第一篇:滬科版八年級物理 7.3 力的平衡 教案
7.3 力的平衡 教案
教材分析
(1)教材的地位和作用
力學是初中物理的重點內容,二力平衡又是力學中的重點之一。力的概念和同一直線上的二力合成,為學生學習二力平衡做了充分的知識準備,而二力平衡的學習是學生探究摩擦力、力和運動的關系以及浮力、壓強知識的重要基礎,更為高中學習多力平衡以及力矩的平衡做鋪墊,所以,本節知識是聯系新舊知識的紐帶,在力學中起著承上啟下的作用,是解決力學問題的理論基礎。
(2)對教材的處理
關于平衡狀態的概念,本教材是直接給出。但是生活經驗和直覺告訴學生:靜止的物體是平衡,而對于做勻速直線運動的物體也是平衡狀態卻沒有這種認知。為此,在教學過程中,先由學生根據已有經驗得出靜平衡,通過老師的演示實驗,發現受平衡力的物體也可以做勻速直線運動,來完善平衡的概念。
探究二力平衡條件的實驗,我根據初二學生的好奇心,將書上的實驗裝置進行改進,在硬紙板的不同位置打了八個孔,學生用兩端帶有掛鉤的細線,根據自己的意愿任意選擇兩個受力點,實驗操作簡單方便,既發展了學生的個性,又增強了實驗的全面性。
課本中對于做勻速直線運動的物體這種平衡狀態的受力情況沒有探究,為了幫助學生能直觀理解,我在課件中增加了演示實驗,學生通過觀察演示實驗,會對平衡的概念形成完整的認識。
通過探究和演示實驗,學生的觀察、分析、歸納和演繹能力得到進一步加強,為今后研究問題奠定了能力基礎。學情分析
初二的學生,對新生事物有強烈的好奇心和求知欲,善于觀察,熱衷于動手實驗。前面學生已經學習了力的相關概念和同一直線上二力合成,為本節課的學習做了知識鋪墊;他們也經歷了一些簡單的探究活動,具備一定的實驗操作能力和合作的意識。教學目標
依據教材的內容和學生的特點,我制定了以下三維的教學目標: 【知識與技能】
①能說出什么是平衡狀態;
②對處于平衡狀態的物體能進行受力分析,認識平衡力的概念;
③會用二力平衡的知識分析、解決水平和豎直方向上的簡單平衡問題。
【過程與方法】
①經歷探究二力平衡條件的過程,培養分析、歸納的能力;
②通過分析與討論生活中的平衡問題,培養學生的邏輯思維能力。
【情感態度和價值觀】
①在探究“二力平衡條件”中領略物理的簡捷之美,獲得成功的喜悅;
②通過分析生活中平衡的物體受力情況,培養關注科技的意識; 重點難點
二力平衡條件是本節的重點,是通過實驗探究得出的,具有應用的廣泛性和后繼學習的基礎性;而學生剛剛接觸到力,對實際物體的運動狀態和受力分析,學生感到比較生疏,因此應用二力平衡的條件解決實際問題就成為學生學習的難點。教法分析
為突破本節課的重點和難點,我在教學中采用情境引入、引導探究、指導討論、演示突破的方法為學生搭建支架,學生主要以觀察現象、親歷實驗探究、組間協作、討論歸納等方式來獲取新知識。教學資源
教師:多媒體課件、示教板、彈簧測力計
學生:兩端帶有定滑輪的木板、帶孔的硬紙板、細線、鉤碼 教學過程分析
依據教學目標,我把本節課設計為以下六個環節:
環節一: 圖片引入
從學生感興趣的真實情景出發,激疑生趣,引發學生思考,很直接的引出平衡的概念。
環節二:觀現象、究本質→認識平衡與平衡力
學生憑借已有的經驗結合對周圍物體的觀察,列舉出他們認為平衡的物體,例如:桌面上的物理書,懸掛的燈管等,進而得出靜止的物體是平衡狀態。這是學生看到的表面現象,究其本質是什么呢?老師立刻提出問題,要求學生對他們所列舉的幾個物體進行受力分析,對平衡物體的受力有個全面地認識,進一步指出一個物體如果只受兩個力的作用而平衡叫二力平衡,既澄清了概念,又明確了本節課的主要任務。
環節三:師生合作、解讀探究
在這一環節里我設計了以下三個活動:
活動一:學生探究二力平衡條件
[猜一猜] 引導學生從力的三要素方面考慮,猜想二力平衡的條件。
[議一議] 在猜想的基礎上,以小組討論的方式,結合老師提供的實驗器材進行設計實驗,并說明合理的實驗步驟;
[做一做]在老師的指導下,參照老師提供的實驗探究卡,分組合作實驗,探究二力平衡的條件。
具體做法:讓學生按照投影上的步驟去操作,根據學生觀察到的現象進行填空。然后讓學生總結二力平衡的條件。得出兩個力的大小、方向關系和同一物體、同一直線以及合力。
活動二:對比演示、觀察歸納
◇ 與學生實驗對比,老師對硬紙板施加大小相等、方向相反、不在同一直線上的兩個力,學生觀察硬紙板的運動狀態,進一步體會同一直線的深刻含義。
◇ 硬紙板處于平衡狀態,用剪刀將硬紙板一剪兩半,鉤碼和半張硬紙板會向兩側掉下,說明兩個力必須作用在同一物體上。
學生通過討論、補充的方式完整得出二力平衡條件:一個物體、同一直線、大小相等、方向相反。
活動三:深入探究、完善概念
◇ 靜止的物體受平衡力,受平衡力的物體一定靜止嗎?老師演示鉤瑪在拉力和重力作用下,做勻速直線運動,學生通過觀察,深信不疑的得出:受平衡力作用的物體也可以保持勻速直線運動狀態;學生熟悉的廂式電梯中間的運行過程就是勻速直線運動,實驗結合生活,學生清楚了平衡狀態,不僅局限于靜止,也有勻速直線運動狀態,不但完善了平衡狀態的概念,更清晰了平衡狀態與平衡力的關系,為學習力和運動的關系作了很好的鋪墊。
環節四:應用遷移→鞏固提高
為使學生學到的知識具有穩定性,實現正遷移,我設計了三個梯度的討論問題,檢測不同層次學生達標情況,面向全體,激勵內化。
【議一議1】:為什么將物體掛在彈簧測力計下靜止時,彈簧測力計的示數就表示物體所受重力?
