第三节力的平衡

旺旺：知行学堂旺旺：知行学堂第三节力的平衡知识目标1．知道什么是二力平衡及二力平衡的条件。2．知道物体在平衡力作用下保持匀速直线运动状态或静止状态。3．进一步理解力是改变物体运动状态变化的原因。教学重、难点教学重点：二力平衡的物理意义。教学难点：二力平衡的探究及其应用。教具准备卡片、棉线、铁架台、木块、两个定滑轮、两个大吊盘、大砝码、细绳、多媒体课件。新课引入播放视频：匀速上升的潜水艇、缓缓降落的降落伞、放在课桌上的书本、吊在天花板下的电灯等。思考：这些物体分别做什么运动？它们分别受到哪些力的作用？新课教学探究点一二力平衡提出问题：惯性定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的，那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢？探究：(1)让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力，为什么书包受两个力作用会保持静止？(2)在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力，为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态？小组讨论、交流、分析：如果将手松开，书包将落到地上，显然向上的拉力将书包下落的效果抵消了，使书包不至于下落；同样道理，也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了，使汽车的速度不发生变化。结论：一些物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，就相当于不受力。如果作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消，我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。旺旺：知行学堂旺旺：知行学堂探究点二二力平衡条件物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况。问题：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗？举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑；电梯受重力和向上的拉力，起动时，速度越来越快。问题：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢？学生讨论说出自己的见解。实验探究：1．猜想与假设。让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置等有关)2．制定实验计划与设计实验。学生根据桌上所准备的实验装置，如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码)，自己设计实验探究二力平衡时，两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。各实验小组交流设计的实验方案，并对自己设计的方案进行修改。3．进行实验与收集证据。实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使木块受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。木块处于平衡(静止)状态。改变木块的受力情况：①改变其中一边盘子的砝码的质量，使木块受到的力大小不等。②将其中一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同。③转动木块，使木块受到的力不在同一直线上。④垂直于木块受力方向移动木块，使木块受到的力不在同一直线上且方向相同或不相同。将实验条件和现象记录在下面的表格中。木块所受二力情况木块运动情况(静止与否)大小方向是否在一条直线上4.分析与论证。引导学生分析，哪些情况下木块不能保持静止，哪些情况下木块能保持静止，从而得出结论。学生归纳总结，得出结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。5．评估。可以向学生指出，木块在水平方向还会受到摩擦阻力，但实验中控制这个阻力很小，与拉力相比可以忽略。教师总结：二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。八字口诀：同体、等值、反向、共线。探究点三二力平衡条件的应用旺旺：知行学堂旺旺：知行学堂1．根据物体的运动状态判断受力情况。思考：如图所示，吊在空中静止不动的电灯，若电线的拉力为2N，则灯受到的重力是多少？学生分析：电灯受重力和电线的拉力，处于静止状态，所以重力和电线的拉力是平衡力。那么这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小相等，方向相反，且在一条直线上，所以灯受到的重力为2N。教师总结：根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以判断出作用在物体上的两个力是平衡力，进而判断所求力的大小和方向。2．根据受力情况判断物体的运动状态。思考：如图所示，火车在平直的轨道上行驶，在水平方向上受牵引力和阻力。如果牵引力大于阻力，火车将怎样运动？如果牵引力小于阻力，火车又将怎样运动？牵引力和阻力相等时，火车又将怎样运动？学生交流、讨论后，回答：牵引力大于阻力，火车将加速；牵引力小于阻力，火车将减速；牵引力和阻力相等时，水平方向二力平衡，火车匀速直线前进。教师总结：物体不受力时，应保持匀速直线运动或静止状态。物体受一个力，运动状态发生改变，这是力产生的效果。物体受平衡力时，应保持静止或匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然做匀速直线运动。3．一对平衡力和一对相互作用力的区别。思考：一对平衡力和一对相互作用力有许多相似的地方，但也有不同的地方，试着把它们加以区别。学生交流后，回答：相同点是都满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上。不同点是一对平衡力是作用在“同一”物体上的力，而一对相互作用力是分别作用在“不同”物体上的力。两个力，只要不是作用在同一物体上，就不可能是平衡力；两个力中，发生作用的物体只要出现第三个，就不可能是相互作用力。第三节力的平衡一、二力平衡平衡状态―→错误!―→受平衡力二、二力平衡条件作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。三、二力平衡条件的应用旺旺：知行学堂旺旺：知行学堂本节内容由二力平衡的条件和二力平衡条件的应用两部分内容组成。教学的重点是二力平衡的条件，关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。二力平衡条件的应用是本节教学的难点，突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析，引导学生归纳、总结、应用二力平衡的条件。