八年级物理下册：四、物体受力时怎样运动教案（沪粤版）.doc

物体受力时怎样运动
1．教学目标
知识与技能
⑴知道二力平衡的条件。知道二力平衡时物体的运动状态。
⑵了解物体在非平衡力作用下运动状态是变化的。
过程与方法
⑶通过实验探究，学生自己得出二力平衡的条件。
⑷通过实验、观察、讨论等学习活动，感性认识物体受非平衡力作用时运动状的改变。
情感态度与价值观
⑸在逐步深入探究运动和力的关系的过程，激发学生的好奇心和求知欲，培养学生的探索精神。
2．教材说明
本节主要内容有：二力平衡及其条件，物体受平衡力作用时的运动状态，物体在非平衡力作用下怎样运动。这些内容是运动和力关系的深化。
本节教材的编写思路是：本节教材紧接上一节的思路，步步设疑，层层递进，深入探究运动和力的关系，最后认识到物体在平衡力和非平衡作用下分别怎样运动。上一节已经知道：物体不受力的作用时，总保持原来的运动状态不变。教材图9-36展示的情景表明，物体受到两个力的作用时，也保持原来的运动状态不变。这是为什么呢？原来物体受到的两个力的作用效果相互抵消，从而引入二力平衡的概念。但是生活中也有很多二力不平衡的现象，学生不禁要问：两个力作用在物体上，什么情况下这两个力才能相互平衡？“活动1”正好满足了学生的好奇心，让学生利用小车和砝码进行实验，探究二力平衡的条件。知道了物体不受力和受平衡力时的运动状态，自然又会想到：物体受到非平衡力作用时，又将怎样运动？为此教材安排了“活动3”，探究物体受非平衡力作用时的运动状态。学生通过活动3感性地认识到：在非平衡力的作用下，物体运动的速度或者方向会发生改变，即：物体受非平衡力作用时“运动状态”是变化的。
本节教学重点：二力平衡的条件，物体受非平衡力作用时运动状态是变化的。
本节教学难点：物体“运动状态”的改变是指速度的大小或运动方向发生改变，这一点学生不容易理解，是本节教学的难点。对此要结合实验现象和生活事例，让学生慢慢感悟。
3．教学建议
本节课要营造探究的气氛，通过不断发问，引导学生思考，并展开研究，逐步深入认识运动和力的关系。
什么是二力平衡
可以结合牛顿第一定律引入：通过上节课的学习我们知道，物体在不受外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态；那么能不能反过来说，凡是保持静止状态或做匀速直线运动的物体，都没有受到外力的作用？
让学生观察教材图9-36所示的情景，分析下列物体是否受到力的作用？若受力，请画出其受力的示意图：
⑴停在树枝上的小鸟；
⑵被托起在空中静止不动的杂技演员；
⑶在空中匀速下降的跳伞运动员。
学生画图后，很自然引出一个新的问题：为什么物体受到两个力的作用，其运动状态跟不受力时一样，即保持匀速直线运动状态或静止状态？
教师介绍：这是由于物体受到的两个力的作用效果相互抵消的缘故。一个物体在两个力的作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力互相平衡或二力平衡。
图1

可结合教材图9-36，让学生理解二力平衡的概念。在图(a)中，小鸟受到的重力和支持力平衡，小鸟保持静止状态；在图(b)中，上方的杂技演员受到的重力和支持力平衡，演员静止不动；在(c)图中，跳伞运动员受到的重力和阻力平衡，运动员做匀速直线运动。
二力平衡的条件
在上面的例子中，物体受到的两个力都是互相平衡的。那么是不是物体受到两个力的作用，一定就会平衡呢？可以做一个演示实验：如图图1所示，找一个大一些的钩码，挂在橡皮筋下，橡皮筋的上端固定，用力向下拉钩码，使橡皮筋继续伸长，问学生：“若放开手，钩码将受几个力？它还能保持静止状态吗？”放手后，学生观察到钩码由静止变为向上运动。
通过演示实验引出问题：物体受到两个力的作用，有时候二力平衡，有时候两个力不平衡，那么两个力满足什么条件才能互相平衡？由此引入“二力平衡的条件”。
可以先让学生猜一猜。
然后让学生完成“活动1”中的实验。也可以让学生结合自己的猜想尝试设计实验，然后按教材进行实验。实验前要让学生明确操作的主要步骤，实验时提醒学生注意及时记录观察结果。
用下列物品自制学具进行实验，效果也很好：在装有支架的木板上固定两个定滑轮（或者钉两个铁钉，在钉子上套上细管），取方形的硬纸板一张，在上面钻两个对称的小孔，两小孔之间画一条虚线，再取几个相同的钩码，两段细线，按图2装配好，即可进行实验该装置不仅可以研究二力平衡时，必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上，还能研究二力必须作用在同一个物体上：当实验进行到最后时，用剪刀将硬纸板从中间剪断，结果硬纸板的两个部分都不能平衡，如图(d)所示。