既學習了豎直方向的受力分析,又實現了測量物體重力方法上的逆向遷移;
【議一議2】播放視頻
起重機豎直勻速吊起重2×104N的貨物,在空中水平勻速移動3m,又豎直勻在這三個階段,起重機的拉力大小關系:
注重方法教學,指導思維過程,發展學生思維能力。
【議一議3】利用二力平衡知識,請你設計一個實驗方案,測一下物理課本沿水平桌面移動時滑動摩擦力的大小;目的:應用知識、遷移能力 總結反思,拓展升華
以解決雜技椅子頂為話題,總結出平衡狀態的物體→受到平衡力→二力平衡條件,又結合圖片,利用平衡知識解釋生活中其他的平衡問題,拓展學生的思維,提高應用意識。
環節六:巧布作業,動手動腦
作業的布置從學生實際出發,分層布置,學生既動手,又動腦,不但鞏固新知,而且體現可持續發展的價值。
總之,這節課學生從已有認知出發,以觀察平衡現象為切入,經歷探究、分析、歸納等一系列思維活動和動手活動,不但學到了知識,發展了能力,而且提升了情感。
以上是對這節課教學設計的闡述,謝謝各位!
第二篇:7.3 力的平衡教案
第三節 力的平衡
【教學目標】
一、知識與技能
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或靜止狀態.3.能判斷物體是否處于平衡狀態,并能分析哪兩個力是一對平衡力.二、過程與方法
1.通過組織學生討論并對物體進行受力分析,理解二力平衡的概念.2.通過組織學生實驗探究得出二力平衡的條件.三、情感、態度與價值觀
1.培養學生養成實事求是,尊重自然規律的態度.
2.引導學生積極參與二力平衡條件的實驗探究,培養學生善于與他人合作的精神.
【教學重點】
二力平衡的條件及應用.【教學難點】
會應用二力平衡的知識解決簡單的實際問題. 【教具準備】
小車、帶滑輪支架的長木板、玻璃板、細線、鉤碼(若干個)、多媒體課件等.【教學課時】 1課時
【鞏固復習】
教師引導學生復習上一節內容,并講解學生所做的課后作業(教師可針對性地挑選部分難題講解),加強學生對知識的鞏固.【新課引入】
教師利用多媒體展示課本圖7-18僵持的“人象大戰”圖片,要知道這是為什么?下面我們就來學習第三節“力的平衡”.【課堂導學】 【指導預習】
閱讀課本P135-P139頁的文字內容和插圖,在基本概念、定義、規定及規律上,用紅筆做上記號,并完成學案中“課前預習”部分.各小組交流討論,提出預習疑問.【交流展示】
1.學生代表舉手發言,報告“課前預習”答案,教師評價訂正.2.學生質疑,教師指導釋疑.【拓展探究】 知識點1二力平衡
小組討論交流,回答下列問題: 師1.舉例說明什么是平衡狀態?
生:1.如桌面上靜止的書,天花板上的電燈,平直公路上勻速行駛的汽車,書和電燈在豎直方向上受到兩個力的作用保持靜止狀態,汽車在水平方向上受牽引力和阻力作用保持勻速直線運動狀態,我們把物體如果在兩個力的作用下,能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,就說該物體處于平衡狀態,上述中的書、電燈、汽車處于平衡狀態.師2.什么是平衡力?舉例說明.生:2.物體在兩個力(或幾個力)作用下,保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,我們就說這兩個力(或幾個力)互稱為平衡力.師3.平衡力的作用效果如何?請指出課本圖7-19中運動員和圖7-20中杯子所受的一對平衡力?
生:3.一對平衡力方向相反,作用效果相互抵消,等效于不受力.運動員所受的一對平衡力是重力和空氣阻力,杯子所受的一對平衡力是重力和桌面的支持力.知識點2二力平衡的條件和應用
一、教師引導學生設計實驗方案和記錄數據表格.二、學生分組進行合作探究實驗,注意觀察,并將相關數據和結論填入所制表中,教師巡視指導.1.在圖a(b)所示的實驗裝置中,兩個盤子里裝著質量相同的砝碼.2.在“1”的基礎上將紙板(或卡片)轉動一個角度.3.在右邊的盤子里再加一個砝碼,而左邊的盤子不增加砝碼.三、師生互動、歸納、總結二力平衡條件:
作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直線上,這兩個力就彼此平衡,這兩個力稱為一對平衡力.簡記:(同體、等值、反向、共線).四、教師用多媒體展示:“平衡力與相互作用力區別”表格,引導學生交流討論,總結歸納.比較平衡力與相互作用力的區別
課堂小結
教師指導學生歸納總結本節課學到了什么?
