初中人教版（2024）第八章 运动和力第2节 二力平衡教案

这是一份初中人教版（2024）第八章 运动和力第2节 二力平衡教案，共11页。教案主要包含了创设情境　导入新课，新课讲解　探究新知，归纳概括　课堂小结等内容，欢迎下载使用。
物理观念:知道什么是二力平衡及二力平衡的条件;知道物体在平衡力作用下将保持匀速直线运动状态或静止状态;能正确判断平衡力与相互作用力。
科学思维:通过讨论并对物体进行受力分析,理解二力平衡的概念;运用控制变量法设计实验探究二力平衡的条件。
科学探究:通过实验探究得出二力平衡的条件。
科学态度与责任:培养学生养成实事求是,尊重自然规律的态度;引导学生积极参与二力平衡条件的实验探究,培养学生善于与他人合作的精神。
教学重难点
教学重点:二力平衡的条件及应用。
教学难点:应用二力平衡的知识解决简单的实际问题。
教学准备
教师准备:小车、带滑轮支架的长木板、玻璃板、钩码(若干个)。
学生准备:细线。
教学过程
板书设计
第2节 二力平衡
1.力的平衡:物体受到几个力作用时,如果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。
2.物体的平衡状态:
(1)静止状态;
(2)匀速直线运动状态。
3.二力平衡的条件:同体、等大、反向、共线。
作业设计
1.利用身边的物品(如纸片、尺子等)进行简单的二力平衡实验,并记录实验过程和结果。
2.通过查阅资料或网络资源,了解二力平衡在日常生活中的应用实例,并撰写一篇简短的报告。
教学反思
本节内容由“二力平衡的条件”和“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节教学的难点,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。
本节教学从牛顿第一定律分析入手,提出不受力是一种理想状态,实际生活中物体是受力的,但又发现物体处于静止状态或匀速直线运动状态,进而提出问题,让学生带着问题去思考,引导学生为寻求谜底而去探究学习。接着立即从身边常见事例入手,带领学生走向知识殿堂,启发学生思考,引导学生猜想、分析,然后通过实验去验证他们的猜想,做到“从生活走向物理,从物理走向社会”,体现了新的教学理念,充分激发了学生学习物理的兴趣。
教学环节
设计意图
一、创设情境 导入新课
复习提问牛顿第一定律的内容。
思考:凡是静止的物体就不受力吗?凡是做匀速直线运动的物体也不受力吗?举例说明。
学生:静止在地面(桌面)的物体受到重力和支持力,匀速下降的降落伞受到重力和阻力。
课件展示:(1)静止在桌面的课本;(2)在平直公路上匀速行驶的汽车;(3)降落伞匀速下降;(4)吊着的灯泡。
那么其他物体分别受到了哪些力?
学生讨论后回答。
教师:那为什么生活中的这些物体受力也能保持静止或匀速直线运动状态呢?带着这个问题我们进入这节课的学习,探究其原因。
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
二、新课讲解 探究新知
探究点一 二力平衡的概念
学生活动:
1.让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力,为什么书包受两个力作用会保持静止?
2.在平直马路上匀速行驶的汽车,水平方向受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?
小组讨论、分析、交流。
归纳:一些物体虽然受力,但是这几个力的作用效果相互抵消,物体的运动状态不发生改变。我们就说这几个力相互平衡,这时的物体我们就说它处于平衡状态。
教师:物理学中的平衡状态是指稳定不变的运动状态,也就是运动速度、运动方向都不改变,那么什么是平衡状态?
学生:静止或匀速直线运动状态。
归纳:物体受到几个力作用时,如果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,这几个力就叫作平衡力。这个物体所处的状态就叫作平衡状态。
抢答:下列情况是否是平衡状态(课件展示)
小孩荡秋千、雨点匀速竖直下落、课桌上静止的笔盒、正在转动的秒针、水平匀速飞行的飞机。
通过让学生观察日常生活中的例子,让学生更好地理解平衡状态
及时进行巩固,加深对平衡状态的理解
探究点二 二力平衡的条件
过渡:物体受两个力时可以处于平衡状态,例如人站在地面上受两个力的作用:重力与支持力。当人处于平衡状态时,这二力之间有怎样的关系呢?
