1.知道什么是二力平衡及二力平衡的條件.
2.知道物體在平衡力作用下將保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
3.能判斷物體是否處于平衡狀態(tài),并能分析哪兩個力是一對平衡力.
4.通過組織學(xué)生討論并對物體進(jìn)行受力分析,理解二力平衡的概念.
5.通過組織學(xué)生實驗探究得出二力平衡的條件.
6.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成實事求是,尊重自然規(guī)律的態(tài)度.
7.引導(dǎo)學(xué)生積極參與二力平衡條件的實驗探究,培養(yǎng)學(xué)生善于與他人合作的精神.
【教學(xué)重點】二力平衡的條件及應(yīng)用.
【教學(xué)難點】會應(yīng)用二力平衡的知識解決簡單的實際問題.
【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、小車、帶滑輪支架的長木板、玻璃板、細(xì)線、鉤碼(若干個).
【教學(xué)課時】1課時
【教學(xué)過程】
一、鞏固復(fù)習(xí)
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容,并講解學(xué)生所做的[課后作業(yè)](教師可針對性地挑選部分難題講解),加強(qiáng)學(xué)生對知識的鞏固.
二、新課引入
師:同學(xué)們,我們在第一節(jié)學(xué)習(xí)了力,告訴了我們什么?
生:力可以改變物體的形狀或運動狀態(tài).
師:我們知道,實際生活中不受力的物體是沒有的.那為什么還有物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)呢?
學(xué)生思考、討論.
師:當(dāng)甲、乙兩位同學(xué)在門里、門外(同一位置,用力方向相反)推門時,如果要門保持靜止不動,需要滿足什么條件?
生:兩人用力(大?。┫嗟?
師對了,就是因為當(dāng)兩人用力大小相等時,產(chǎn)生的作用效果相互抵消,門相當(dāng)于不受力.這時我們就說兩個力平衡,門處在平衡狀態(tài),即處于靜止.現(xiàn)實中這樣的例子很多,好,我們就一起來探究吧.
三、進(jìn)行新課
平衡狀態(tài)
師:上面的事例告訴我們,當(dāng)物體處在平衡狀態(tài)時,受到的力是平衡力.平衡狀態(tài)是指靜止?fàn)顟B(tài)、勻速直線運動狀態(tài).也就是說當(dāng)物體處在靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時,物體不受力或受到平衡力的作用.
師:請大家觀察桌面上的書,掛在天花板上的電燈,平直公路上勻速行駛的汽車,分析它們的運動狀態(tài)和受力情況.
學(xué)生思考、討論:
生1:放在桌面上的書處于靜止?fàn)顟B(tài),受到重力、桌面對書的支持力,表明重力與支持力平衡;
生2:掛在天花板上的電燈處于靜止?fàn)顟B(tài),受到重力、拉力,表明重力與拉力平衡.
生3:平直公路上勻速行駛的汽車(做勻速直線運動),在豎直方向受到重力和支持力,水平方向受到牽引力和阻力,重力與支持力平衡,牽引力與阻力平衡.
[教師總結(jié)]由此可見,物體在平衡狀態(tài)下,要么不受力,要么受平衡力.反過來,當(dāng)物體不受力或受平衡力時,就總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài).
板書:
物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就稱物體處于平衡狀態(tài).
處于平衡狀態(tài)的物體所受的力叫作平衡力.
如果物體只受兩個力而處于平衡狀態(tài),這種情況叫作二力平衡.
例題1 (用多媒體展示)如圖所示,懸掛在樹枝上的蘋果靜止不動,蘋果受到 力和 力作用,它們 平衡力,蘋果 處于平衡狀態(tài).(后兩空均選填“是”或“不是”)
解析:平衡狀態(tài)就是指運動狀態(tài)保持不變的狀態(tài),即要么處于靜止?fàn)顟B(tài),要么處于勻速直線運動狀態(tài).題中蘋果處于靜止不動,即處于平衡狀態(tài),那么蘋果受到平衡力作用.因為蘋果必定受到重力作用,而且重力的方向豎直向下,所以蘋果還受到樹枝對它豎直向上的拉力作用.
答案:重 拉 是 是
二力平衡的條件
1.二力平衡的條件
教師提問:如果處于平衡狀態(tài)下的物體只受兩個力作用時,這兩個力滿足什么條件才能平衡呢?我們設(shè)計實驗來探究這兩個力的平衡條件.
學(xué)生猜想:可能與作用力的大小、方向、作用點位置等有關(guān).
師:我們就以教材P46圖7.5-2中設(shè)計的實驗來探究.(組裝實驗器材)
進(jìn)行實驗:
實驗設(shè)計:
以長方形輕質(zhì)硬紙板為研究對象.用(鉤碼通過兩根細(xì)線拉長方形硬紙板,觀察不同情況下硬紙板的狀態(tài),從而總結(jié)出二力平衡的條件.可以通過改變鉤碼的類最來改變拉力的大小.
實驗過程:
師:實驗1中,硬紙板的運動情況如何?
生:硬紙板靜止.
師:請同學(xué)思考下,為什么靜止呢?
生:兩個力作用在同一物體上,大小相等、方向相反、在同一直線上.
師:如果將紙板扭轉(zhuǎn)一下會怎樣呢?
生:硬紙板轉(zhuǎn)動.
師:硬紙板為什么轉(zhuǎn)動呢?