1.平衡狀態下的運動情況:靜止狀態或勻速直線運動狀態.平衡狀態下的受力情況:不受力或受力平衡.2.二力平衡條件(略)
3.平衡力與相互作用力的區別(見上表)課后作業
1.請同學們完成課本P138頁作業1、2、3.2.請同學們完成課時對應訓練.教材習題解答(P138)1.200 向西 支持力 2000 豎直向上 2.提示:受重力G和支持力FN 3.C
1.平衡狀態:物體在兩個力(或幾個力)作用下,能保持的靜止狀態或勻速直線運動狀態;平衡力:處于平衡狀態的物體所受的兩個力(或幾個力)互稱為平衡力.
2.二力平衡條件:作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上(簡記:同體、等值、反向、共線).3.平衡力與相互作用區別:①作用對象不同:平衡力作用在同一物體上,相互作用力作用在不同物體上;②力的性質不同:平衡力不一定是同性質的力,相互作用力一定是同一性質的力;③力的存在情況不同:平衡力其中一個消失后,另一個力可能存在,相互作用力同時存在,同時消失.在本節課的教學中結合學生生活實例采用邊提問、邊實驗、邊討論、邊總結的方法,引導學生層次遞進,參與知識形成的全過程.在探究實驗中通過有序的觀察、科學的記錄、分析,培養了學生的設計、觀察、實驗能力和分析概括能力.學生容易將平衡力和相互作用力混淆,在分析時要引導學生分清受力物體和施力物體,以及力的方向,從而加以區分,對于二力平衡條件的應用,通過學生對生活實際中實例的分析和訓練總結出規律、發現其特點,從而靈活運用,真正掌握這部分知識.
第三篇:八年級物理二力平衡教案
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學物理教研室
二力平衡教案設計
一、教學目標
(一)、知識與技能:
1.知道什么是力的平衡,初步掌握二力平衡的條件.
2.會應用二力平衡的知識分析、解決簡單的問題.
(二)、過程與方法:
1.通過實驗培養學生的觀察能力、分析綜合能力、判斷能力. 2.學會從分析一個物體上受幾個力到能知道這幾個力的平衡關系。
(三)、情感、態度與價值觀:
通過教學活動,激發學生的學習興趣和對科學的求知欲,使學生樂于了解日常生活中的物理道理。
二、重點與難點
二力平衡的條件及應用
三、教學過程
1.引入新課
問:牛頓第一定律的內容是什么?
答:一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.
問:物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,是否就一定不受力呢? 學生思考回答后教師舉例說明。
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學
教師:陶林
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學物理教研室
例:放在桌上的書是靜止的,它受到重力和支持力.在平直馬路上勻速行駛的汽車,受到牽引力和阻力.可見,物體在受到外力作用時,也可能處于靜止或勻速直線運動狀態.
問:力可以改變物體的運動狀態,幾個力作用在物體上,為什么沒有改變物體的運動狀態呢?
學生思考后回答教師并說明:
這是因為作用在物體上的各個力改變物體運動狀態的效果互相平衡.也就是說這幾個力互相平衡.
當物體受到兩個力的作用時,物體的運動狀態也沒有發生變化時,我們稱該兩個力也為平衡力,此時就是我們說的二力平衡。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。從而引入新課。
2.新課教學
[板書1]第二節、二力平衡
1.力的平衡:物體在受到幾個力作用時,如果保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,我們就說這幾個力互相平衡.物體處于平衡狀態!
物體的平衡狀態:靜止或勻速直線運動狀態.
問: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嗎?舉例說明.
答:不一定.如放在光滑斜面上的書,要沿斜面向下滑.汽車或電梯起動時,速度越來越快.
物體受到的兩個力,要滿足什么條件才能平衡呢?我們通過實驗來研究.
[板書2]
2.二力平衡的條件
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學
教師:陶林
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學物理教研室
[實驗1]研究二力平衡的條件
將光滑木板放在水平桌面上,木塊放在木板上.(木板為45厘米×60厘米,板上安裝2個定滑輪,3個羊眼圈.木塊上安4個掛鉤.如圖1所示)在木塊掛鉤1、2上拴好細繩并跨過滑輪,繩下端各掛若干鉤碼如圖2所示.
研究對象:木塊.
受力分析:水平方向受到繩施加的兩個拉力.
觀察木塊在什么條件下靜止,什么條件下發生運動.
提示:前面我們已經學習了影響力作用效果的因素是力的三要素:大小、方向、作用點.
(1)二力大小不相等,左端掛1個鉤碼,右端掛2個鉤碼.放手后木塊由靜止開始向右運動.
(2)二力大小相等.左、右兩端各掛1個鉤碼.放手后,木塊保持靜止.
問:是否只要兩個力大小相等,就可以互相平衡呢?
[實驗2]如圖3所示,把兩根細繩的一端分別拴在木塊的掛鉤1、4上,另一端各穿過羊眼圈2、3后分別掛1個鉤碼.放手后,木塊由靜止開始運動.
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學
教師:陶林
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學物理教研室
看來兩個力只是大小相等,方向不相反,是不能互相平衡的.如果兩個力大小相等,方向也相反,是否就可以平衡呢?
[實驗3]裝置與圖3相同,將兩根細繩的一端分別拴在木塊掛鉤3、4上,另一端各穿過羊眼圈1、2后分別掛1個鉤碼.放手后,木塊由靜止發生轉動.
小結:作用在木塊上的兩個力要想互相平衡必須滿足三個條件:(1)大小相等,(2)方向相反,(3)在同一直線上.
請同學們自己做一個實驗研究二力平衡的條件.
[實驗4]每個同學桌上有2個彈簧秤,一塊塑料板,板上有幾個洞.用兩個彈簧秤拉這塊塑料板,想一想怎樣拉才能使塑料板保持靜止不動?
讓學生帶著問題做實驗:作用在塑料板上的兩個力必須滿足的條件是什么?才能讓塑料板處于平衡狀態。
學生進行實驗,教師巡視、指導,用投影儀打出實驗的投影片.
