第十二章-运动及力-第六节-二力平衡.doc

第十二章 运动和力 第六节 二力平衡
1课时 新授课

【教学目标】
知识与技能
　 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．
过程与方法
1、培养学生的分析归纳能力。
2、注意发展学生的逻辑思维能力。
情感、态度与价值观
条件是从实验中总结出来的，在教学过程中应注意培养学生树立用实验方法解决物理问题的思想，对待实验实事求是的科学态度和严谨的科学作风。
【学习重难点】
　　二力平衡的条件及应用
【教学准备】
铁架台、滑轮、硬纸片、钩码、细绳、剪子
【教学过程】

主 要 教 学 过 程
教学内容
教师活动
学生活动
一、创设情景，引入新课
由牛顿第一定律可知：当一切物体没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。那么下面几个物体保持了静止或匀速直线运动，那么他们不受力吗？

在桌面上静止的茶杯

平直公路上匀速直线行驶的汽车
(设计意图: 通过这些现象激发学生思考：为什么受了力也能出现这些现象，有牛顿第一定律相违背吗？)
观看课件,结合自己的生活经验,体会为什么物体受了力但也会出现静止或匀速直线运动。

注：由于学生知识的限制可能说的不全面，但仍要让学生大胆表达。
二、教授新课
（一） 力的平衡

物体虽然受了力，但这几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。这时我们就说这几个力平衡。

当物体受到几个力，且这几个力平衡时，物体保持静止或匀速直线运动状态，因此，静止或匀速直线运动状态称之为平衡状态

师：
1、 静止在桌面上的茶杯受到几个力的作用。
2、 在平面公路上匀速直线的汽车受到几个力的作用。

茶杯和平直公路上匀速行驶的汽车受到的力大小和方向各有什么关系？

师生共同总结；茶杯只受两个力的作用：重力和支持力，这两个力大小，方向相反。由于都作用在同一个物体在，且方向相反，所以他们对物体的力作效果也相反，即作用效果相互抵消。
汽车在竖直方向受到重力和支持力，这两个力的作用效果想到抵消。在水平方向受到牵引力和阻力，这两个力的作用效果相互抵消。
结论：如果物体同时受到几个力的作用，但这几个力可以相互抵消，此时物体也可以做静止或匀速直线运动。和物体不受力的的情况一样。
(设计意图:通过分析具体的事例，让学生理解受了力仍可保持静止或匀速直线运动，其本质和物体不受力时相同，并不违背牛顿第一定律。)

在物体受力平衡中，物体只受到两个力的作用，且物体处于平衡状态，此时这两个力应当具备什么条件呢？
（设计意图：由复杂到简单，让学生首先思考二力保持平衡的条件，为下面的探究二力平衡的条件作下铺垫）
生：
1、 重力和支持力

2、 重力和支持力 牵引力和阻力

注：
由于学生知识积累不够多，在分析力的时候不够全面或语言表述不准确，教师可适当提醒。

从实际例子中分析并理解物体受了力，仍可保持静止或匀速直线运动的原因。

在教师引导下思考受平衡力时各力之间的关系
（二） 二力平衡
探究：探究二力平衡的条件
――猜想与假设

――设计实验

――进行实验与整理分析

――得出结论

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。

（三）二力平衡条件的应用

根据物体处于静止状态1、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

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.

1、实验方案？
2、实验目的及注意事项
物体只受到两个力的作用，且让物体保持平衡状态，这两个力应当具备什么条件？
实验中需要观察的要点是什么？

3、实验应该如何操作？为什么?
（设计意图：考查学生对控制变量法的应用能力,并且通过实验设计方案培养学生的创新能力）

【温馨提示】
1、 实验中的滑轮的作用只改变力的方向不改变力的大小。
2、 实验中应如何改变力的大小，如何验证力的方向的关系及是否在同一条直线上，如何验证二力平衡时二力的受力物体是同一物体？
（设计意图：为实验做好准备，便于学生操作。）
总结：
1、利用钩码个数验证力的大小的关系。
2、利用挂钩码的两条细绳在硬纸片的两端或将硬纸片扭转一个角度看出现的现象验证两力的方向的关系且是否在同一条直线上。
3、利用剪刀将硬纸片一分为两，看出现的现象，验证二力平衡时二力的受力物体是同一物体
实验步骤：
1、 将细绳拴在硬纸片的两角且各挂一个钩码，通过定滑轮悬挂在铁架台上，看出现的现象。
2、 两端各增加一个钩码，看有什么变化。
3、 通过观察硬纸片两端的绳子在一条直线上说明了什么问题？
4、 将硬纸片扭转一个角度看出现的现象，说明了什么问题？
5、 用剪刀将硬纸片一分为两，看出现的现象，说明了什么问题？

（设计意图：通过实验提高学生动手实验能力，小组合作能力，实验探究能力和分析问题能力）

板书并提醒学生有意识的理解和识记

体重为500N的人站在水平地面上,则他受到的支持力为 N，并画他的受力示意图。
分析：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.
支持力N=500牛顿

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.

