教科版（2024）八年级下册（2024）力改变物体的运动状态学案及答案

这是一份教科版（2024）八年级下册（2024）力改变物体的运动状态学案及答案，共5页。学案主要包含了引入新课，力改变物体运动状态的实例分析，实验探究，力改变物体运动状态的应用，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
导学目标
（1）理解力可以改变物体的运动状态，能判断物体运动状态是否改变，并能举例说明。
（2）知道物体运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变，学会分析力对物体运动状态改变所起的作用。
（3）通过实验探究，经历探究力与物体运动状态变化关系的过程，培养观察、分析和归纳总结的能力。
重点
理解并掌握力是如何改变物体运动状态的，能准确判断物体运动状态的变化情况。
难点
从实际现象中分析物体运动状态改变的原因，理解力与运动状态改变之间的内在联系。
导学方法
实验探究法、讲授法、讨论法
课时
1课时
导学过程
课前导学
1. 运动状态的初步认识：物体的运动状态包含两个方面，一是物体运动的_________，二是物体运动的_________。例如，一辆汽车在平直公路上以恒定速度直线行驶，它的速度大小和运动方向都没有变化，此时我们说汽车的运动状态_________；若汽车开始加速，速度大小发生了改变，它的运动状态就_________了；若汽车在行驶过程中转弯，运动方向改变，同样它的运动状态也_________了 。
2. 力与运动状态的联系：力是改变物体运动状态的_________。当一个物体受到力的作用时，它的运动状态_________会发生改变。比如，静止在水平桌面上的足球，当我们用脚踢它时，足球就会由_________变为_________，这是因为足球受到了脚对它的_________，从而使足球的运动状态发生了改变。
3. 思考与提问：在日常生活中，你还能观察到哪些力改变物体运动状态的现象？这些现象中，力是如何改变物体的速度大小或运动方向的？例如，抛出的篮球在重力和空气阻力的作用下，运动速度会越来越_________，运动轨迹会变成一条_________线，这里重力和空气阻力改变了篮球的_________和_________ 。
课堂导学
一、引入新课
1. 展示生活场景：播放一段足球比赛的视频片段，运动员用脚踢球，足球的运动状态不断发生变化，如从静止变为运动、改变运动方向等。引导学生观察并思考：足球的运动状态为什么会发生这些变化？是什么因素导致了足球运动状态的改变？
2. 学生讨论交流：组织学生分组讨论上述问题，每个小组推选一名代表进行发言。学生可能会回答是运动员对足球施加了力，才使足球的运动状态改变。教师对学生的回答进行点评和总结，从而引出本节课的主题——力改变物体的运动状态。
二、力改变物体运动状态的实例分析
1. 分析汽车启动和刹车现象：展示汽车启动和刹车的图片或视频，引导学生分析。汽车启动时，发动机产生的牵引力使汽车由静止开始加速运动，速度越来越_________，这是力改变了汽车的_________大小；汽车刹车时，刹车片与车轮之间的摩擦力使汽车的速度逐渐_________，最终停止运动，同样是力改变了汽车的_________大小 。
2. 分析抛体运动现象：举例说明抛出的铅球、篮球等物体的运动情况。以抛铅球为例，铅球被抛出后，在重力的作用下，其运动轨迹不是直线而是一条_________线。铅球在上升过程中，速度逐渐_________，这是重力改变了铅球的速度_________；铅球在下落过程中，速度逐渐_________，也是重力改变了铅球的速度_________ 。同时，铅球的运动方向也在不断改变，从被抛出时的斜向上方向逐渐变为竖直向下方向，这体现了力改变了物体的_________方向。
3. 分析物体曲线运动现象：展示过山车在轨道上运行的图片或视频，过山车在弯曲的轨道上高速行驶，运动方向不断变化。这是因为过山车受到了轨道对它的支持力和摩擦力，以及自身重力的共同作用，这些力的合力使过山车的运动方向不断改变，做_________运动。让学生思考：如果没有这些力的作用，过山车会怎样运动？通过这样的分析，加深学生对力改变物体运动方向的理解。
三、实验探究：力如何改变物体的运动状态
1. 实验器材准备：准备一个小木块、一个斜面、不同质量的砝码、一块粗糙程度不同的木板、一个弹簧测力计。