1.猜想假设
(1)两个力的大小可能要相等?(2)两个力的方向可能要相反?(3)两个力可能要在同一直线上?(4)两个力可能要作用在同一物体上?
2.制订实验计划、设计实验。
学生根据桌上所准备的实验装置,如图所示(还有若干质量相等或不相等的砝码),自己设计实验探究二力平衡时,两个力应该有什么关系。
各实验小组交流设计的实验方案,并对自己设计的方案进行修改。各小组展示实验设计方案,其他小组进行补充完善。
实验步骤:
(1)通过两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码,放手后观察两次小车运动状态的变化。
(2)把两个托盘放在小车的同侧,加入相等的砝码,放手后观察小车运动状态的变化(如图1)。
图1
图2
图3
(3)在两托盘中加相等的砝码,使小车静止,用手旋转小车至某一角度(如图2),使两个力不作用在同一直线上,放手后观察小车运动状态的变化。
(4)用两个相同的小车分别系住一个托盘,用手按住(如图3),保证二力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,放手后观察小车运动状态的变化。
3.学生分组实验。小组间做好分工,将数据填写在学案的表格中。
分析论证:
1.操作(1)中,砝码质量不同时,小车两边受到的拉力大小不同、方向相反、在同一直线上,小车由静止变为运动;砝码质量相同时,小车不动,其运动状态没有改变。
2.操作(2)中,静止的小车虽然受到两个大小相等的力的作用,但是由于方向不同,小车不是保持静止状态,而是由静止变为运动。
3.操作(3)中,小车发生转动,运动状态发生改变。
4.操作(4)中,放手后两个小车的运动状态都发生了改变,由静止变为运动。
实验结论:二力平衡的条件
作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
口诀:“同体、等大、反向、共线”。
交流与评估:
1.实验中选用了小车而不选用木块,是为了减小摩擦给实验带来的误差。
2.本实验设计的优点是可以不考虑物体的重力对实验的影响。
3.实验中,桌面必须水平,否则小车的重力会影响实验。
4.实验中,如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态,则原因是小车受到桌面的阻力(摩擦力)比较大。
培养学生设计实验的能力,节省上课时间,提高学生自学能力和合作解决问题的能力
通过实验让学生可以自己分析出二力平衡的条件,锻炼了学生的动手实践能力,也让学生对二力平衡的条件更深刻
实验结束后及时进行反思、评估,培养学生良好的学习习惯
5.用小卡片探究二力平衡的条件(课件展示)。
(1)该方案以小卡片为研究对象,钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。
(2)当线两端所挂钩码质量相等时,小卡片静止;当线两端所挂钩码质量不相等时,小卡片运动;把小卡片转过一个角度,再松手时,小卡片转动;用剪刀把小卡片从中间剪开,再松手时,小卡片运动。
(3)本方案选用小卡片的原因是减小摩擦对实验的影响,但是还受重力,因此对实验结论也有影响。
探究点三 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:吊在空中静止不动的电灯,若电线的拉力为2 N,则灯受到的重力是多少?
学生分析: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一对平衡力。这两个力一定满足二力平衡的条件,大小相等,方向相反,且在同一条直线上,所以灯受到的重力为2 N。
教师总结: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一对平衡力,可以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。
小组合作解决以下问题:以在水平路面上向左运动的小车为例进行分析。
(1)水平路面上运动的小车受到的力有哪些?
(2)①若牵引力等于阻力,F=f,小车怎样运动?
②若牵引力大于阻力,F>f,小车怎样运动?
③若牵引力小于阻力,Ff,小车向左加速运动。
③若牵引力小于阻力,F