【知識與技能】
1.知道二力平衡的條件。
2.知道二力平衡時(shí)物體的運(yùn)動狀態(tài)。
3.了解物體在非平衡力作用下的運(yùn)動狀態(tài)是變化的。
【過程與方法】
1.通過實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)生自己得出二力平衡的條件。
2.通過實(shí)驗(yàn)、觀察、討論等學(xué)習(xí)活動,感性認(rèn)識物體受非平衡力作用時(shí)運(yùn)動狀態(tài)的變化。
【情感·態(tài)度·價(jià)值觀】
樂于深入探究運(yùn)動和力的關(guān)系,有對科學(xué)的好奇心和求知欲。
◇教學(xué)重難點(diǎn)◇
【教學(xué)重點(diǎn)】
二力平衡的條件、物體受平衡力時(shí)的運(yùn)動狀態(tài)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
物體受非平衡力作用時(shí)運(yùn)動狀態(tài)的變化。
◇教學(xué)過程◇
一、新課導(dǎo)入
空中勻速下降的跳傘運(yùn)動員受到豎直向下的重力作用,為什么還能做勻速直線運(yùn)動?運(yùn)動員在豎直方向上只受到重力的作用嗎?
二、教學(xué)步驟
探究點(diǎn)1 什么是二力平衡
[閱讀課本]P56“什么是二力平衡”
[思考]觀察圖7—37(a),小鳥受到幾個(gè)力的作用?小鳥的運(yùn)動狀態(tài)是怎樣的?
[提示]小鳥受到支持力和重力的作用,小鳥保持靜止?fàn)顟B(tài)。
[思考]觀察圖7—37(b),處于上方的雜技演員受幾個(gè)力的作用?其運(yùn)動狀態(tài)如何?
[提示]上方的雜技演員受到支持力和重力的作用,其保持靜止?fàn)顟B(tài)。
[思考]觀察圖7—37(c),運(yùn)動員和降落傘受到幾個(gè)力的作用?其運(yùn)動狀態(tài)如何?
[提示]運(yùn)動員和降落傘受到重力和空氣阻力的作用,運(yùn)動員和降落傘做勻速直線運(yùn)動。
[思考]物體不受力作用時(shí),它的運(yùn)動狀態(tài)保持不變,物體受到了力,運(yùn)動狀態(tài)為什么還能保持不變呢?
[提示]由于物體所受兩個(gè)力的作用效果相互抵消,所以保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動。
[歸納提升]一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下,保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動,我們就說這兩個(gè)力互相平衡,或者說物體處于二力平衡狀態(tài)。
探究點(diǎn)2 二力平衡的條件
[閱讀課本]P56~58“二力平衡的條件”
[思考]觀察圖7—38,分析桌面上的小車的受力情況。
[提示]豎直方向上受重力和支持力;水平方向上受兩根繩的拉力。
[思考]實(shí)驗(yàn)要探究的是哪兩個(gè)力的關(guān)系?
[提示]小車在水平方向上運(yùn)動,探究的是小車在水平方向上的受力情況。
[思考]裝有支架的桌面上固定的兩個(gè)定滑輪有什么作用?
[提示]定滑輪可以改變拉力的方向。
[思考]在兩端的小盤里加砝碼有什么作用?
[提示]改變砝碼的質(zhì)量可以改變砝碼的重力,從而改變對小車?yán)Φ拇笮　?br>[思考]在兩端小盤里添加質(zhì)量不相同的砝碼,小車還能靜止嗎?這說明了什么?
[提示]當(dāng)兩端小盤里的砝碼質(zhì)量相等時(shí),小車才能保持靜止,說明二力平衡的條件之一是力的大小相等。
[思考]將小車在桌面上扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度釋放,小車會怎樣運(yùn)動呢?
[提示]轉(zhuǎn)動后,兩個(gè)拉力的方向不在同一直線上。松手后,小車立即轉(zhuǎn)動回原位置,說明二力平衡的條件之一是作用在同一直線上。
[思考]如果在桌面上放兩個(gè)小車,將系住左、右兩盤的線分別拉住其中的一輛小車,則小車還能保持靜止嗎?這說明了什么?
