
設(shè)計(jì)說明
本節(jié)包括兩部分內(nèi)容:二力平衡和二力平衡條件。講解二力平衡時(shí),先提出“平衡狀態(tài)”和“平衡力”這兩個(gè)概念。通過一組處于力的平衡狀態(tài)物體圖片的呈現(xiàn),讓學(xué)生具體了解成對出現(xiàn)的平衡力的情況。
講解二力平衡條件時(shí),要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究得出二力平衡的條件。這樣設(shè)置是讓學(xué)生先通過自然、生活現(xiàn)象認(rèn)識“力的平衡”,然后用抽象的概念來總結(jié)“力的平衡”,接著用“力的平衡”觀念來解釋自然、生活中的一些事例,最后具體講解在什么情況下物體才會(huì)處于平衡狀態(tài)。
教學(xué)目標(biāo)
【知識與技能】
1.對處于平衡狀態(tài)的物體進(jìn)行受力分析,認(rèn)識平衡力的概念。
2.認(rèn)識到在平衡力作用下,物體能夠保持靜止或處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【過程與方法】
1.在探究實(shí)驗(yàn)中處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并從對數(shù)據(jù)的分析處理中認(rèn)識二力平衡的條件,知道狀態(tài)變化的原因。
2.應(yīng)用二力平衡的知識分析、解決簡單的問題。
【情感、態(tài)度和價(jià)值觀】
由分析物體平衡狀態(tài)的受力,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力,由驗(yàn)證二力平衡的條件,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決問題的能力。
重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)探究二力平衡的條件。
教學(xué)難點(diǎn)
二力平衡在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
教學(xué)方法
探究法:經(jīng)歷探究二力平衡條件的過程,培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納問題的能力。
對比法:通過作圖分析平衡力和相互作用力的區(qū)別。
教具、學(xué)具
教師用具:兩端有滑輪的長方形木板一塊、正方形硬紙片一片、砝碼一盒、棉線兩根、掛盤兩個(gè)。
授課時(shí)數(shù)
2課時(shí)
第1課時(shí) 二力平衡
教學(xué)過程
回顧思考
1.牛頓第一定律的內(nèi)容是什么?
2.什么叫慣性?物體在什么情況下有慣性?
導(dǎo)入新課
講述:牛頓第一定律告訴我們,物體在不受外力的時(shí)候總要保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但是一切物體都受到力的作用,物體保持靜止或保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的情況也是普遍存在的。那么這二者之間有什么聯(lián)系呢?
出示圖片:吊在天花板上的燈、在平直公路上勻速行駛的汽車,引導(dǎo)學(xué)生分析它們分別處于怎樣的狀態(tài),分別受到哪些力的作用,由此引出力的平衡的概念,繼而進(jìn)入新課教學(xué)。
講授新課
一、二力平衡
1.平衡狀態(tài)
觀察教材圖7-37,分析停在樹枝上的小鳥和勻速下降的降落傘的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),再讓學(xué)生列舉出生活中的例子。
教師根據(jù)學(xué)生分析的情況,總結(jié)出上述物體都在力的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這樣的物體,我們就說它們處于平衡狀態(tài)。
2.平衡力
如果物體在兩個(gè)力的作用下,能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這兩個(gè)力就互稱為平衡力。
受平衡力的物體雖然受力,但是這幾個(gè)力的作用效果相互抵消,就相當(dāng)于不受力,即平衡力的合力為零。
教師引申:所有的平衡都是建立在二力平衡的基礎(chǔ)上的,二力平衡是最基本、最簡單的平衡。
二、二力平衡的條件
教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述事例的分析,提出問題:物體受到兩個(gè)力的作用,一定能保持平衡狀態(tài)嗎?
學(xué)生討論并舉例:踢出去的足球、落下的蘋果、進(jìn)站的火車等。
教師:如果作用在物體上的力只有兩個(gè),且物體處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力需要滿足什么條件呢?