請一位同學歸納、總結一下要使塑料板保持靜止(處于平衡狀態),作用在塑料板上的兩個力必須滿足的條件是什么?
答:大小相等,方向相反,并且在同一直線上.
[板書3]作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直線上,這兩個力就彼此平衡.
大量實驗表明物體在二力作用下保持勻速直線運動的條件也是這兩個力必須大小相等,方向相反,并且在同一直線上.
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教師:陶林
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學物理教研室
請同學們用力的示意圖把塑料板上受到的兩個力畫出來.
教師打出相應的投影片.(可用復合片)
問:根據同一直線上二力合成的知識,彼此平衡的兩個力的合力是多少?
答:彼此平衡的兩個力的合力為零.
[板書4]彼此平衡的兩個力的合力為零.
力的平衡在日常生活中有許多實際應用,應會根據平衡狀態,找出平衡力;根據物體受力情況,判斷它是否處于平衡狀態.
[板書5]3.二力平衡條件的應用
例1.(1)吊在空中重5牛的電燈(如圖4),靜止不動時,電線對它的拉力是多大?
(定)研究對象:電燈.
(析)受力分析:重力、拉力.
(判)運動狀態:靜止.
(找)兩個力的關系:互相平衡.(大小相等,方向相反,在同一直線上.)
結論:拉力是5牛,方向豎直向上.
請同學們分析下面的事例.
(2)放在桌上的書.(重力、支持力)
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學
教師:陶林
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學物理教研室
(3)勻速下落的跳傘運動員.(重力、阻力)
(4)平直馬路上勻速行駛的汽車.(牽引力、阻力)
例2.汽車行駛時受到的牽引力為F,受到的阻力為F.
(1)當F>f時,汽車做什么樣的運動?
(2)當F=f時,汽車做什么樣的運動?
(3)當F<f時,汽車做什么樣的運動?
研究對象:汽車.
受力分析:水平方向受牽引力F,阻力f.
兩個力的關系:F>f,兩個力不互相平衡,F合=F-f.
運動狀態:不能處于平衡狀態.
結論:汽車在F合作用下將做加速運動.
當F=f,F<f時汽車將做什么樣的運動,請同學們分析.
例3.如圖5所示,物重6牛,彈簧秤向上拉示數為4牛,水平地面給物體的支持力是多大?
答:支持力是2牛.
(四)課堂小結:讓學生談談自己在這節課中的收獲。
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教師:陶林
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(五)布置作業:課本第22頁練習1-4
(六)教法說明
1.講述物理規律的課,一般分四步進行:(1)觀察現象提出問題;(2)通過實驗研究問題;(3)分析、概括得出規律;(4)運用規律分析解決問題.
在教學中要重視科學、方法的教育,體現物理學是以實驗為基礎的科學.使學生懂得按照研究、解決科學問題的過程,來認識、處理問題會更有效.
2.教法上采用邊提問,邊實驗,邊討論,邊總結的方法,引導學生參與知識形成的全過程.在教學中結合一個個新問題的提出和解決,使學生領會提出問題的思路,解決問題的方法.通過有序地進行觀察、分析的訓練,培養學生的觀察、實驗能力,分析、概括能力.
3.對傳統的二力平衡實驗裝置進行改進,使演示的現象更直觀、鮮明,便于從實驗現象導出結論.為使更多的學生能看清現象,可在實驗裝置后放一面與水平面成45度角的平面鏡.
注:教材選用人教版八年下冊義務教育教科書第八章第二節的內容。
貴州省六盤水市水城縣坪寨中學
教師:陶林
第四篇:八年級物理二力平衡
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二力平衡 教案
武進區三河口中學
徐琴
朱岳興
一、教學目標:
1、通過觀察分析,知道什么是二力平衡。
2、通過實驗探究,知道二力平衡條件及物體在平衡力作用下的運動狀態.3、在探究實驗中,培養學生的交流、合作團隊精神。
二、教學用具:
小卡片、細線、滑輪兩個、鐵架臺、鉤碼一盒、鉛筆、橡皮泥、水杯兩只、水、鹽水、彈簧測力計、密度計.三、教學過程:
(一)、創設情境,引入新課
1、多媒體展示:扣人心弦的雜技表演。
2、演示實驗:鉛筆、小刀、和手指(三力平衡)。
師:為什么會這樣呢,通過今天這節課的學習,相信大家就能找到答案了。
(二)、新課教學
看圖分析:停泊在海面上的航天測量船、勻速上升的潛水艇、吊在天花板上的電燈、緩緩降落的神州飛船回收艙。師:a、這些物體各處于什么運動狀態呢?
b、他們分別受到哪些力的作用呢?
學生回答:
師:物體在幾個力的作用下處于靜止或勻速直線運動狀態,我們就說物體處于平衡狀態,使物體處于平衡狀態的幾個力稱作平衡力。師:以上這些物體的受力情況有什么特征?