[提示]小車不能保持靜止,一輛向左運(yùn)動,一輛向右運(yùn)動,說明二力平衡的條件之一是作用在同一物體上。
[思考]你能歸納出二力平衡的條件嗎?
[歸納提升]二力平衡的條件:作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力,必須大小相等,方向相反,并作用在同一直線上。
[思考]實(shí)驗(yàn)時(shí),為什么選擇小車而不用木塊?小車的質(zhì)量大小對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎?
[提示]不用木塊是因?yàn)閴毫ο嗤瑫r(shí),滾動摩擦遠(yuǎn)小于滑動摩擦;小車和桌面間有摩擦力,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響;為了減小壓力,需選擇質(zhì)量小的小車。
[思考]如圖所示的設(shè)計(jì)也可以用于“探究二力平衡的條件”,相比之下這個(gè)實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)是什么?
[提示]硬紙片不與任何物體接觸,消除了摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
[思考]利用這套器材,如果要驗(yàn)證二力平衡時(shí)的兩個(gè)力在同一直線上,該怎么操作?
[提示]將硬紙片扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度,觀察紙片的運(yùn)動情況。
[思考]如果要驗(yàn)證二力平衡時(shí)兩個(gè)力作用在同一物體上該怎么操作?
[提示]用剪刀將硬紙片從中間剪開,觀察硬紙片的運(yùn)動情況。
[思考]利用這套器材,探究二力平衡的條件,最大的不足是什么?實(shí)驗(yàn)是如何減小這一影響因素的?
[提示]硬紙片自身的重力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響,實(shí)驗(yàn)時(shí)一般選擇質(zhì)量小的紙片當(dāng)作實(shí)驗(yàn)器材。
[思考]物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時(shí),一定不受力的作用嗎?
[提示]當(dāng)物體受到平衡力時(shí),做勻速直線運(yùn)動或處于靜止?fàn)顟B(tài)。
[思考]在平直公路上勻速行駛的汽車,受到的牽引力和摩擦力有什么關(guān)系呢?
[提示]汽車受到力的作用且做勻速直線運(yùn)動,那么一定受到了平衡力的作用,即汽車受到的牽引力和摩擦力的大小相等、方向相反、作用在同一直線上。
[思考]利用彈簧測力計(jì)測量物體的重力時(shí),要在彈簧測力計(jì)保持靜止時(shí)讀數(shù),這是為什么呢?
[提示]靜止時(shí),物體受到的重力和彈簧測力計(jì)對物體的拉力是一對平衡力,兩者的大小相等,所以讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)就可知道物體的重力。
[思考]在“探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,為什么要水平勻速拉動彈簧測力計(jì)?
[提示]木塊在水平方向上做勻速直線運(yùn)動時(shí),木塊受到的摩擦力和彈簧測力計(jì)對木塊的拉力是一對平衡力,兩者的大小相等,所以該實(shí)驗(yàn)的原理利用了二力平衡的條件。
[思考]通過實(shí)例分析,二力平衡條件在現(xiàn)實(shí)生活中有哪些作用呢?
[提示]根據(jù)二力平衡的條件,已知物體的運(yùn)動狀態(tài)可以分析確定物體所受力的大小、方向;已知物體的受力情況,可以判斷出物體的運(yùn)動狀態(tài)。
探究點(diǎn)3 非平衡力和物體運(yùn)動狀態(tài)的變化
[閱讀課本]P58~59“非平衡力和物體運(yùn)動狀態(tài)的變化”
[思考]觀察圖7—41,小車在水平方向上的受力情況和運(yùn)動情況是怎樣的?
[提示]在水平方向上小車受到向右的拉力,由靜止變?yōu)檫\(yùn)動,并且其運(yùn)動的速度越來越快。
[思考]觀察圖7—42,小球運(yùn)動到水平面上,在摩擦力的作用下運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生怎樣的改變?