(a) (b) (c) (d)
图2
通过对实验结果的分析，容易得出二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，必须大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上。
为方便学生记忆，可以把二力平衡的条件概括为八个字：“同物、等大、反向、共线”。
“活动2”目的是让学生运用二力平衡的知识分析具体问题，从而加深对二力平衡条件的理解。
在教材图2(a)图中，两个力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力；在(b)图中，两个力不符合“方向相反”“作用在同一直线上”这两个条件，不是平衡力；在(c)图中，F1和F2完全符合二力平衡的条件，是一对平衡力；在(d)图中，两个力不在同一直线上，不是平衡力；在(e)图中，两个力的大小不相等，不是平衡力。所以只有(c)图中的物体能处于静止状态。
学完二力平衡的条件，可以将二力平衡的有关知识与牛顿第一定律对比，并对二力平衡作一个简要的小结：从理论上讲，物体保持静止状态或匀速直线运动状态的条件是：不受力或受平衡力。但是在现实生活中，不受任何外力的物体是不存在的，所以我们实际见到的保持静止或匀速直线运动状态的物体，都是由于受到平衡力的作用。在物体只受两个力作用的情况下，我们可以进行如下推理或判断：
物体静止或做匀速直线运动 二力平衡 符合二力平衡条件
即根据二力平衡的知识，已知物体的运动状态，可以分析确定二力的大小、方向关系；已知物体的受力情况，又可以判断出物体的运动状态。
可列举一些实例让学生分析。如：空中飘落的雪花，如果它受到的重力和阻力相等，此时雪花怎样运动？在平直的公路上行驶的汽车要保持匀速，发动机的牵引力和阻力应满足什么关系？怎样用弹簧测力计测量物体受到的重力？为什么此时测力计的示数等于物体受到的重力？在“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中，为什么要水平拉动弹簧测力计，并使木块做匀速直线运动？
非平衡力和物体运动状态的变化
关于物体受非平衡力时的运动状态，学生在活动1的实验中已有所感受，但由于该实验中物体运动状态改变较快，学生对物体运动状态变化的过程，缺乏直观的认识，为此教材安排了“活动3”。
活动3共有三个实验，最好先让学生观察教材中的示意图，明确各物体受到哪些力？是否为平衡力？然后进行实验。
实验时要注意以下问题：
第一个实验：在保证小车做加速运动的前提下，小车的质量要大一些，钩码的质量小一些，这样小车加速缓慢，便于观察；
第二个实验：斜面不要做得太高，以能观察到小球在水平面上做减速运动，最后停下为宜；
第三个实验：可用橡皮代替小球，既安全又方便，提醒学生从侧面水平观察，学生实验后，教师可用喷出的水流来演示斜抛物体运动的路径。
学生分组实验后，汇报交流，让学生列举观察到的现象，如小车由静变动，速度越来越大等，教师把学生列举的现象板书在黑板上，然后结合板书用大括号总结：物体由静变动，由动变静，由慢变快，由快变慢，都是速度的大小发生了变化；物体做曲线运动时，运动方向发生变化；当物体运动速度发生变化，或运动方向发生变化时，不再保持原来的运动状态，统称为“运动状态改变”。可见，物体受非平衡力作用时，运动状态是变化的（在学生搞清了有关名词后，该结论也可以启发学生自己总结得出）。这一结论进一步说明：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因。
得出结论后，可以让学生列举或解释生活中非平衡力改变物体运动状态的事例。如：骑自行车时，为什么起动时很费劲，而已经骑快的自行车却不需要很大的力量去维持？当客车突然左转弯时，坐在客车哪一侧（左或右）的乘客会受到车厢对他的作用力？这个力起到什么作用？（第一个问题的参考答案为：自行车起动时做加速运动，此时必须用力蹬车，使自行车获得的动力大于阻力，这样才能不断改变其运动状态，使自行车由静变动，由慢变快。已经骑快的自行车，只需使动力等于阻力，即可匀速运动，所以不需要很大的力量蹬车。第二个问题的参考答案为：右侧。这个力改变乘客的运动方向，使乘客随汽车一起“左转”。）
关于本节课的总结，可以参考下面的“课堂测评”第1题。
4．教学评价
课堂测评
1．本章第三节和第四节研究了运动和力的关系，请你对“运动和力的关系”作一个简要的总结。
2．起重机吊着4t的货物静止不动，货物受到的重力是 N，受到的拉力是 N；当货物匀速上升时，它受到的拉力 于重力；当货物匀速下降时，它受到的拉力 于重力；当货物匀速水平移动时，它受到的拉力 于重力。
3．在图3所示的四种情况中，F1与F2为一对平衡力的是（ ）。