學生回答:
師:當物體在兩個力的作用下處于平衡狀態時,就稱作二力平衡。
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[提出問題]:二力平衡需要什么條件呢?請大家大膽的猜想。[學生猜想]:
師:哪位同學猜想的正確呢,請同學們自己設計實驗來探究驗證。[實驗探究一]:
學生實驗:探究二力平衡的條件(提示:大小、方向、作用點是決定力作用效果的三個要素。探究二力平衡的條件,可以從這三個要素來考慮。)
學生選擇器材,小組討論,制定實驗方案,分工合作完成實驗,最后由學生報告實驗結果。
1)、使用在小卡片的兩個力方向相反、在一條直線上。當兩個力的大小相等時,卡片_________;當兩個力的大小不等時,卡片___________。(平衡/不平衡)
2)、使用在小卡片上的兩個力大小相等、在一條直線上。當兩個力方向相反時,卡片_________;當兩個力方向相同時,卡片__________。(平衡/不平衡)
3)、使作用在小卡片上的兩個力大小相等、方向相反。當兩個力在一條直線上時,卡片__________;當兩個力不在一條直線上時,卡片____________。(平衡/不平衡)
(學生分組實驗,老師在實驗過程中進行指導。)
[結論]:(學生歸納出)當作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反,且作用在同一直線上時,兩個力才能平衡。即二力平衡的條件:同體、等值、反向、共線,滿足條件的兩個力叫做一對平衡力。[實驗探究二]:(學生實驗)
在彈簧測力計下方掛100g砝碼,讓彈簧測力計按下列要求運動,觀察可能出現的現象,分析受力情況。
1)、在豎直方向保持靜止;
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2)、在豎直方向勻速運動; 3)、從靜止開始突然向上運動;
根據1)、2)兩種現象,可得出什么結論。學生回答:
結論:當物體受到平衡力作用時,能保持靜止或勻速直線運動狀態。
根據實驗3)的現象,可看出什么?(為下一節作鋪墊)[應用]:學生舉例二力平衡在生活中的應用:
學生回答:[書本(重力、支持力);電扇(重力、拉力);老師手中的粉筆(重力、靜摩擦力)等等] [生活、物理、社會]:老師介紹重心與穩度(讓學生了解雜技表演和不倒翁的現象)。[實驗探究三]:
如何用一支鉛筆和橡皮泥,區分兩杯沒有標簽的水和鹽水?動手試一試,并說明其中的道理。
(學生討論、設計、動手制作并進行實驗)教師引人密度計。
介紹密度計:
構造:玻璃管,一端裝有小鉛丸(使密度計可豎直在液體中)
原理:物體漂浮時
F浮=G物
(三)學生鞏固練習:(四)學生總結:
(五)布置作業:小制作:制作潛水艇模型。
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第五篇:八年級物理 第六章第2、3節《力的合成》、《力的平衡》教案 滬科版
第六章第2、3節《力的合成》、《力的平衡》(滬科版)
基本要求:
1.認識力的作用效果,知道力的合力與分力是從力的作用效果來定義的。2.通過實驗探究,獲得在同一直線上同方向與反方向上力的合成情況。
3.在實驗探究的過程中要經歷對圖表的分析獲得結論的過程,并能夠在交流討論中發現新的問題。
4.在關于力的合成的探究實驗中,要經歷從提出問題與假設,到驗證假設,到形成科學理論的過程。
5.認識到在平衡力的作用下,物體能保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。6.對處于平衡狀態的物體進行受力分析,認識平衡力的概念。
7.在探究實驗中要求學生自己處理實驗數據,并從對數據的分析處理中認識二力平衡的條件,知道狀態變化的原因。
8.應用二力平衡的知識分析、解決簡單的問題。
9.在討論與交流中感受到在力的平衡狀態下物體的運動狀態。
重點:同一直線上二力的合成法則;利用二力平衡的條件解決一些實際問題。難點:對二力平衡的理解。
基本內容講解:
我們見過的物體都受到力的作用,而且很多物體往往同時受到幾個力的作用。例如,教室里的日光燈受重力和兩條繩索的拉力;課桌受重力、地面對它的支持力和書本向下壓的力。我們今天學習物體同時受幾個力的有關情況。1.力的合成、合力、分力
兩個小孩同時用力提起一桶水,一個大人用一個力就能提起來,大人的一個力所產生的效果跟兩個小孩的兩個力同時作用的效果相同。一個同學拉車,另一個同學幫助他推車,此時車受到推力和拉力,但是一個力氣大的同學一個人就可以拉著車前進。力氣大的同學的一個拉力產生的效果跟兩個同學的拉力和推力同時作用的效果相同。
如果一個力產生的效果跟兩個力共同作用所產生的效果相同,這個力就叫做那兩個力的合力。
提水桶時,大人的力叫做兩個小孩的力的合力。推車時,力較大的同學的拉力叫做那兩個同學的推力和拉力的合力。
同樣道理,眾多船帆對大船產生的作用效果和發動機對大船產生的作用效果相同,發動機所產生的推力就是許多船帆的推力的合力。船帆的推力就是發動機的推力的分力。數只螞蟻對樹葉的作用效果與一只甲殼蟲對樹葉的作用效果完全相同,甲殼蟲的力是螞蟻力的合力,螞蟻的力是甲殼蟲力的分力。2.同一直線上二力的合成
物體往往同時受幾個力作用。為了分析問題簡化起見,用一個合力代替兩個力就能使問題大大簡化。那么,求兩個力的合力就有著重要的現實意義。例如,兩個小孩提水桶的力分別是F1和F2,F1=50牛、F2=60牛,那么,這兩個力的合力應該多大,向什么方向才能產生和F1、F2共同作用的相同效果呢?拉車時,拉力F4和推力F3大小分別是100牛和120牛,那么用一個多大的拉力才能產生和F3、F4共同作用的相同效果呢?
求兩個力的合力叫力的合成。也就是說,求F1和F2的合力F,求F3和F4的合力F′都叫力的合成。
在初中階段,我們只學習力的合成的最簡單的情況,即同一條直線上二力的合成。
(1)同一條直線上同方向的二力的合成
如圖所示,我們把大彈簧的下端固定在鐵架臺上,旁邊立一個刻度尺。現在,我們用一個彈簧秤拉著彈簧使其伸長,同時用另一個彈簧秤通過一根細繩也拉著彈簧使其伸長。這時彈簧受到兩個向上的拉力F1和F2,它們的大小分別從兩個彈簧秤的讀數表示出來。讀出F1和F2的大小,并記錄彈簧伸長到的位置。
現在,我們用一個力拉彈簧,使它伸長到跟剛才相同的長度,讀出這個拉力F多大?
