物理－二力平衡（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年人教版物理八年級下冊

課題：二力平衡教學(xué)目標(biāo)：（1）物理觀念：理解二力平衡的概念及其條件，能夠運(yùn)用二力平衡條件分析解決實(shí)際問題。（2）科學(xué)思維：通過實(shí)驗(yàn)探究二力平衡的條件，培養(yǎng)邏輯推理能力和科學(xué)探究精神。（3）科學(xué)探究：通過設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)，掌握控制變量法，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力。（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，增強(qiáng)對物理學(xué)習(xí)的興趣和責(zé)任感。教學(xué)重難點(diǎn)：（1）理解二力平衡的條件，包括“同體、等大、反向、共線”四個(gè)要素，并能夠通過實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證這些條件。（2）應(yīng)用二力平衡條件解決實(shí)際問題，如分析物體在靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)下的受力情況。（3）學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究二力平衡條件，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和科學(xué)探究思維。教學(xué)準(zhǔn)備：（1）多媒體投影儀和電腦，用于展示課件和視頻資料，幫助學(xué)生直觀理解二力平衡的概念及其應(yīng)用。（2）實(shí)驗(yàn)器材套裝，包括但不限于彈簧測力計(jì)、滑輪組、細(xì)繩、鉤碼、小車、軌道等，用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，親自動手探究二力平衡的條件。（3）互動式白板及配套軟件，用于實(shí)時(shí)記錄和展示學(xué)生的討論結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)課堂互動性和參與感。教學(xué)過程一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課【課前欣賞】播放家庭房間里桌椅、桌面上的電視、花瓶、勻速直線下落的降落傘、起重機(jī)勻速直線提升重物。教師活動：（展示視頻）向?qū)W生展示這些物體在不同狀態(tài)下的運(yùn)動情況，引導(dǎo)他們觀察并思考這些物體在什么條件下保持靜止或勻速直線運(yùn)動。學(xué)生活動：認(rèn)真觀看視頻，觀察物體的運(yùn)動狀態(tài)，并思考它們?yōu)槭裁茨軌虮３朱o止或勻速直線運(yùn)動。（生：看到桌椅靜止不動，電視和花瓶也沒有移動，降落傘勻速下降，起重機(jī)勻速提升重物。）教師提問：牛頓第一定律的內(nèi)容是什么？學(xué)生回答：一切物體在沒有受到力作用的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。教師引導(dǎo)討論：能不能反過來說，凡是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的物體都沒有受到外力呢？請舉例證明。學(xué)生討論：不能，因?yàn)榧词贡３朱o止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的物體也可能受到力的作用。例如，靜止的書本受到重力和支持力，桌子也一樣；勻速直線行駛的汽車受到牽引力和阻力。（生：靜止的書本受到重力和支持力，桌子也一樣，勻速直線行駛的汽車受到牽引力和阻力。）二、合作探究，建構(gòu)知識（一）力的平衡定義教師活動：請同學(xué)們分析桌上靜止的茶杯、被起重機(jī)勻速吊起的貨物、勻速直線行駛的汽車的受力情況。學(xué)生活動：進(jìn)行受力分析，畫出受力圖。（生：茶杯受重力和桌子的支持力、貨物受重力和鋼繩的拉力、汽車除了受到重力和地面的支持力，還受到牽引力和阻力。）教師總結(jié)：在現(xiàn)實(shí)生活中，物體往往同時(shí)受多個(gè)力作用而處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，即運(yùn)動狀態(tài)不變。這些力的作用效果相互抵消，使得物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變。引導(dǎo)總結(jié)教師活動：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)什么是力的平衡和平衡狀態(tài)。學(xué)生活動：理解并總結(jié)力的平衡的定義。（生：物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說這幾個(gè)力平衡。靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)叫做“平衡狀態(tài)”。）反饋練習(xí)教師提問：下列物體中，哪些受到的是平衡力？