2. 实验步骤
（1）将斜面固定在水平桌面上，让小木块从斜面上某一高度由静止滑下，观察小木块在水平木板上的运动情况，记录小木块滑行的距离。
（2）在小木块上添加不同质量的砝码，重复上述实验，观察并记录小木块在添加砝码后滑行的距离变化情况。思考：添加砝码后，小木块的质量增大，它受到的重力也增大，对水平木板的压力增大，从而受到的摩擦力也增大，为什么滑行的距离会变小呢？这说明了什么？
（3）保持小木块质量不变，改变水平木板的粗糙程度（如更换为更粗糙或更光滑的木板），再次让小木块从斜面上同一高度由静止滑下，观察并记录小木块在不同粗糙程度木板上滑行的距离变化情况。思考：粗糙程度不同的木板对小木块的摩擦力大小不同，摩擦力的变化是如何影响小木块的运动状态的？
（4）用弹簧测力计拉着小木块在水平桌面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数等于小木块受到的摩擦力大小。突然增大弹簧测力计的拉力，观察小木块的运动状态变化；然后减小弹簧测力计的拉力，再次观察小木块的运动状态变化。思考：拉力的变化是如何影响小木块的运动状态的？
3. 实验现象分析：通过实验发现，小木块在斜面上滑下后，在水平木板上滑行的距离与它受到的摩擦力大小有关。当小木块受到的摩擦力越大时，它滑行的距离越_________，速度减小得越_________，说明摩擦力使小木块的运动状态改变得越_________；当小木块受到的摩擦力越小时，它滑行的距离越_________，速度减小得越_________，说明摩擦力使小木块的运动状态改变得越_________。当增大弹簧测力计的拉力时，小木块会加速运动，说明拉力大于摩擦力时，力使小木块的速度_________；当减小弹簧测力计的拉力时，小木块会减速运动，说明拉力小于摩擦力时，力使小木块的速度_________。
4. 实验结论总结：力可以改变物体的运动状态，当物体受到的力的合力不为零时，物体的运动状态就会发生改变。如果合力与物体运动方向相同，物体的速度会_________；如果合力与物体运动方向相反，物体的速度会_________；如果合力的方向与物体运动方向不在同一条直线上，物体的运动方向会_________。
四、力改变物体运动状态的应用
1. 交通方面的应用：在汽车设计和驾驶中，力改变物体运动状态的原理有很多应用。例如，汽车的刹车系统就是利用摩擦力来改变汽车的运动状态，使汽车能够快速减速停车。当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车片与车轮之间产生摩擦力，这个摩擦力会阻碍车轮的转动，从而使汽车的速度逐渐减小。此外，汽车的安全带和安全气囊也是为了防止在突发情况下，由于力的作用使驾乘人员的运动状态发生剧烈改变而造成伤害。在汽车发生碰撞时，安全带可以限制驾乘人员身体向前运动的速度，安全气囊则可以在瞬间弹出，缓冲驾乘人员身体受到的冲击力，减小运动状态改变对人体造成的伤害 。
2. 体育运动方面的应用：在各种体育运动中，力改变物体运动状态的现象也随处可见。比如，在篮球比赛中，运动员投篮时，对篮球施加一个力，使篮球的运动状态发生改变，从静止变为运动，并在空中沿着一定的轨迹飞行。排球运动员发球时，同样是通过力的作用改变排球的运动状态，使排球快速飞向对方场地。在足球比赛中，运动员传球、射门等动作都是利用力来改变足球的运动状态，让足球按照自己的意图运动 。
3. 航天领域的应用：在航天领域，力改变物体运动状态的原理起着至关重要的作用。火箭发射时，火箭发动机产生强大的推力，这个推力使火箭的速度不断增大，从而摆脱地球引力，进入太空轨道。在卫星的运行过程中，地面控制中心通过向卫星发送指令，调整卫星上发动机的推力大小和方向，从而改变卫星的运动状态，使其能够准确地完成各种任务，如通信、气象监测等 。
五、课堂小结
1. 教师引导总结：教师引导学生回顾本节课所学内容，提问学生：力可以改变物体的哪些运动状态？改变物体运动状态的原因是什么？在实验探究中，我们发现力是如何影响物体运动状态的？让学生逐一回答这些问题，加深对知识点的理解和记忆 。
2. 学生自主归纳：请学生自己归纳总结本节课的重点内容，包括力改变物体运动状态的具体表现（速度大小的改变和运动方向的改变）、实验探究的过程和结论、力改变物体运动状态在生活中的应用等。教师对学生的归纳进行点评和补充，确保学生掌握本节课的核心知识 。