實驗發現F= F1+F2
通過實驗可知,力F產生的效果跟力F1和F2共同作用的效果相同,所以F是F1和F2的合力 同一直線上,方向相同的兩個力的合力大小等于這兩個力大小之和,方向跟這兩個力的方向相同。
(2)同一直線上方向相反的二力的合成
如上圖所示,我們將彈簧的上端固定在鐵架臺上,用一個彈簧秤向下拉彈簧,拉力為F1。用一根細繩拴在彈簧下端的鉤上,用彈簧秤通過細繩向上拉,拉力為F2,此時彈簧伸長。這時我們讀出拉力F1和F2的大小,并記錄彈簧伸長到的位置。然后我們用一個力拉彈簧,使彈簧伸長到同樣的位置,請同學讀出這個拉力F的大小。
實驗發現F= F1—F2
拉力F的作用效果跟拉力F1和F2共同作用的效果相同,所以力F是力F1和F2的合力。
實驗告訴我們,同一直線上,方向相反的兩個力的合力大小等于這兩個力大小之差,合力的方向跟較大的力方向相同。
3.力的平衡
牛頓第一定律告訴我們,物體在不受外力的時候總要保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.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動的情況也是普遍存在的.那么這二者之間有什么聯系呢?
教室內的吊燈受到重力和拉力,吊燈保持靜止。放在地上的水桶受重力和地面對它的支持力,水桶靜止。課桌受到重力、書本對它向下壓的力和地面的支持力,課桌靜止。
物體受到力的作用,物體保持勻速直線運動的情況也能見到。一列火車在一段平直的軌道上勻速行駛,火車受重力、支持力、水平向前的牽引力和向后的阻力。
物體在受到幾個力作用時,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態,我們就說這幾個力相互平衡。
根據這個觀點,我們可以從吊燈的靜止狀態可知吊燈受到的重力和拉力相互平衡。
4.二力平衡的條件
物體受到兩個力的作用(或多個力的作用),如果能夠保持靜止或勻速直線運動狀態,我們就說物體處于平衡狀態,使物體處于平衡狀態的兩個力(或多個力)叫做平衡力。二力平衡的情況最簡單,我們先研究這種情況.當我們做教材第110頁的實驗進行科學探究時,我們會發現:
當兩個拉力大小不等時,小車不能保持靜止。這兩個力不能平衡。
當兩個力大小相等,力的方向互成角度時,小車也不能保持靜止。這兩個力不能平衡。
當兩個力大小相等、方向相反,互相平行時,小車也不能保持靜止。這兩個力不能平衡。
可見,兩個力的平衡必須滿足以下四個條件:兩個力作用在一個物體上,大小相等、方向相反、作用在一條直線上。
根據同一條直線上力的合成的法則可知,當兩個力彼此平衡時,物體受到的合力是0。
5.二力平衡條件的應用
二力平衡條件的應用可以從兩方面去掌握.
(1)根據物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,可以分析出作用在物體上的力的大小和方向。
例題:質量是50千克的人站在水平地面上,畫出人受力的示意圖。
人受重力G和地面的支持力N。人處于靜止狀態,所以重力G和支持力N是平衡的.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,且在一條直線上。
根據人的質量,計算出人的重力G。G=mg=50千克×9.8牛/千克=490牛頓。方向豎直向下。支持力N=490牛頓,方向豎直向上。(示意圖略)
再如我們利用彈簧秤測物體的重力以及利用彈簧秤測物體受到的摩擦力都是利用了二力平衡的知識。
(2)根據物體的受力情況判斷物體的運動狀態.
物體不受力,應保持勻速直線運動或保持靜止狀態.物體受一個力,運動狀態發生改變,這是力產生的效果。物體受平衡力時,應保持靜止或保持勻速直線運動狀態。靜止的物體受平衡力時,仍然保持靜止;運動的物體受平衡力時,仍然保持勻速直線運動。
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,水平方向二力平衡,火車勻速直線前進。
【典型例題】
例l.一輛小車重200N,放在光滑水平地面上,甲用50N水平力向東拉,乙用30N水平力向東推,求這輛小車在水平方向所受合力大小和方向。
分析:由于求的是水平方向合力,故車重不必考慮。兩位同學一拉、一推,屬兩個同方向的作用力,按同向力求合力。
解答:F合=F1+F2=50N+30N=80N。
答:合力大小等于80N,方向向東,與原力方向相同。
例2.一根電線下吊著一盞燈,下列各對力中是屬于二力平衡的是 [ ]
A.電線對燈的拉力和燈對電線的拉力.
B.燈的重力和燈對電線的拉力.
C.電線對燈的拉力和燈的重力.
D.電線對燈的拉力和燈對地球的吸引力.
分析:二力必須滿足同體、等值、反向、共線四個條件才能平衡,缺一不可.選項A中二力不共體,是一對相互作用力;B中二力不共體而且是同方向;D中二力也是一對相互作用力,不共體。
解答:C。
說明:相互作用的一對力也滿足等值、反向、共線,但不作用在同一物體上.
例3.一個物體靜止在水平桌面上,下面哪種說法正確?