（设计意图:让学生学会应用二力平衡，能根据平衡状态判定力的情况，或根据物体的受力情况判定物体的运动状态）

学生依据自己的生活经验思考、讨论、大胆猜想，并说出猜想的依据，各小组互相补充。

各小组成员间合作，协商需要哪些器材，如何进行实验

学生利用原来所学过的控制变量法来研究今天的探究实验，学生间进行探究如何进行控制变量。

学生认真动手实验，且将实验现象填入表格，并说明出现这种现象说明了什么问题，逐步提高自己的分析问题能力。

理解和识记二力平衡条件

学生分析问题并画出人受力示意图

结合力是改变物体运动状态的原因，理解物体是加速或减速、匀速的原因

（四）同一直线上的二力合成

探究同一直线上二力的合成

探究1：
沿同一直线，且方向相同的二力的合成

探究2：
沿同一直线，且反方向的二力的合成

平衡状态物体所受合力为零

F3的作用效果与F1和F2共同的作用效果相同

F3的作用效果与F1和F2共同的作用效果相同

通过对表1和表2数据的分析，同一直线上二力的合成有什么规律？
沿同一直线作用的两个方向相同的力，其合力方向不变，
大小等于这两个力的大小之和；（F=F1+F2）
沿同一直线作用的两个方向相反的力，其合力方向与较大的那个力方向相同，大小等于这两个力的大小之差。
（F=︱F1—F2︱）
（设计意图：此部分知识不要求学生自己去探究获得，只要学生能看得懂实验过程及了解同一直线上二力合成的计算方法即可，为平衡状态时物体所受合力为零作铺垫）

师：水平桌面上静止的茶杯所受合力为多大？

师：平直公路上匀速直线行驶的汽车
所受合力多大？

观看课件并理解

观察教师的演示实验，并理解力的作用效果

了解识记同一直线上二力合成的计算方法和方向判定

根据同一直线上二力合成的计算方法进行计算，且结合力的平衡时各力相互抵消判定物体处于平衡状态时所受合力为零
反馈练习
详见助学本节的《小试身手》
师巡视检查

完成反馈练习
三、课堂小结：
结合板书设计进行课堂小结
1、 二力平衡的条件
2、 同一直线上的二力合成
整理思路，
查缺补漏
四、课堂检测
附件1
师巡视、讲评
完成检测题

五、布置作业
详见助学本节《自主评价》

课后完成

【板书设计】
一、 力的平衡：
物体虽然受了力，但这几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。这时我们就说这几个力平衡。
二、 平衡状态
平衡状态指的是静止或匀速直线运动状态，平衡状态合力为零
三、 二力平衡条件
大小相等、方向相反、同一直线、同一物体
四、 同一直线二力合成
方向相同：F=F1+F2
方向相反：F=︱F1—F2︱

【教学反思】
1、本节课讲解时我尽量让学生体会力和运动的第一种关系；平衡力---平衡状态；非平衡力---非平衡状态。怎样知道两个力是平衡力，然后学习平衡力的条件；最后平衡力的应用。我觉得我最好之处在于让学生体会了牛顿第一定律的现实意义，物体受到平衡力作用相当于不受力的情况。
2、在课堂中让学生自己为受力的研究对象，当人站立在地面上时，学生亲身感受到了所受到的各种力，进行受力分析，并且将各个力进行比对，指导学生分析哪些力是二力平衡，哪些力是相互作用力
3、多媒体辅助教学，能使抽象问题用形象生动的画面形象地表达出来，悦耳动听的音乐使学生劳逸结合，始终保持旺盛的情趣，并结合图文，充分展现出知识的形成过程，是一根教鞭，一支粉笔，一张嘴不能比拟的，对学生理解问题起到事半功倍的效果 ，也符合初中学生的心里特征，学生非常积极地参与和投入。 
不足之处：让学生体会平衡力的条件生活经验不足。应该用弹簧测力计拉着一个物体体会，两力平衡时大小相等，从不在同一直线拉一个物体，体会平衡力需要同一直线上。更应该举一些生活实际的例题。

附件1
质量检测
一、填空
1、作用在________的两个力，如果它们_______、________、____________，这两个力就是__________的．
2、某工地的起重机要吊装一个工件，该工件重1200N．当起重机以2m/s匀速吊着工件上升时，起重机的钢绳受到的拉力为 N；当起重机以5m/s速度匀速吊着工件下降时，钢绳受到的拉力为 N，拉力的方向为 ；当起重机吊着工件以4m/s的速度沿水平方向做直线运动，工件受到的拉力为 ．
二、选择
1、图2中，F1与F2是平衡力的是( )
2、下列情况中，属于一对平衡力的是（ ）
A．静止在桌面上的书，书对桌面的压力和重力
B．苹果下落时所受的重力和苹果对地球的吸引力
C．沿竖直方向匀速下降的跳伞运动员，运动员与伞的总重力和空气阻力
D．在平直公路上匀速行驶的汽车的牵引力和重力
3、一同学用水平力推停放在水平地面上的汽车，没能推动。此时（ ）
A．人推车的力与车受的重力是一对平衡力
B．人推车的力与车对人的作用力是一对平衡力
C．人推车的力的大小小于地面对车的摩擦力
D．人推车的力的大小等于地面对车的摩擦力
4、关于平衡力，下列说法正确的是（ ）
A．物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B．作用在物体上的两个力三要素完全相同，这两个力一定是平衡力
C．物体受到重力和拉力的作用这两个力方向相反，它们一定是平衡力
D．运动的物体在平衡力作用下，一定保持匀速直线运动状态
5、下图中的A、B、C、D分别是用照相机拍摄（每0.1s拍摄一次）的小球在四种不同运动状态下的照片，其中小球受到平衡力作用是：

6、如图所示，放手后纸片不能保持静止，这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力
A.大小是否相等 B．方向是否相反
C．是否作用在同一物体上 D.是否作用在同一直线上
三、实验
1、如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景．

（1）小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对危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，没计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优予小明的实验．其主要原因是 ．
A．减少摩擦力对实验结果的影响
B．小书片是比较容易获取的才料
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