（A、在圓軌道上轉(zhuǎn)彎的過山車B、加速升空的火箭C、進(jìn)站的火車D、馬路上勻速直線行駛的汽車）學(xué)生回答：D（生：只有勻速直線行駛的汽車受平衡力。）教師提問：1．物體受到平衡力的標(biāo)志是什么？2．物體受到非平衡力將怎樣？學(xué)生回答：1．物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；2．受到非平衡力其運(yùn)動狀態(tài)會發(fā)生改變。（生：比如加速、減速或改變方向。）（二）二力平衡定義教師活動：介紹二力平衡的概念，并通過實(shí)例進(jìn)一步解釋。（生：像前面實(shí)例中的茶杯、貨物，物體在兩個(gè)力的作用下，能夠靜止或者做勻速直線運(yùn)動，這兩個(gè)力稱作二力平衡。）實(shí)驗(yàn)探究二力平衡的條件提出問題：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)力應(yīng)該滿足什么樣的條件呢？猜想假設(shè)：請同學(xué)們結(jié)合剛才對受到平衡力的物體的受力分析，從力的三要素出發(fā)進(jìn)行大膽的猜想。學(xué)生猜想：1．大小相等；2．方向相反；3．在同一直線上。（生：我們認(rèn)為兩個(gè)力必須大小相等、方向相反、在同一直線上。）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師活動：介紹實(shí)驗(yàn)器材（鉤碼、細(xì)線、塑料片），并討論實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生活動：交流合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并展示交流。（生：我們打算用控制變量法來探究二力平衡的條件。）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：兩邊掛不等重的鉤碼；學(xué)生觀察：塑料片不能保持平衡，運(yùn)動狀態(tài)改變，兩個(gè)拉力不相等。（生：不平衡，鉤碼不等重。）實(shí)驗(yàn)二：掛等重的鉤碼；學(xué)生觀察：塑料片能保持平衡，運(yùn)動狀態(tài)不變，兩個(gè)拉力相等。（生：平衡，鉤碼等重。）實(shí)驗(yàn)三：兩邊掛等重鉤碼，將卡片下移，使二力方向并不相反；學(xué)生觀察：塑料片不能保持平衡，運(yùn)動狀態(tài)改變。（生：方向必須相反。）實(shí)驗(yàn)四：兩邊掛等重鉤碼，將塑料片旋轉(zhuǎn)一定角度，使二力不在同一條直線上；學(xué)生觀察：塑料片不能保持平衡，運(yùn)動狀態(tài)改變。（生：方向必須在同一直線上。）實(shí)驗(yàn)五：用剪刀從中間剪斷塑料片；學(xué)生觀察：塑料片運(yùn)動狀態(tài)改變。（生：二力必須作用在同一物體上。）分析論證教師活動：引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)二力平衡的條件。學(xué)生活動：歸納總結(jié)（生：①作用在同一個(gè)物體上，②力的大小相等，③方向相反，④并且在一條直線上。簡記：同體、等大、反向、共線。）反饋練習(xí)教師提問：1．F1與F2是平衡力的是()學(xué)生回答：需要進(jìn)一步分析每個(gè)選項(xiàng)，確定是否滿足二力平衡條件。（生：要根據(jù)二力平衡的條件逐一分析。）教師提問：2．靜止在水平桌面上的書，受到的平衡力是()A.書的重力和書對桌子的壓力B.書對桌子的壓力和桌子的重力C.書的重力和桌子對書的支持力D.書對桌子的壓力和桌子對書的支持力學(xué)生回答：C（生：書的重力和桌子對書的支持力是一對平衡力。）三、應(yīng)用二力平衡1.根據(jù)物體的狀態(tài)分析受力情況典例剖析：跳傘運(yùn)動員在空中勻速直線下降，如果已知人和傘所受的總重力是1000N，你能說出人和傘所受阻力的大小和方向嗎？教師方法點(diǎn)撥：明確研究對象→分析運(yùn)動狀態(tài)→進(jìn)行受力分析→根據(jù)二力平衡條件解題。學(xué)生解答：人和傘作勻速直線運(yùn)動→受到平衡力→二力大小相等、方向相反。所受阻力大小為1000N，方向豎直向上。（生：阻力大小為1000N，方向豎直向上。）跟蹤練習(xí)：某同學(xué)用F=10N的水平推力沒有推動一張課桌，則課桌受到的阻力多大？學(xué)生解答：課桌靜止→受到平衡力→f=F=10N。（生：阻力為10N。）2.根據(jù)物體的受力情況分析運(yùn)動狀態(tài)典例剖析：汽車沿直線行駛時(shí)受到的牽引力為F，受到的阻力為f。(1)當(dāng)F＞f時(shí)，汽車做什么樣的運(yùn)動？(2)當(dāng)F=f時(shí)，汽車做什么樣的運(yùn)動？(3)當(dāng)F＜f時(shí)，汽車做什么樣的運(yùn)動？學(xué)生解答：(1)不平衡，汽車做加速直線運(yùn)動。(2)二力平衡，汽車做勻速直線運(yùn)動。(3)不平衡，汽車做減速直線運(yùn)動。（生：(1)加速；(2)勻速；(3)減速。）四、拓展延伸1.平衡水與相互作用力的比較教師活動：引導(dǎo)學(xué)生對比二力平衡和相互作用力的異同點(diǎn)。學(xué)生討論：相同點(diǎn)：兩者都是大小相等、方向相反、在同一直線上。不同點(diǎn)