[提示]小球滾到水平面上時(shí),在摩擦力的作用下,將越滾越慢。
[思考]觀察圖7—43,斜拋到空中的小球的受力情況和運(yùn)動情況是怎樣的?
[提示]斜拋到空中的小球由于受到重力的作用,運(yùn)動方向發(fā)生改變。
[思考]歸納以上三種情況,可以得出什么結(jié)論?
[歸納提升]物體受非平衡力作用時(shí),其運(yùn)動狀態(tài)是變化的。有的由靜變動,有的由動變靜,有的由慢變快,有的由快變慢,還有的改變運(yùn)動方向做曲線運(yùn)動。這說明力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。
[思考]從受力方向和運(yùn)動方向的角度,進(jìn)一步分析以上案例,能得出什么結(jié)論呢?
[提示]圖7—41實(shí)驗(yàn)中小車受到拉力,由靜止開始運(yùn)動,運(yùn)動的方向和拉力的方向一致;圖7—42實(shí)驗(yàn)中小球受到的摩擦力和運(yùn)動方向相反,小球運(yùn)動的速度減小;圖7—43實(shí)驗(yàn)中小球受到的重力與運(yùn)動的方向不在同一直線上,小球做曲線運(yùn)動,即運(yùn)動方向不斷改變。
[歸納提升]物體由靜止到運(yùn)動,一定受到非平衡力的作用,且運(yùn)動方向和外力的方向相同;運(yùn)動的物體若受到一個(gè)與運(yùn)動方向相反的合外力的作用,它將減速;若受到一個(gè)與運(yùn)動方向相同的合外力作用,它將加速;運(yùn)動的物體若受到一個(gè)與運(yùn)動方向不在同一條直線上的力的作用,運(yùn)動方向?qū)l(fā)生改變。
[思考]你能總結(jié)歸納出力和運(yùn)動的關(guān)系嗎?
[歸納提升]不受力時(shí):保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài);受平衡力時(shí):保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài);受非平衡力時(shí):運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。
[習(xí)題]關(guān)于力和運(yùn)動,下列說法正確的是( )
A.物體勻速轉(zhuǎn)彎一定受到非平衡力的作用
B.豎直下落的小球越來越快,小球的慣性越來越大
C.物體受到力時(shí)運(yùn)動狀態(tài)一定改變,不受力時(shí)運(yùn)動物體很快會停下來
D.靜止在水平地面上的物體所受的重力和它對地面的壓力是一對平衡力
[分析]物體受到平衡力作用時(shí),其運(yùn)動狀態(tài)不變,即處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài);物體受非平衡力作用時(shí),其運(yùn)動狀態(tài)會發(fā)生變化,體現(xiàn)在速度大小及方向的改變;物體的慣性與其質(zhì)量有關(guān),與物體的速度無關(guān),力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,物體受平衡力時(shí)運(yùn)動狀態(tài)不變;平衡力必須大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上。
[答案]A
三、板書設(shè)計(jì)
7.4 探究物體受力時(shí)怎樣運(yùn)動
1.什么是二力平衡
(1)物體的運(yùn)動狀態(tài)
(2)二力平衡狀態(tài)
2.二力平衡的條件
(1)同體
(2)等值
(3)反向
(4)共線
(5)物體受平衡力時(shí)的運(yùn)動情況
3.非平衡力和物體運(yùn)動狀態(tài)的變化
(1)非平衡力
(2)運(yùn)動狀態(tài)的變化
◇教學(xué)反思◇
本節(jié)課中二力平衡概念的引入,需注意啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。讓學(xué)生思考:物體不受力的作用時(shí),總保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變,當(dāng)物體受到兩個(gè)力的作用時(shí),也能保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變,這是為什么?學(xué)生深入思考之后會得出物體受到的兩個(gè)力的作用效果相互抵消了,即合力為零,從而順利地引入二力平衡的概念。

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4 物體受力時(shí)怎樣運(yùn)動

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