资源描述
二力平衡
★整体设计说明★
本课注重生活实际，是“牛顿第一定律”的深入，同时较好的渗透了“力与运动”的关系。通过复习“牛顿第一定律”和“相互作用力”，展示生活现象，再设计实验探究“二力平衡”的条件。这样不但充分体现的物理源于生活而用于生活的特点，而且还能很好吸引住学生的注意力，教学目标也自然能达到了。
★教材分析★
本课安排在学习《牛顿第一定律》之后，学习《摩擦力》之前。
一、教材的地位和作用
1．本节课是在学习了牛顿第一定律和惯性之后，对力的平衡进行研究，包括其定义和探究二力平衡的条件。
2．这一节内容是对牛顿第一定律进一步的诠释（不受力和受平衡力），也为后面学习摩擦力、压强和浮力奠定了重要的基础，二力平衡或说力的平衡是分析力学问题不可缺少的理论和方法，所以本节课是整个九年级的重点。
3．科学探究是初中物理教学的重要内容，它一种以问题为载体、以主动探究为特征的学习活动，是学生在教师的指导下，在学习中自主地发现问题、探究问题、获得结论的过程。本节还安排了《探究二力平衡的条件》，让学生在自我探究过程中培养学生创造性思维的能力，激发学生的探究意识，有利于充分发挥学生的主体作用，挖掘学生的潜能,培养其创造思维能力。本探究还为学生提供了一种研究问题的新方法，即：忽略次要因素，抓住主要因素。
★教法建议★
本课有三个内容：平衡状态；二力平衡的条件；二力平衡的应用。一些学生对“牛顿第一定律”中的“物体不受力”的理解，停留在死记硬背，且不能够运用该定律来解决碰到的问题。对物体的运动状态而言，物体“受平衡力”与物体“不受力（合力为0）”是等效的。从而加深对“力与运动”的理解。所以本节课教师要根据学校的条件，灵活设计实验，让学生在动手实践中掌握。探究过程体现了教师的指导作用，学生的主导作用，培养学生在复杂情形下，通过分类的方法，使思路清晰起来，并逐步总结出规律的能力。
★学情分析★
学生已经有了初步的画力的示意图的能力，了解了“牛顿第一定律”，知道力是改变物体运动状态的原因，但对物体受力时，物体的运动状态是否改变及如何改变，并不清楚；同时对一些比较陌生的物体情境下的物体受力分析还很模糊。本节课培养学生根据物体所处的状态来进行受力分析，突破相关的疑点。
★学法引导★
放手让学生动手做实验，认真观察，同时深入思考，然后小组同学之间相互讨论交流，归纳总结。这样来学习，既满足了学生的好奇心，也锻炼了动手能力、沟通能力，自然也加深了对内容的理解。
★三维目标★
1．知识与技能
（1）知道平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。
（2）知道物体处于平衡状态时所受力的叫平衡力，最简单的平衡情况是二力平衡。
（3）理解二力平衡条件。
（4）能利用平衡条件解决简单的平衡问题。
2．过程和方法
（1）通过实验探究二力平衡的条件，培养学生的概括能力；通过二力平衡的条件的应用，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
（2）学法指导：研究物理问题，常从最简单的事物入手，逐渐对复杂事物进行研究，本节是从多力平衡中最简单的二力平衡入手进行研究。
3．情感、态度与价值观
（1）具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
（2）通过探究与交流，使学生有将自己的见解公开并与他人讨论的愿望，认识交流合作的重要性，有主动与他人合作的精神。
★重点难点★
重点：（1）二力平衡条件；（2）根据平衡状态分析物体的受力情况。
难点：区分“二力平衡”与“相互作用力”。
★课时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入（约3分钟）
情景创设：（静止在桌面上的花瓶，正在匀速起吊的物体，正在匀速直线前进的汽车等）
教师：刚才我们所看到画面里的物体的运动有些什么特点？
学生：保持静止状态或在做匀速直线运动状态。
教师：他们为什么会保持静止状态或做匀速直线运动状态呢？回顾复习牛顿第一定律的内容。
学生回答。
教师：既然物体在不受外力作用时，要保持静止状态或匀速直线运动状态，那么，我们能不能说保持静止状态或匀速直线运动状态的物体就不受外力的作用呢？生活中有没有受到两个力的作用且又能保持静止状态的物体呢？有没有受到两个力的作用匀速上升的物体呢？或者一个物体受到多个力的作用也能保持静止或匀速直线运动状态呢？
学生小组讨论、举例。
教师从同学们举例中选出两个实例：
①静止在桌面上的花瓶，受到重力和支持力的作用而保持静止。
②正在马路上作匀速直线运动的汽车。
请2名同学上台画出上述两例中物体的受力示意图。
实验证明：物体在受到外力作用的时候，也能够保持静止状态或匀速直线运动状态。
【设计意图】课始，通过对上节课内容的回顾，提出新的问题，引发学生的思考，通过学生讨论相互启发，引出本课课题。
二、新课讲解
1．平衡状态与二力平衡（约2分钟）
教师：如果物体受到力作用的时候，也能够保持静止状态或匀速直线运动状态，我们称之为“平衡状态”，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。如果物体只受两个力的作用，使物体处于平衡状态，这就是二力平衡。
2．探究二力平衡的条件（约20分钟）
实验设计讨论：
（1）需要选什么器材？
（2）如何改变小车两端拉力的大小？
（3）如何改变小车两端拉力的方向？
（4）如何根据小车的状态来判断“二力平衡”？
（5）表格设计。
引导学生分组讨论：
（1）小车、钩码等；
（2）通过改变钩码的数量来改变两端拉力的大小；