引導(dǎo)學(xué)生回憶力的三要素,根據(jù)力的三要素猜想二力平衡應(yīng)該與什么有關(guān),小組討論并進(jìn)行猜想。
讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置,分組討論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究時(shí),兩個(gè)力的大小、方向、作用點(diǎn)應(yīng)該有什么關(guān)系?小組間交流設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并對自己的方案進(jìn)行修改,根據(jù)修改后的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
教師提示:實(shí)驗(yàn)中首先確定研究對象:紙片。
觀察現(xiàn)象:紙片在什么情況下靜止,什么情況下運(yùn)動(dòng)。
受力分析:紙片在水平方向受到細(xì)線施加的兩個(gè)拉力。
實(shí)驗(yàn)過程:(1)在兩邊托盤中放入質(zhì)量相等的砝碼,使紙片受到大小相等、方向相反、作用在同一直線上的力,紙片處于靜止?fàn)顟B(tài)。
(2)改變受力情況:
①改變力的方向:把紙片轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,使兩個(gè)拉力不在同一條直線上,松手后觀察現(xiàn)象。
②改變力的大?。焊淖円贿呁斜P中砝碼的質(zhì)量,使紙板受到的力大小不相等。
學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表格中。
左盤砝碼質(zhì)量
右盤砝碼質(zhì)量
紙片所受兩個(gè)力是否在同一直線上(是、否)
紙片是否平衡(是、否)
1
[
2
3
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果進(jìn)行討論交流,分析二力平衡需要哪些條件。
師生總結(jié)得出二力平衡的條件是:作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。
三、二力平衡條件的應(yīng)用
二力平衡條件的應(yīng)用可以從兩方面去掌握。
(1)根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),可以分析出作用在物體上的力的大小和方向。
【例題】 質(zhì)量是50 kg的人站在水平地面上,畫出人受力的示意圖。(g取10 N/kg)
解析:人受重力G和地面的支持力N。人處于靜止?fàn)顟B(tài),所以重力G和支持力N是平衡的。那么這兩個(gè)力一定滿足二力平衡的條件,即大小相等、方向相反,且在一條直線上。
根據(jù)人的質(zhì)量,計(jì)算出人的重力G。
G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,方向豎直向下。支持力N=500 N,方向豎直向上。
答案:如圖所示。
(2)根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
物體不受力,應(yīng)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)。物體受一個(gè)力,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,這是力產(chǎn)生的效果。物體受平衡力時(shí),應(yīng)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。靜止的物體受平衡力時(shí),仍然保持靜止;運(yùn)動(dòng)的物體受平衡力時(shí),仍然保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。
例如,火車在平直的軌道上行駛。在豎直方向上重力和支持力平衡,如果牽引力大于阻力,火車將加速;如果牽引力小于阻力,火車將減速;牽引力和阻力相等時(shí),水平方向二力平衡,火車勻速前進(jìn)。
課堂小結(jié)
1.平衡狀態(tài)和平衡力
物體如果在兩個(gè)力的作用下,能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這兩個(gè)力就互稱為平衡力,這時(shí)物體就處于平衡狀態(tài)。
2.二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反、并作用在同一直線上。
3.二力平衡條件的應(yīng)用。
當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
1.放在水平桌面上的物體靜止不動(dòng),與其重力互相平衡的力是( )
A.物體對桌子的壓力 B.桌子對物體的支持力
C.地面對桌子的支持力 D.桌子對地面的壓力
答案:B
2.圖中作用在物體上的力屬于平衡力的是( )
A B C D
答案:C
3.有甲、乙兩個(gè)物體,在力的作用下做水平直線運(yùn)動(dòng),其速度—時(shí)間圖像如圖所示。由圖可知,兩物體運(yùn)動(dòng)過程中水平方向上的受力情況是( )
A.兩物體都受平衡力作用
B.兩物體都不受平衡力作用
C.甲受平衡力作用,乙不受平衡力作用
D.甲不受平衡力作用,乙受平衡力作用
答案:C
4.一個(gè)物體只受到兩個(gè)力的作用,若這兩個(gè)力的三要素完全相同,則( )
A.這兩個(gè)力可能是平衡力
B.這兩個(gè)力一定是平衡力
C.這個(gè)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)改變
答案:D
