2020-2021学年4 物体受力时怎样运动教学设计

第4节　探究物体受力时怎样运动

教学目标

【知识与技能】

1．理解平衡状态，知道什么是二力平衡．

2．会通过实验探究二力平衡的条件．

3．掌握力与运动的关系．

【过程与方法】

1．通过探究实验得出二力平衡的条件，进一步体会探究多个因素问题的科学方法．

2．通过分析实例，加深对二力平衡知识的理解．

【情感、态度与价值观】

通过实验的观察、分析、探索阶段，领略科学探索方法，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养学生之间的合作交流意识．

重点难点

【重点】

二力平衡的条件．

【难点】

二力平衡条件的应用．

教学过程

知识点一　什么是二力平衡

【自主学习】

阅读课本P56，完成以下问题：

1．一个物体在两个力的作用下，保持静止状态或做匀速直线运动，我们就说，这两个力互相平衡，或则说物体处于二力平衡状态．

2．平衡状态：静止状态或匀速直线运动状态．

【合作探究】

演示一　二力平衡状态

分析以下三种场景中物体受到哪些力的作用，处于什么状态？

1．停在树上的鸟儿

答：鸟儿受到自身重力以及树枝对它的支持力的作用，处于静止状态．

2．保持平衡的杂技演员

答：上面的演员受到自身的重力以及下面的演员的手对她的支持力的作用，处于静止状态．

3．匀速下降的降落伞

答：降落伞受到自身重力以及空气对它向上的阻力作用，处于匀速直线运动状态．

总结：这些物体都处于二力平衡状态．

【教师点拨】

1．有时我们可以将两个或更多物体看作一个整体来分析受力，比如匀速下降的跳伞运动员和降落伞可以看作一个整体，公交车和车上的人可以看作一个整体．

2．理解二力平衡时要抓住两点：一是两个力同时作用在同一个物体上，二是物体要保持静止或匀速直线运动状态．

3．物体处于平衡状态时，一定受到平衡力或不受任何力的作用．物体若受到平衡力的作用，则一定处于平衡状态．

【跟进训练】

(天津中考)直升机沿竖直方向匀速升空时，在竖直方向上受到升力F、重力G和阻力f，下面关于这三个力的关系式正确的是(　C　)

A．F＞G＋f  　　 B．F＜G－f

C．F＝G＋f  　　 D．F＝G－f

知识点二　二力平衡的条件

【合作探究】

探究一　二力平衡的条件

按图组装实验，实验分析小车所受拉力关系．

实验器材：小车、砝码、托盘、滑轮、细线．

实验步骤：(1)增减两端重物数目，观察小车在什么条件下静止．(2)保持两端重物相等，把小车扭转一个角度，观察小车是否仍然静止．

实验结论：二力平衡的条件：等大、反向、同体、共线．

1．增减两端重物数目，观察小车在什么条件下静止？在什么条件下不能保持静止？

答：两端重物数一样时才能保持静止，不一样时不能保持静止．

2．保持两端重物相等，观察拉力F1和F2是不是在一条直线上．把小车扭转一个角度，使拉力不在一条直线上再观察．

答：两端重物相等时，小车静止，此时F1和F2是在同一直线上，把小车扭转一个角度，拉力F1和F2不在一条直线上，小车会旋转，直到拉力F1和F2在一条直线时，再次静止．

3．和同学们交流看看二力平衡需要什么条件．

答：条件有作用在同一物体的两个力大小相等、方向相反，在同一条直线上．

探究二　平衡力和相互作用力

1．请举出生活中的二力平衡的例子．

答：桌子上的书本受到重力和支持力平衡、匀速下降的电梯受到重力和拉力平衡、挂在衣架上的衣服受到重力及衣架的拉力而平衡……

2．想想，平衡力和相互作用力有什么相同，有什么不同？

答：

探究三　讨论与二力平衡有关的问题

各物体的受力情况如图所示，判断它们能否处于静止状态？并说明理由．

1．不能静止．因为两个力作用在两个不同的物体上．

2．不能静止．因为两个力的方向不在同一条直线上．

3．不能静止，因为两个力的方向不在同一条直线上．

4．不能静止．因为两个力的大小不同．

5．能处于静止状态．因为两个力“等大、反向，作用于同一个物体，处于同一条直线上”．

【教师点拨】

1．二力平衡的条件可简记为：同体、等大、反向、共线．

2．判断两个力是不是一对平衡力，先判断它们是否作用在同一物体上．

【跟进训练】

1．某同学站在磅秤上，下列哪一对是平衡力(　A　)

A．人的重力与磅秤对人的支持力

B．人对磅秤的压力与磅秤对人的支持力

C．磅秤的重力与磅秤对人的压力

D．人的重力与人对磅秤的压力

2．如图所示，一降落伞受到地球的吸引力为50 N，运动员在空中张开伞匀速直线下降，在此过程中运动员和伞受到空气阻力的大小为750 N，则运动员受到地球的吸引力为(　C　)

A．750 N　　 B．800 N　　

C．700 N　　 D．50 N

知识点三　非平衡力和物体运动状态的变化

【合作探究】

探究四　观察物体受非平衡力作用时怎样运动

A．如图所示，将小车放在光滑水平桌面上，在盘中放一个砝码，在拉力作用下，小车将由静止变为运动，并且运动速度越来越快．

B．如图所示，让一个小球从斜面上某一高度处滚到纸板铺垫的水平面上，在摩擦力的作用下，小球的运动状态怎样变化？

答：小球的速度越来越慢，最后变为静止．

C．将小球抛出去，观察其运动情况．由于受到重力的作用，小球在空中的运动路径是怎样的？它的运动状态是否改变？

答：小球在空中沿着曲线运动．它的运动状态发生了改变．

总结：物体受非平衡力时，运动状态会发生变化．

【教师点拨】

1．某些物体尽管做变速运动，但是在一个方向上仍然能看作保持平衡，例如：将一物体水平抛出，假如只受重力作用，此物体在水平方向的速度将会一直不变．

2．物体受平衡力和不受力的区别：物体受平衡力时，运动状态保持不变，原来静止的仍然静止，原来运动的做匀速直线运动．物体不受力时运动状态也会保持不变，但是不受力的物体是不存在的，物体不受外力是理想状况．

课堂小结

1．平衡状态：静止、匀速直线运动．

2．二力平衡的条件：等大、反向、同体、共线．

3．非平衡力会改变物体的运动状态．

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．