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1、
第2節(jié) 二力平衡
1.依據(jù)生活經(jīng)驗認識平衡力和平衡狀態(tài)的概念,會判斷物體受到的力是否為平衡力。
2.會利用二力平衡知識分析解決實際問題。
1.經(jīng)歷探究二力平衡條件的實驗過程,歸納、總結(jié)得出結(jié)論。
2.通過認識平衡力和平衡狀態(tài)關(guān)系,進一步體會力與運動的密切關(guān)系。
1.通過參與實驗活動,培養(yǎng)學(xué)生積極參與科學(xué)探究實踐的思想和互相配合的協(xié)作精神。
2.在用二力平衡知識分析解決實際問題過程中,體會物理與生活的密切聯(lián)系。
二力平衡的物理意義。
二力平衡的探究及其應(yīng)用。
卡片、棉線、鐵架臺、小車、兩個定滑輪、兩個大吊盤、砝碼盒、細繩、多媒體課件等。
一
2、、情景引入
播放視頻:勻速上浮的潛水艇、緩緩降落的宇宙飛船、放在課桌上的書本、吊在天花板下的電燈等。
思考:這些物體分別做什么運動?它們分別受到哪些力的作用?
二、新課教學(xué)
探究點一:二力平衡的概念
提出問題:慣性定律告訴我們,物體不受力時,將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。但不受力的物體是不存在的,那么為什么有些物體還會保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)呢?
探究:(1)讓學(xué)生提著書包不動。書包受重力和手對它向上的拉力,為什么書包受兩個力作用會保持靜止?(2)在平直馬路上勻速行駛的汽車,受到牽引力和阻力。為什么水平方向汽車受兩個力作用會保持勻速直線運動狀態(tài)?
小組討論、分析、交流:如果
3、將手松開,書包將落到地上,顯然向上的拉力將使書包下落的重力產(chǎn)生的效果抵消了,使書包不至于下落;同樣道理,汽車牽引力將阻力產(chǎn)生的效果抵消了,也可以說阻力將牽引力產(chǎn)生的效果抵消了,使汽車的速度不發(fā)生變化。
結(jié)論:一些物體雖然受力,但是這幾個力的作用效果相互抵消,就相當于不受力。我們就說這幾個力相互平衡,這時的物體我們就說它處于平衡狀態(tài)。
探究點二:二力平衡條件
物體受兩個力作用保持平衡的情況最簡單,我們先來研究這種情況。
問題:物體受兩個力作用一定就能保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)嗎?
舉例:放在光滑斜面上的書,受重力和斜面的支持力但要沿斜面下滑;電梯受重力和向上的拉力,起動后,速度越來越快
4、。
問題:如果作用在物體上的力只有兩個,且物體處于平衡狀態(tài),這兩個力應(yīng)該滿足什么樣的條件呢?
學(xué)生討論說出自己的見解。
探究:
1.猜想與假設(shè)。
讓學(xué)生猜想在什么條件下二力平衡。(可能與作用力的大小、方向、作用位置……有關(guān))
2.制定實驗計劃、設(shè)計實驗。
學(xué)生根據(jù)桌上所準備的實驗裝置,如圖所示(還有若干質(zhì)量相等或不等的砝碼),自己設(shè)計實驗探究二力平衡時,兩個力的大小、方向、作用點應(yīng)該有什么關(guān)系。
各實驗小組交流設(shè)計的實驗方案,并對自己設(shè)計的方案進行修改。
3.學(xué)生分組實驗。
實驗方法:在兩邊盤子中放質(zhì)量相等的砝碼,使小車受到大小相等、方向相反、作用在同一直線上的力。小車
5、處于平衡(靜止)狀態(tài),改變小車的受力情況:
①改變其中一邊盤子里砝碼的質(zhì)量,使小車受到的力大小不等。
②將其中一邊盤子里的砝碼全部移到另一邊使小車受到的力方向相同。
③轉(zhuǎn)動小車,使小車受到的力不在同一直線上。
④垂直于小車受力方向移動木塊,使小車受到的力不在同一直線上且方向相同或不相同。
將實驗條件和現(xiàn)象記錄在下面的表格中。
4.分析與論證。
引導(dǎo)學(xué)生分析,哪些情況下小車不能保持靜止,哪些情況下小車能保持靜止,從而得出結(jié)論。
學(xué)生歸納總結(jié),得出結(jié)論:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。
5.評估。
可以向?qū)W生指出,小
6、車在水平方向還會受到摩擦阻力,但實驗中控制這個阻力很小,與拉力相比可以忽略。
教師總結(jié):二力平衡的條件:作用在同一個物體上的兩個力,大小相等,方向相反,且作用在同一條直線上?!鞍俗挚谠E”:同體、等值、反向、共線。
探究點三:二力平衡的應(yīng)用
1.根據(jù)物體的運動狀態(tài)判斷受力情況。
思考:吊在空中靜止不動的電燈,若電線的拉力為2N,則燈受到的重力是多少?
學(xué)生分析:電燈受重力和電線的拉力,處于靜止狀態(tài),所以重力和電線的拉力是一對平衡力。那么這兩個力一定滿足二力平衡的條件,即大小相等,方向相反,且在同一條直線上,所以燈受到的重力為2N。
教師總結(jié):根據(jù)物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)
7、,可以判斷出作用在物體上的兩個力是一對平衡力,進而判斷所求力的大小和方向。
2.根據(jù)受力情況判斷物體的運動狀態(tài)。
思考:火車在平直的軌道上行駛,在水平方向上受牽引力和阻力。如果牽引力大于阻力,火車將怎樣運動?如果牽引力小于阻力,火車又將怎樣運動?牽引力和阻力相等時,火車又將怎樣運動?
學(xué)生討論后回答:牽引力大于阻力,火車將加速;牽引力小于阻力,火車將減速;牽引力和阻力相等時,水平方向二力平衡,火車勻速直線前進。
教師總結(jié):物體不受力時,應(yīng)保持勻速直線運動或保持靜止狀態(tài)。物體受一個力,運動狀態(tài)發(fā)生改變,這是力產(chǎn)生的效果。物體受平衡力時,應(yīng)保持靜止或保持勻速直線運動狀態(tài)。靜止的物體受平
8、衡力時,仍然保持靜止;運動的物體受平衡力時,仍然做勻速直線運動。
3.一對平衡力和一對相互作用力的區(qū)別。
思考:一對平衡力和一對相互作用力有許多相似的地方,但也有不同的地方。試著把它們加以區(qū)別。
學(xué)生討論后回答:相同點是都滿足大小相等,方向相反,作用在同一直線上;不同點是一對平衡力是作用在“同一”物體上的力,而一對相互作用力是分別作用在“不同”物體上的力。兩個力,只要不是作用在同一物體上,就不可能是平衡力;兩個力中,發(fā)生作用的物體只要出現(xiàn)第三個,就不可能是相互作用力。
三、板書設(shè)計
第2節(jié) 二力平衡
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