（3）通过扭转小车，改变拉力的方向；
（4）当小车处理静止状态时，则认为这两个力平衡了。
（5）表格设计：
活动一：研究在改变物体受力大小的情况下，物体在水平方向上的运动状态。
实验过程：学生分别用手使小车静止在桌面上，先后改变钩码的个数，放手后，请同学观察小车是否还静止不动？若运动，小车向哪个方向运动？
学生边做实验，边填写实验记录单。（内容包括：实验现象、得到结论）
学生汇报观察到的实验现象和所得到的结论。
师生互动：分析二力平衡的条件——两个力的大小关系。
得到结论：要使两个力相互平衡，两个力的大小必须相等。
活动二：研究在改变物体受力方向的情况下，物体的运动状态。
实验过程：将小车扭转一定的角度后，拉力的方向发生改变了，且不在同一直线上。观察小车的运动状况，并注意两根绵线最后在不在同一条直线上。
学生边做实验，边填写实验记录单。（内容包括：实验现象、得到结论）
学生汇报观察到的实验现象和所得到的结论。
师生互动：分析二力平衡的条件——两个力是否需要作用在同一条直线上。
得到结论：要使两个力相互平衡，两个力必须方向相反，且作用在同一条直线上。
综合讨论：
教师：作用在同一个物体上的两个力，需要满足哪些条件就是二力平衡了呢？
学生：作用在同一个物体上的两个力，必须大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，二力才能平衡。
教师：本实验中，对该装置有没有要改进的地方？请同学们讨论一下实验方案。
学生开展探究活动的实验方案。
教师对学生汇报的实验方案进行点评，并从中选出一个最佳方案。
可以用硬纸片代替小车来进行实验，如下图：
【设计意图】通过实验探究，小组合作实验、讨论交流，总结得出“二力平衡”的条件，注重知识的生成过程。
教师：力的作用是相互的，“作用力与反作用力”的关系与“二力平衡”有哪些异同点？
学生：
比较
二力平衡
相互作用力
相同点
（1）大小
（2）方向
（3）是否共线
不同点
（1）是否同体
（2）同时性
一个力消失，另一个力
同时
3．二力平衡的应用
教师：受两个力的物体，如果处于静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力有什么特点？
学生：这两个力是一对平衡力。这个物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
教师：如果两个力为平衡力，则物体的运动状态会发生改变吗？“力一定会改变物体的运动状态”这句话对吗？
学生：受平衡力作用的物体，运动状态不会发生改变，物体一定处于静止状态或匀速直线运动状态；所以物体受到了力的作用，它的运动状态不一定会发生改变。
教师：二力平衡条件对我们有什么用处？你可以利用这些知识解决哪些问题？
学生合作讨论，并回答交流。归纳：只要改变其中一个力的大小、改变其中一个力的方向、让二力不是作用在同一条直线上或作用在同一个物体上，就能改变物体的运动状态。
【设计意图】通过提出需求，引导学生讨论“二力平衡”的应用，加深对“力与运动”的理解。
三、课堂小结（约2分钟）
让学生归纳这节课学到的知识。
四、课堂例题（约5分钟）投影
1．一辆重为1.5×104N的小汽车，当它以60km/h的速度在水平路面上匀速行驶时受到牵引力为2000N，那么汽车受到的阻力为 N；当它停在水平路面上时，它受到的支持力为 N。
2．在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的的。如下图所示是可供选择的两种探究方案。
（1）图A的探究方案中研究对象是小卡片，图B的探究方案中研究对象是 ；
（2）小光选择了图A所示的探究方案。他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的 和 对物体平衡的影响；
（3）探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手。这样做的目的是用于探究不在 上的两个力对物体平衡的影响。
（4）两个探究方案相比较，你认为哪个方案的探究过程对实验结论的影响小一些？为什么？
两道例题，让学生快速思考回答，老师做适当点评。
五、达标测试（约10分钟）学案
让学生在规定时间内单独完成达标测试的8道题，对学生错误的题目进行讲解。
六、布置作业（约1分钟）
【设计意图】通过学生自己总结和归纳，以及达标测试演练、课后作业等方式，是运用不同的手段来考核评价学生这节课所学的知识技能与思想方法的掌握情况。
★板书设计★
一、平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态
二、二力平衡
1．作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，则这两个力相互平衡。
记忆：同体、等值、反向、共线。
2．二力平衡与相互作用力的主要区别：是否同体。
三、二力平衡的应用
★教学反思★
本节课通过观看视频、演示实验和学生分组实验，把要研究的物理现象生动地展现在学生的面前，使学生通过平常熟知的生活现象，了解其背后的物理规律。使其感到惊奇，产生疑问，引起思维，激发兴趣。为了化解本节课的难点突出重点，在教学过程中设计学生实验，让学生经历“提出问题──实验探究──交流评估”这一个性化的过程，去主动突破教学重难点，通过与“相互作用力”的对比，剖析易错点，使学生“不仅知其然，而且知所以然”。
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