图3
4．苹果挂在枝头静止不动，下列每一对力中属于二力平衡的是（ ）。
A.树枝对苹果的拉力与苹果对树枝的拉力
B.苹果受到的重力与苹果对树枝的拉力
C.苹果受到的重力与树枝对苹果的拉力
D.树枝受到的重力与树枝对苹果的拉力
5．下列说法正确的是（ ）。
A.物体受到力的作用，其运动状态一定改变
B.物体运动状态发生改变时，一定受到了力的作用
C.物体保持匀速直线运动状态或静止状态，一定没有受到力的作用
D.物体受平衡力作用时，一定处于静止状态
6．做一做：用弹簧测力计吊起一个钩码，静止不动，观察测力计的示数。手提测力计使钩码匀速上升或下降，观察测力计的示数是否变化？为什么？若使钩码急速上升或下降，观察测力计的示数是否变化？为什么？
7．“不倒翁”的上部是极轻的外壳，底部填充密度较大的物质（如铁块），它的质量集中在底部，重心很低，如图3(b)所示。
G
G

(a) (b) (c)
图3
⑴请在(c)图中画出水平面对“不倒翁”的支持力的示意图；
⑵试分析：为什么当“不倒翁”倾斜时，能自动站立起来？
8．宇宙飞船在太空沿椭圆或圆形轨道绕地球运行，例如我国神舟6号飞船绕地球一圈需要90min，飞行速度约为7.82km/s。请问宇宙飞船为什么能绕着地球做曲线运动？

参考答案
1．及时对知识进行梳理能够把众多的知识联系起来，形成知识体系，不仅有利于记忆，而且能加深对知识的理解。鼓励学生用多种形式进行总结。如：
提纲形式：
⑴牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
⑵物体受平衡力作用时，保持匀速直线运动状态或静止状态。
⑶物体受非平衡力作用时，运动状态是变化的。
表格形式：
受力情况
表现形式
运动状态
是否改变
遵循的规律或满足的条件
不受力
静止或匀速直线运动
不改变
牛顿第一定律
受平衡力
静止或匀速直线运动
不改变
二力平衡的条件
受非平衡力
速度的大小改变或方向改变
改变
力可以改变物体的运动状态

受非平衡力
没有受到
外力作用
物体受力情况
受到外
力作用
受平衡力
物体保持静止或
匀速直线运动状态
物体的运动状态发生改变
图示形式：

此外还可以用大括号、知识树等形式进行总结。
图4

F

G

2．3.92×104 3.92×104 等 等 等 3．B 4．C 5．B 6．手提测力计使钩码匀速上升或下降，测力计的示数不变化，因为此时钩码受到的拉力和重力平衡，即测力计的示数始终与钩码受到的重力大小相等。若使钩码急速上升或下降，测力计的示数变化，因为钩码的运动状态是变化的，钩码受到的拉力和重力不平衡，测力计的示数与钩码受到的重力大小不再相等。 7．⑴如图4所示，F即为水平面对“不倒翁”的支持力。 ⑵由图7-12可知，当“不倒翁”歪倒时所受的支持力和重力不平衡，所以会逆时针转动，从而站立起来。 8．宇宙飞船绕地球运动时受到地球对它的引力，引力不断改变其运动方向，使飞船做曲线运动。
“自我评价与作业”指导
1.⑴他的说法不对。因为汽车在水平方向受到地面的阻力和空气的阻力作用。⑵打开巨大的降落伞，可以增大空气的阻力，使飞船的速度很快减小，避免落地时受到大的撞击力。 2. 2N 竖直向上 3.C 4.B 5.均为10N。因为两次拉动时，压力和接触面的粗糙程度均没变，所以摩擦力不变，仍为10N。又因为物体做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知，拉力与摩擦力相等，所以物体受到的拉力和摩擦力都是10N。