5.桌面上水杯所處的靜止?fàn)顟B(tài)和列車所處的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),都是______狀態(tài),水杯此時(shí)受到______力的作用,若水杯重為2 N,則它受到的支持力是______N。
答案:平衡 平衡 2
6.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速直線下降過程中,雖然運(yùn)動(dòng)員受到了幾個(gè)力的作用,但我們會(huì)說跳傘運(yùn)動(dòng)員處于 狀態(tài)。此時(shí),如果人和傘的總質(zhì)量是80 kg,所受阻力是 N。(g取10 N/kg)
答案:平衡 800
7.在探究“二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)甲、乙兩組同學(xué)分別選擇器材后,設(shè)計(jì)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。老師指出乙組同學(xué)選擇的器材更加合理,其原因是______________________。在探究力的大小對二力平衡的影響時(shí),通過調(diào)整_______來改變F1和F2的大小。
(2)該實(shí)驗(yàn)還可以選擇如圖丙的裝置,把小卡片兩端細(xì)線繞過滑輪,并掛上鉤碼。選擇小卡片的好處是可以忽略小卡片的_______對實(shí)驗(yàn)的影響。保持F1與F2大小相等,用手將小卡片扭轉(zhuǎn)到圖丁的位置,松手后,小卡片將_______(選填“能”或“不能)在此位置平衡。實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)這一步驟的目的是探究二力平衡時(shí)__________________________________。
丙 丁
答案:(1)小車與桌面間的摩擦力較小,可以忽略不計(jì) 砝碼質(zhì)量 (2)重力 不能 二力是否必須作用在一條直線上
板書設(shè)計(jì)
1.二力平衡:物體如果在兩個(gè)力的作用下,能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這兩個(gè)力就互稱為平衡力。這時(shí)物體就處于平衡狀態(tài)。
2.二力平衡的條件:大小相等、方向相反、作用在同一物體上、在同一直線上。
3.二力平衡條件的應(yīng)用。
第2課時(shí) 習(xí)題課
教學(xué)過程
題型一 畫力的示意圖
例1 如圖,完全相同的A、B兩物塊疊放在水平桌面上,在水平力F的作用下,A、B兩物塊一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),畫出此時(shí)B物塊的受力示意圖。
解析:對B進(jìn)行受力分析可知,B在水平力F的作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),所以一定受到平衡力的作用,在豎直方向上,受到的豎直向下的重力和A對它豎直向上的支持力是一對平衡力;在水平方向上,受到的水平力F和A施加給它的摩擦力是一對平衡力。
答案:如圖所示。
跟蹤訓(xùn)練
1.如圖所示,木塊隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),作出木塊受到所有力的示意圖。
解析:因?yàn)槟緣K與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),所以它們之間沒有發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),是相對靜止的,則木塊沒有受到摩擦力的作用,木塊只受到自身重力G和傳送帶的支持力的作用,二者大小相等、方向相反,是一對平衡力,作用點(diǎn)可都選擇在物體的重心上。
答案:如圖所示。
2.請?jiān)趫D中畫出細(xì)線懸掛的小球擺動(dòng)到圖示位置時(shí)受到的力的示意圖(不考慮空氣阻力)。
解析:不考慮空氣阻力,小球擺動(dòng)過程中,受到重力和繩子拉力的作用。過球心作豎直向下的重力和沿繩子斜向上的拉力。
答案:如圖所示。
題型二 有關(guān)摩擦力的計(jì)算
例2 質(zhì)量為30 kg的物體在水平向東的推力和拉力作用下,沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知推力為200 N,拉力為100 N,求:
(1)物體所受水平推力與拉力的合力F合的大小和方向。
(2)物體受到地面的滑動(dòng)摩擦力f滑的大小和方向。
(3)若將水平向東的拉力增大到原來的3倍,則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為多少牛。
解:(1)因?yàn)槲矬w受到的推力和拉力方向相同,作用在一條直線上,則物體受到的合力:F合=F推+F拉=200 N+100 N=300 N;合力方向:水平向東。
(2)物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體受到的滑動(dòng)摩擦力與推力和拉力的合力平衡,則物體受到的滑動(dòng)摩擦力:f滑=F合=300 N,
滑動(dòng)摩擦力的方向與推力和拉力的合力的方向相反,水平向西。
(3)若將水平向東的拉力增大到原來的3倍,因物體對地面的壓力大小、接觸面的粗糙程度不變,所以物體受到的滑動(dòng)摩擦力不變,還是300N。
跟蹤訓(xùn)練
1.有一個(gè)重為600 N的物體掛在吊車的吊鉤上,物體在起吊的過程中受到空氣的阻力為10 N,并保持大小不變,問:
(1)物體勻速上升時(shí),吊車對物體的拉力是多少?
(2)物體勻速下降時(shí),吊車對物體的拉力又是多少?