[ ]
A.物體的重力壓在桌面上
B.物體的重力和桌面對物體的支持力是一對平衡力
C.物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力
D.物體的重力和它對桌面的壓力是一對平衡力
解答:物體的重力作用在物體上而不是作用在桌面上,所以A是錯的。物體對桌面的壓力作用在桌面上,平衡力是作用在一個物體上的兩個力,可見C、D兩個選項也是錯的.物體的重力,和桌面對物體的支持力都作用在物體上,當物體靜止時,這兩個力大小相等、方向相反、并且在一條直線上,所以B是正確的.
例4.手提10牛頓重的書包,書包靜止時受到了幾個力的作用?分別指出每個力的施力物體和受力物體,并用圖示法表示書包的受力情況。
解答:書包靜止時受到了兩個力的作用,手的拉力F和書包的重力G,這兩個力是一對互相平衡的力.拉力的施力物體是手,重力的施力物體是地球,受力物體是書包.力的圖示如圖1所示。
例5.吊車吊著質量2噸的集裝箱以0.2米/秒速度勻速上升,吊車要給集裝箱多大拉力?如果集裝箱變為以0.1米/秒速度勻速下降,吊車要給集裝箱多大拉力?
分析:首先分析集裝箱的受力情況并畫出受力分析圖(圖2).集裝箱受到重力和吊車給它的拉力。
集裝箱做勻速直線運動,是處于平衡狀態。它受到的兩個力應該是彼此平衡。
根據質量與重力的關系求出集裝箱受到的重力,再根據兩個平衡力的關系,求出拉力。
解答:已知:m=2噸=2000千克
求:F
解:G=m×9.8牛頓/千克 =2000千克×9.8牛頓/千克 =19600牛頓
F=G=19600牛頓
答:吊車給集裝箱的拉力大小是19600牛頓.
說明:解題的過程中,沒有考慮集裝箱的運動方向和速度大小,是因為這些條件跟解題沒有關系.只要確定物體保持靜止或勻速直線運動狀態,也就是保持平衡狀態,就能判定物體受到的兩個力彼此平衡。
生活中,往往會覺得向上拉一個物體需要用的力較大,向下放一個物體需要的力較小.這是涉及到其他問題造成的感覺.可讓學生自己實際做一次試驗,用手提著重物,懸空保持靜止,勻速向上提起來,勻速地下落,體會一下用力的情況。如果可能,最好用一個彈簧秤吊著重物來做這個試驗。
通常覺得向上提用力要大,實際上是從靜止改變為向上運動的過程中(這個階段不是平衡狀態),拉力一定要比重力大.而從靜止改變為向下運動的過程中(這個階段也不是平衡狀態),拉力一定比重力小。如果是要保持勻速直線運動,無論向上還是向下運動,無論速度大還是小,需要的拉力是一樣大的.生活中沒有這么仔細地區分不同階段的不同感覺,所以,有些“經驗”是不完全可靠的。
【模擬試題】(答題時間:50分鐘)一.填空題
1.一個力作用在物體上,它產生的效果跟兩個力的共同作用效果______,這個力就叫做那兩個力的合力。
2.甲、乙兩人共同拉一輛車,甲的拉力為600牛,乙的拉力為300牛,兩人用力方向都朝東。如果讓一個人來拉,作用效果與兩個人拉相同,那么這個人一定要用力______牛,方向______。
3.一輛汽車裝滿貨物的總質量為5×10千克,在平直公路上由東向西行駛,汽車牽引力為8×10牛,汽車受到阻力為汽車總重力的0.1倍,則汽車在水平方向的合力大小為______牛,方向向______。
4.同一直線上有三個力即5牛、7牛、12牛,則三個力合力最大為______,最小為______。5.一只茶杯靜止在桌面上,它在________的作用下保持______狀態,我們就說__________。
6.作用在________的兩個力,如果它們_______、________、____________,這兩個力就是__________的。
7.靜止在水平桌面上的一本書,質量為0.2千克,受到____力的作用,大小為____牛,33方向是_______,此力的施力物體是_______;同時書還受到____力的作用,大小是______牛,方向是_______,此力的施力物體是_______,這兩個力的關系是___________。8.起重機的鋼絲繩吊著貨物勻速上升,貨物受到____力和____力的作用,這兩個力的施力物體是______和______,這兩個力的關系是_______________.
9.起重機的鋼絲繩吊著5×10牛的重物,當物體以0.5米/秒的速度勻速提升時,鋼絲繩對重物的拉力是_____牛;當物體以1米/秒的速度勻速下降時,鋼絲繩對重物的拉力________5×10牛;當物體以1.5米/秒的初速度加速提升時,鋼絲繩對重物的拉力________5×10牛;當物體以1.5米/秒的初速度減速提升時,鋼絲繩對重物的拉力______5×10牛,當物體靜止在半空中時,鋼絲繩對重物的拉力________5×10牛(選填“大于”、“等于”或“小于”)。
10.如圖1所示,三個鉤碼的重力為1牛,用三根繩子連接懸掛著,那么a繩受到的拉力為_____牛,b繩受到的拉力為_____牛,c繩受到的拉力為_____牛。
二.選擇題
1.地球同步衛星,相對于地面是靜止的,因此衛星[ ] A.不受任何力的作用;
C.受一對平衡力的作用;
B.受地球的吸引力; D.受力情況不清楚。
33332.如圖2所示,若懸繩A和彈簧秤B的重力不計,下列各對力中屬于平衡力的是 [ ]
A.A對B的拉力與B對C的拉力; B.B對A的拉力與A對B的拉力; C.A對B的拉力與C對B的拉力;
D.B對C的拉力與C對B的拉力.