生:兩個力不在同一直線上.
師:如果在左邊鉤碼下端再掛一個50g的鉤碼,會怎樣呢?
生 硬紙板向左加速運動.
師:為什么?
生:兩個力大小不相等.
師:在實驗1基礎(chǔ)上,將兩根細(xì)線都系在硬紙板的左端,會怎樣呢?
生 硬紙板向左加速運動.
師:為什么?
生:兩個力方向相同.
師:在實驗1基礎(chǔ)上,把硬紙板從中間剪開,會怎樣呢?
生:硬紙板的兩部分分別向左和向右運動.
師:為什么?
生 兩個力作用在不同物體上.
在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生觀看二力平衡多媒體Flash動畫,讓學(xué)生對二力平衡的條件有更直觀的印象.
教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論,并進(jìn)行板書:
板書:
二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反,且在同一直線上.(簡記:同體、等值、反向、共線.)
注意:這四個條件必須同時具備,缺一不可.尤其要注意作用在同一物體上,不能是作用在不同的物體上.
例題2 (用多媒體展示)在“探究二力平衡條件”的活動中,主要是通過探究力對物體的作用效果來實現(xiàn)探究目的的.如圖所示是可供選擇的兩種探究方案.
(1)圖a的探究方案中研究對象是小卡片,圖b的探究方案中研究對象是 ;
(2)小明選擇了圖a所示的探究方案.他將系于小卡片兩對角的細(xì)線分別跨過左右支架上的滑輪后,就在兩線端掛上鉤碼.這是用于探究兩個力的 和 對物體平衡的影響;
(3)探究活動中還要求要把小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,然后再松手.這樣做的目的是用于探究不在 上的兩個力對物體平衡的影響.
(4)兩個探究方案相比較,你認(rèn)為哪個方案的探究過程對實驗結(jié)論的影響小一些?為什么?
解析:圖b中研究的對象是小車,觀察小車在受到水平方向的兩個拉力(忽略小車與木板之間的摩擦阻力的理想情況)作用下的運動狀態(tài)時,如果小車做勻速直線運動,那么小車受到的是平衡力.由于實際當(dāng)中,小車要受到阻力,所以兩邊所掛鉤碼的質(zhì)量略有差別. 圖a研究的是小卡片,由于小卡片的質(zhì)量很小,所以它的重力可忽略不計,因此可不考慮豎直方向的受力,僅僅只考慮水平方向的受力,因此a實驗效果更明顯.
答案:(1)小車(2)大小方向(3)同一條直線(4)a方案的探究過程對實驗結(jié)論的影響小些,因為小卡片的重力可忽略不計,它只受兩個拉力的作用(或b方案中要受到阻力的影響)
2.二力平衡的應(yīng)用
師:二力平衡在實際中有著廣泛的應(yīng)用,如水平行駛的列車重力為1×108N,那么它受到的軌道對它的支持力為多少N,方向如何?
生:支持力1×108N,方向豎直向上.
師:為什么?
生:因為列車在豎直方向處于平衡狀態(tài),因此,受到的重力和軌道對它的支持力是一對平衡力,二者大小相等,方向相反.
板書:二力平衡條件的應(yīng)用:①根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài),或勻速直線運動狀態(tài),可以分析出作用在物體上的力的大小和方向;②根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運動狀態(tài).
平衡力與相互作用力
師:在前面剛學(xué)力時,我們知道,物體間力的作用是相互的,即一個物體在對別的物體施加力的同時,也要受到別的物體對它施加力的作用.也就是說,力總是成對出現(xiàn)的,把其中的一個力叫作用力,另一個力叫反作用力,作用力與反作用力是一對相互作用力.那么它與平衡力有什么區(qū)別呢?我們不妨就以放在桌面靜止的書為例進(jìn)行分析比較它們的相同點和不同點.
學(xué)生討論、思考.
教師引導(dǎo)學(xué)生作圖分析受力情況.
A.一對平衡力:書受到的重力G與桌面對書的支持力F.(如圖甲所示)
B.一對相互作用力:桌面對書的支持力F與書對桌面的壓力F′.(如圖乙所示)
教師用多媒體播放課件“平衡力與相互作用力的區(qū)別”,并講解.
“平衡力與相互作用力的區(qū)別”(多媒體課件)
注意:二者最明顯的區(qū)別是:平衡力的兩個力是作用在同一物體上的,而相互作用力的兩個力是作用在不同的物體上的.
[教師結(jié)束語]
通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),我們進(jìn)一步理解了力與運動的關(guān)系,明白了物體處于平衡狀態(tài)時(即處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時)不受力或受到平衡力.反之,當(dāng)物體不受力或受到平衡力時,物體處于平衡狀態(tài)(即靜止的物體將總是靜止,運動的物體將總是保持勻速直線運動).最后我們還知道了平衡力與相互作用力的區(qū)別,體會到平衡力與我們的生產(chǎn)、生活密切相關(guān).好,謝謝大家!
[課后作業(yè)]
完成本課時對應(yīng)練習(xí).

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第五節(jié) 二力平衡

版本: 北師大版(2024)

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