解:(1)物體勻速上升時(shí),受到豎直向下的空氣阻力和重力,以及豎直向上的拉力,則根據(jù)力的平衡知識可得,吊車對物體的拉力:
F=G+f=600 N+10 N=610 N。
(2)物體勻速下降時(shí),受到豎直向下的重力,豎直向上的空氣阻力和拉力,根據(jù)力的平衡知識可得,此時(shí)吊車對物體的拉力:
F'=G﹣f=600 N﹣10 N=590 N。
2.一輛小車,總質(zhì)量為600 kg,在水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,受到的阻力是車重力的0.05。問:
(1)小車所受的阻力是多大?
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)提供給小車的牽引力是多大?(g取10 N/kg)
解:(1)小車受到的重力:G=mg=600 kg×10 N/kg=6 000 N,
小車所受的阻力:f=0.05G=0.05×6 000 N=300 N。
(2)因?yàn)樾≤囎鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以發(fā)動(dòng)機(jī)提供給小車的牽引力與阻力大小相等:F牽=f=300 N。
當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
1.如圖甲所示為一個(gè)靜止在指尖上的玩具“平衡鳥”,如圖乙所示是對這個(gè)“平衡鳥”受到的重力(G)和指尖對它的作用力(F)進(jìn)行的受力分析,可能正確的是( )
甲
A B C D
乙
答案:A
2.放在水平桌面上的物體質(zhì)量為5 kg,用10 N的水平拉力使物體向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),下面哪種說法正確( )
A.物體受到向左50 N的摩擦力
B.物體受到向左10 N的摩擦力
C.物體受到向右10 N的摩擦力
D.物體受到的摩擦力等于零
答案:B
3.如圖所示,騎自行車出行郊游,是一種時(shí)尚、環(huán)保的生活方式。當(dāng)我們在平直路面上勻速向前騎行時(shí),以下說法正確的是( )
A.自行車受到的動(dòng)力大于自行車受到的阻力
B.路面受到的壓力與人受到的支持力是一對平衡力
C.人對自行車的壓力與地面對自行車的支持力是一對相互作用力
D.人和自行車受到的重力與地面對人和自行車的支持力是一對平衡力
答案:D
4.關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說法正確的是( )
A.靜止的物體不受力的作用
B.運(yùn)動(dòng)的物體一定受到力的作用
C.力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
D.沒有力的作用,運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)慢慢停下來
答案:C
5.跳傘運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下,降落傘打開之前,下落會(huì)越來越快,此時(shí)運(yùn)動(dòng)員受到的阻力 重力;當(dāng)降落傘打開后,運(yùn)動(dòng)員勻速下落時(shí),受到的阻力 (選填“大于”“小于”或“等于”)重力。
答案:小于 等于
6.如圖甲所示,用一水平推力F將一木塊壓在豎直墻壁上,木塊豎直向下運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,6~9 s內(nèi),木塊受到的重力與摩擦力是一對 (選填“相互作用力”或“平衡力”),15~18 s內(nèi),木塊受到的摩擦力 (選填“大于”“小于”或“等于”)重力。
答案:平衡力 大于
7.一輛質(zhì)量為2 000 kg的汽車在平直的公路上勻速向西運(yùn)動(dòng),如果它受到的牽引力F是10 000 N,那么它受到的摩擦阻力f是多少牛?方向如何?(g取10N/kg)
解:汽車受到10 000 N的牽引力在平直的公路上勻速向西運(yùn)動(dòng),汽車水平方向受到的牽引力和摩擦力是一對平衡力,
則汽車受到的摩擦阻力f=F=10 000 N,方向水平向東。
教學(xué)反思
這是一份粵滬版八年級下冊第七章 運(yùn)動(dòng)和力3 探究物體不受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì),共23頁。教案主要包含了知識與技能,過程與方法,情感、態(tài)度和價(jià)值觀,教師點(diǎn)撥,跟蹤訓(xùn)練等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份粵滬版八年級下冊1 怎樣描述運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì),共8頁。教案主要包含了知識與技能,過程與方法,情感態(tài)度和價(jià)值觀,分析討論,教師總結(jié),活動(dòng)體驗(yàn),提出問題,師生總結(jié)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份物理粵滬版6 探究滑輪的作用教案設(shè)計(jì),共10頁。教案主要包含了知識與技能,過程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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