3.一個物體受到兩個力的作用,這兩個力的三個要素完全相同,那么這兩個力 [ ] A.一定不是平衡力; B.一定是平衡力;
C.可能是平衡力; D.條件不足,無法判斷. 4.下列說法中正確的是 [ ] A.物體處于靜止或勻速直線運動時,一定只受兩個力作用; B.物體如果有外力作用,不可能處于勻速直線運動和靜止狀態;
C.兩個力作用在一條直線上,大小相等,方向相反,這兩個力一定是平衡的;
D.一個物體的運動方向在不斷改變,它受到的力一定不平衡. 5.一只木箱,靜止放在水平地面上,下列說法中正確的是
[ ] A.木箱所受的重力和木箱對地面的壓力為一對平衡力; B.木箱所受的重力和地面對木箱的支持力為一對平衡力; C.木箱對地面的壓力和地面對木箱的支持力為一對平衡力;
D.木箱所受的重力和木箱對地球的吸引力為一對平衡力.
6.跳傘運動員在空中張開降落傘后,跳傘運動員勻速下降,這是因為跳傘運動員 [ ]
A.沒有受到力的作用;
B.受到的重力小于阻力;
C.受到的重力等于阻力; D.受到的重力大于阻力.
7.圖中作用在物體上的力屬于平衡力的是圖
[ ]
8.重80牛的物體放在水平桌面上,滑動時受到的阻力是12牛,要使物體作勻速直線運動,所需的水平拉力是 [ ]
A.12牛; B.68牛;
C.80牛;
D.92牛。
9.三要素完全相同的兩個力,則它們的合力一定 [ ]
A.等于零; B.不等于零; C.缺少條件,無法判斷。
10.已知兩個力F1、F2的合力大小為12牛,方向向正南,而其中一個力的大小為15牛,方向向正北,則另一個力F2的大小、方向是 [ ] A.27牛,方向向南; B.27牛,方向向北;
C.3牛,方向向南;
D.3牛,方向向北。
11.如圖所示,加在同一物體上的兩個力F1、F2。F1=18牛,方向向右;F2=24牛,方向向左。現加第三個力F3,使三個力的合力為零,則第三個力F3的大小和方向是 [ ]
A.6牛,方向向左;
C.42牛,方向向左;
B.6牛,方向向右; D.42牛,方向向右。
12.兩個作用在一條直線上的力F1、F2。當F1=18牛、F2=8牛,它們的合力是 [ ] A.一定是26牛;
C.26牛或10牛;
B.一定是10牛; D.缺少條件,無法判斷。
13.兩個力作用在物體上,且作用在一直線上。一個力方向朝東,另一個力方向朝西,那么它們的合力方向一定是 [ ]
A.朝東; B.朝西;
C.缺少條件無法判斷。
14.如圖表示作用在同一直線上的兩個力,F1=6牛,F2=4牛,則它們的合力大小和方向是 [ ]
A.10牛,方向與F2方向相同; B.10牛,方向與F1方向相同; C.2牛,方向與F2方向相同;
D.2牛,方向與Fl方向相同。
15.馬拉車向前的力是900N,車行駛時受到的阻力為650N,則車在水平方向上受到的合力大小是 [ ]
A.900N B.650N
C.1550N
D.250N 16.有關合力概念錯誤的是 [ ] A.合力是從力作用效果上考慮的。B.合力的大小總比分力大。
C.合力的大小可以小于任何一個分力。
D.考慮合力時就不用再考慮各分力了。
17.物體在水平方向受到左、右兩個力作用,已知F1向右,大小35N,其合力向右,大小為20N,則另一個力F2的大小、方向是 [ ] A.15N,向右
C.15N,向左
B.55N,向右 D.55N,向左 18.兩人合力豎直向上抬起一個質量為50kg的物體,設每人用力大小相等,則每個人至少要用力的大小是 [ ]
A.50kg B.25kg
C.490N
D.245N 19.放在水平桌面上的書所受力中,屬于平衡力的是 [ ] A.書對桌面的壓力與書所受的重力;
B.書對桌面的壓力與桌面對書的支持力;
C.書所受的重力與桌面對書的支持力;
D.書對桌面的壓力加上書的重力與桌面對書的支持力.
20.用49牛的水平力把質量是1.5千克的木塊緊壓在豎直的墻上,這時木塊對墻的壓力是 [ ]
A.50.5牛; B.49牛; C.63.7牛; D.14.7牛.
21.一個物體受到均為30牛的一對平衡力作用而作勻速直線運動,如果這對平衡力同時突然減小到20牛,則物體 [ ] A.速度減小; B.按減小后的速度作勻速直線運動;
C.仍按原來速度作勻速直線運動; D.停止運動.
三.作圖題
水平桌面上放著一個質量為3千克的金屬球,球靜止不動,畫出金屬球的受力示意圖。四.說理題
天花板上吊一盞電燈,當電燈靜止時,吊線為什么總是豎直的? 【試題答案】 一.填空題
1.相同 2.900牛,朝東 3.3.1×10,西
4.24牛,零 5.兩個力,靜止,這兩個力是平衡的6.同一物體上,大小相等,方向相反,作用在一條直線上,平衡 7.重,1.96,豎直向下,地球,支持,1.96,豎直向上,桌子,平衡力 38.重,拉,地球,鋼絲繩,平衡力 9.5×10,等于,大于,小于,等于,10.3,2,1 二.選擇題
1.B 2.C 3.A 4.D 5.B 6.C 7.D 8.A 9.B 10.A 11.B 12.C 13.C 14.D 15.D 16.B 17.C 18.D 19.C
三.作圖題
四.說理題
當電燈靜止時,它處于平衡狀態,這也一定是受到平衡力作用的結果。這一對平衡力是電燈的重力和電線的拉力,這兩個力一定是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,當然一定要作用在一個物體上。重力的方向是豎直向下的,電線受到的拉力就是豎直向上的,所以吊線總是豎直的。20.B 21.C 3