们最根 本的不同点是：一对 平衡力是作用在“同 一”物体上的力，而 通过举例 进一步使 学生掌握 力与运动 的关系，同 时能培养 学生的分 析论证能 力，锻炼学 生思维的 缜密性
动的物体受平衡力时,仍然做匀速直线运动。一对相互作用力是分 3.一对平衡力和一对相互作用力的区别别作用在“不同”物 思考:一对平衡力和一对相互作用力有许多体上的力。两个力 相似的地方,但也有不同的地方。试着把它只要不是作用在同 们加以区别。 物体上,就不可能 平衡力:两个力中 发生作用的物体只要 出现第三个,就不可 能是相互作用力。 通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实学生可以个别回答,促进知识 课堂小结验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究|或相互交流,在交流的巩固掌 5分的问题? 的基础上进行学习小握。提升学 钟) 生的交流 表达能力。 《二力平衡》同步测试 、选择题 1.如图1是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是( A.实心球在空中上升 B.实心球从空中下落 C.实心球在地上越滚越慢 实心球停在地面上 答案:D 2.如图2所示的四种情形中,属于二力平衡的是( [, FI=SN B 图2 答案:B 3.如图3所示,小汉沿水平方向用力推停在水平地面上的静止汽车,但没推动,则下 列说法正确的是() A.小汉对车的推力大于车受到的阻力 B.小汉对车的推力等于车受到的阻力 C.小汉对车的推力小于车受到的阻力 D.小汉对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定 答案:B 图3
动的物体受平衡力时，仍然做匀速直线运动。 3．一对平衡力和一对相互作用力的区别 思考：一对平衡力和一对相互作用力有许多 相似的地方，但也有不同的地方。试着把它 们加以区别。 一对相互作用力是分 别作用在“不同”物 体上的力。两个力， 只要不是作用在同一 物体上，就不可能是 平衡力；两个力中， 发生作用的物体只要 出现第三个，就不可 能是相互作用力。 课堂小结 （5 分 钟） 通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实 验探究中又存在哪些问题？还有什么想探究 的问题？ 学生可以个别回答， 或相互交流，在交流 的基础上进行学习小 结。 促进知识 的巩固掌 握。提升学 生的交流 表达能力。 《二力平衡》同步测试 一、选择题 1．如图 1 是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是（ ） A．实心球在空中上升 B．实心球从空中下落 C．实心球在地上越滚越慢 D．实心球停在地面上 答案：D 2．如图 2 所示的四种情形中，属于二力平衡的是（ ） 答案：B 3．如图 3 所示，小汉沿水平方向用力推停在水平地面上的静止汽车，但没推动，则下 列说法正确的是（ ） A．小汉对车的推力大于车受到的阻力 B．小汉对车的推力等于车受到的阻力 C．小汉对车的推力小于车受到的阻力 D．小汉对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定 答案：B
4.如图4,对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶,下列说法正确的是( A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力 B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力 C.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力是不同的 如果瓶子所受的力同时全部消失,它将仍留在原位保持原来的静止状态 谷案:D 5.如图5所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动,下 图4 列说法中正确的是( ) A.物体所受拉力和重力是一对平衡力 B.物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力 C.桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力 D.桌面对物体的支持力和物体受到的阻力是一对平衡力答案:B 6.关于足球受力与运动的关系,下列说法正确的是( A.足球只有受力才能运动 B.足球受平衡力,一定处于静止状态 C.足球的运动状态改变,不一定受力 D.足球踢出后继续运动,是由于足球具有惯性 答案:D 填空题 7.重力为400N的某学生站在静止的电梯里受 到 和 它们的施力物体分别 是 和 ,该同学受到电梯地板对他向上的作用力等 答案:重力支持力地球电梯400N 8.如图6所示,用尺子猛力将下面的棋子击出时,上面的棋子不会飞出而是落到正下 方,是由于它们具有:如图7所示,如果用尺子缓慢击打下面的棋子,紧挨被击打 棋子上面的棋子会前移,是因为它受到 的作用。 图6 图7 答案:惯性阻力 假设质量为m的冰雹从高h处下落,在下落的过程中,所受阻力大小与冰雹下落速 度的平方成正比,比例系数为k,则该冰雹降落可能达到的最大速度 (可以认为冰雹下落过程中质量不变)。 答案: 三、实验题 10.如图8甲是小华同学探究二 力平衡条件时的实验情景
4．如图 4，对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶，下列说法正确的是（ ） A．桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力 B．瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力 C．瓶子正放与倒放时，对桌面的压力是不同的 D．如果瓶子所受的力同时全部消失，它将仍留在原位保持原来的静止状态 答案：D 5．如图 5 所示，物体在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面匀速向右运动，下 列说法中正确的是（ ） A．物体所受拉力和重力是一对平衡力 B．物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力 C．桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力 D．桌面对物体的支持力和物体受到的阻力是一对平衡力 答案：B 6．关于足球受力与运动的关系，下列说法正确的是（ ） A．足球只有受力才能运动 B．足球受平衡力，一定处于静止状态 C．足球的运动状态改变，不一定受力 D．足球踢出后继续运动，是由于足球具有惯性 答案：D 二、填空题 7 ．重力为 400 N 的 某 学 生 站 在 静 止 的 电 梯 里 受 到 和 ， 它 们 的 施 力 物 体 分 别 是 和 ，该同学受到电梯地板对他向上的作用力等 于 。 答案：重力 支持力 地球 电梯 400N 8．如图 6 所示，用尺子猛力将下面的棋子击出时，上面的棋子不会飞出而是落到正下 方，是由于它们具有_______；如图 7 所示，如果用尺子缓慢击打下面的棋子，紧挨被击打 棋子上面的棋子会前移，是因为它受到________的作用。 图 6 图 7 答案：惯性 阻力 9．假设质量为 m 的冰雹从高 h 处下落，在下落的过程中，所受阻力大小与冰雹下落速 度 的 平 方 成 正 比 ， 比 例 系 数 为 k ， 则 该 冰 雹 降 落 可 能 达 到 的 最 大 速 度 是 （可以认为冰雹下落过程中质量不变）。 答案： 三、实验题 10．如图 8 甲是小华同学探究二 力平衡条件时的实验情景
图3 (1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两 端的线分别跨过左右支架 上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向,并通过调整来 改变拉力的大小 (2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片(选填“能”或“不 能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 (3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图8甲所示情况下,小华 下一步的操作是 (4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图8乙所示的实验, 同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是 A.减少阻力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料 C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 小卡片容易扭转 答案:(1)相反钩码数量(2)不能不在同一直线上的两个力能否平 )把小纸片剪成两半(4)A
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两 端的线分别跨过左右支架 上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 ，并通过调整 来 改变拉力的大小。 （2）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片 （选填“能”或“不 能”）平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 。 （3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图 8 甲所示情况下，小华 下一步的操作是： 。 （4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图 8 乙所示的实验， 同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是 。 A．减少阻力对实验结果的影响 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．小卡片容易扭转 答案：（1）相反 钩码数量 （2）不能 不在同一直线上的两个力能否平 衡 （3）把小纸片剪成两半 （4）A 图 3