课堂练习
1. 下列物体的运动状态没有发生改变的是（ ）
A. 正在进站的火车
B. 绕地球做匀速圆周运动的人造卫星
C. 在空中匀速直线下降的跳伞运动员
D. 投出的篮球在空中飞行
2. 一个物体在水平方向受到两个力的作用，这两个力的合力为5N，方向水平向右。若其中一个力大小为8N，则另一个力的大小和方向可能是（ ）
A. 大小为3N，方向水平向右
B. 大小为3N，方向水平向左
C. 大小为13N，方向水平向右
D. 大小为13N，方向水平向左
3. 关于力与物体运动状态的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 物体受到力的作用，运动状态一定改变
B. 物体的运动状态改变，一定受到了力的作用
C. 物体不受力时，一定保持静止状态
D. 物体的速度越大，受到的力也越大
4. 用力推静止在水平地面上的箱子，但箱子没有被推动，这是因为（ ）
A. 推力小于箱子受到的摩擦力
B. 推力等于箱子受到的摩擦力
C. 推力大于箱子受到的摩擦力
D. 箱子受到的摩擦力为零
5. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶，突然前方出现障碍物，司机紧急刹车，汽车的速度逐渐减小。在这个过程中，关于汽车的受力情况和运动状态变化，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车受到的摩擦力大于牵引力，运动状态不变
B. 汽车受到的摩擦力小于牵引力，运动状态不变
C. 汽车受到的摩擦力大于牵引力，运动状态改变
D. 汽车受到的摩擦力小于牵引力，运动状态改变
课后练习
1. 举例说明生活中还有哪些力改变物体运动状态的现象，分析这些现象中力是如何改变物体运动状态的。
2. 一个质量为5kg的物体在水平桌面上受到一个水平向右的拉力F作用，以0.5m/s的速度做匀速直线运动。已知物体受到的摩擦力为物体重力的0.2倍，求：（1）物体受到的重力大小；（2）拉力F的大小；（3）若拉力增大到15N，物体将做什么运动？此时物体受到的摩擦力大小是多少？（g取10N/kg）
3. 探究实验：设计一个实验，探究在水平面上，物体受到的摩擦力大小与物体运动速度是否有关。请写出实验器材、实验步骤、预期实验现象和实验结论。
课后反思
在本节课的学习过程中，你对力改变物体运动状态的知识有了哪些新的认识？在实验探究过程中，你遇到了哪些困难？是如何解决的？对于本节课的教学内容和教学方法，你有什么建议和想法？
参考答案
课前导学
1. 速度大小、运动方向、不变、改变、改变 。
2. 原因、可能、静止、运动、力 。
3. 小、曲、速度大小、运动方向 。
课堂练习
1. C；2.B；3.B；4.B；5.C。
课后练习
1. 示例：踢足球时，脚对足球施加力，足球由静止变为运动，速度大小改变；用球拍击球，球的运动方向改变。（答案不唯一，合理即可）
2. （1）物体受到的重力G=mg=5kg×10N/kg = 50N；（2）因为物体做匀速直线运动，拉力和摩擦力平衡，摩擦力f=0.2G=0.2×50N = 10N，所以拉力F=f=10N；（3）拉力增大到15N时，拉力大于摩擦力，物体将做加速运动；因为压力和接触面粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，仍为10N。
3. 实验器材：一个小木块、一个弹簧测力计、一块水平木板、秒表。
实验步骤：
（1）用弹簧测力计水平拉动小木块在木板上以较慢的速度做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数F1，并记录小木块运动的时间t1；
（2）用弹簧测力计水平拉动小木块在木板上以较快的速度做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数F2，并记录小木块运动的时间t2；
（3）比较F1和F2的大小。
预期实验现象：若F1=F2，说明物体受到的摩擦力大小与物体运动速度无关；若F1≠F2，说明物体受到的摩擦力大小与物体运动速度有关。
实验结论：若实验现象为F1=F2，则物体在水平面上受到的摩擦力大小与物体运动速度无关；若实验现象为F1≠F2，则物体在水平面上受到的摩擦力大小与物体运动速度有关 。