《二力平衡》名師教案

1、 二力平衡教學(xué)設(shè)計(jì)【核心素養(yǎng)】通過(guò)觀察分析，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和概括能力以及由淺入深的研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法；通過(guò)探究與交流，使學(xué)生認(rèn)識(shí)交流合作的重要性，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)與他人合作的精神?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1、 知道二力平衡。2、理解二力平衡的條件以及物體在平衡力作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。3、能利用平衡條件解決簡(jiǎn)單的平衡問(wèn)題?！緦W(xué)情分析】在本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)積累了一些有關(guān)力學(xué)的知識(shí)，知道力的作用效果、力的三要素以及牛頓第一定律的內(nèi)容。通過(guò)對(duì)生活中的情景現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體受力時(shí)也可以處于靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而分析得出二力平衡的概念。學(xué)生會(huì)從力的三要素角度進(jìn)行猜想，兩個(gè)力平衡需要滿足的條件，這

2、時(shí)學(xué)生很容易猜想兩個(gè)力需要作用在同一個(gè)作用點(diǎn)；通過(guò)再次舉例，對(duì)物體進(jìn)行受力分析并觀看視頻，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)二力平衡的前提條件是作用在同一個(gè)物體，進(jìn)而引出相互作用的兩個(gè)力；并初步區(qū)別平衡力與相互作用力的主要不同點(diǎn)，突破學(xué)生的思維誤區(qū)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)。讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，自己總結(jié)歸納出二力平衡條件，教師通過(guò)微課使學(xué)生知道在任意方向上的兩個(gè)力滿足這四個(gè)條件都可以使物體處于平衡狀態(tài)。重點(diǎn)：二力平衡條件關(guān)鍵：探究二力平衡的實(shí)驗(yàn)過(guò)程難點(diǎn)：二力平衡條件的應(yīng)用教學(xué)用具：小車、帶滑輪的木板、木塊、鉤碼、細(xì)線、帶滑輪的圓盤、輕質(zhì)紙片、剪刀【教學(xué)過(guò)程】教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖課前登陸優(yōu)教平臺(tái)，

3、發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)完成本節(jié)課的預(yù)習(xí)任務(wù)，反饋預(yù)習(xí)情況了解本節(jié)課內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，針對(duì)性聽(tīng)課一、情境導(dǎo)入復(fù)習(xí)：1、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變包含哪兩種狀態(tài)？2、牛頓第一定律的內(nèi)容是什么？教師：通過(guò)前面學(xué)習(xí)我們知道物體在不受力時(shí)可以處于靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那么反之，如果物體處于靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體就不受力么？演示：易拉罐“踮腳”站立學(xué)生：靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)生：一切物體在不受力時(shí)總保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)生思考復(fù)習(xí)鞏固已學(xué)知識(shí)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生在認(rèn)知上產(chǎn)生一個(gè)認(rèn)知的沖突，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。二、力的平衡三、二力平衡條件（合作用探究）教師：此時(shí)易拉罐處于什么狀態(tài)受哪些力的用

4、？ppt展示：靜止的電燈勻速降落的跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速行駛的汽車教師：通過(guò)上面的學(xué)習(xí)我們發(fā)現(xiàn)物體受力也能處于靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那它們?yōu)槭裁茨芘c物體不受力時(shí)，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上產(chǎn)生一樣的效果呢？大家談?wù)勀銈兊目捶ǎ拷處煟和瑯拥牡览?，勻速行駛的汽車，水平方向受到的牽引力和阻力的作用效果相互抵消，豎直方向上重力和支持力的作用效果相互抵消，汽車就跟沒(méi)受力一樣，所以才能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 經(jīng)分析，以上物體受力時(shí)，力作用在物體，使物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上產(chǎn)生的效果相互抵消，等效于不受力的情況。教師ppt展示教師：在力的平衡中，二力平衡是最簡(jiǎn)單的情況，我們今天就從最簡(jiǎn)單的二力平衡開(kāi)始研究。我們知道力有三要素，那

5、么作用在物體上的兩個(gè)力需要滿足什么條件才能平衡呢？你組覺(jué)得需要作用在同一個(gè)作用點(diǎn)，那么其他組的同學(xué)同意么？再次將易拉罐的受力分析圖拿出來(lái)，并觀看視頻，讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)他們的主要區(qū)別？教師：通分析得出兩個(gè)力的平衡需要作用在同一個(gè)物體，而并非同一個(gè)作用點(diǎn)。其中作用在同一物體時(shí)研究二力平衡條件的前提條件。在研究二力平衡條件的過(guò)程中，同學(xué)們的猜想有四種，如果我們向探究其中一個(gè)猜想，我們應(yīng)該如何研究？教師：很好，那平衡狀態(tài)包括靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那我們應(yīng)該選擇哪種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)研究更方便呢？為什么呢？教師：老師在桌面上給大家提供了小車，木塊、紙片、鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材，請(qǐng)大家結(jié)合提供的實(shí)驗(yàn)器材，討論并設(shè)計(jì)你們的實(shí)

6、驗(yàn)方案（優(yōu)教提示：請(qǐng)打開(kāi)素材“動(dòng)畫(huà)講解：二力平衡實(shí)驗(yàn)”）學(xué)生：靜止的易拉罐受到豎直向上的支持力和豎直向下的重力學(xué)生：靜止的電燈受到豎直向上的拉力和豎直向下的重力學(xué)生：運(yùn)動(dòng)員整體受到豎直向下的重力和豎直向上的空氣阻力學(xué)生：水平方向受到牽引力和阻力；豎直方向受到重力和支持力學(xué)生小組討論學(xué)生：我們組覺(jué)得以電燈為例，如果沒(méi)有繩子的拉力，電燈將在重力作用下加速下落，正因?yàn)橛辛死?，燈才處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明重力和拉力的作用效果相互抵消。學(xué)生小組討論猜想：可能需要大小相等方向相反 可能需要作用在同一條直線上可能需要作用在同一個(gè)作用點(diǎn)觀看視頻保證其他條件不變，只改變我們要研究的條件。靜止；如果選擇勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)

7、行研究，它的速度大小是否改變我們無(wú)法準(zhǔn)確辨別。以小組為單位，結(jié)合桌面上提供的器材討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣從生活中的示例進(jìn)行受力分析，讓學(xué)生從生活走向物理。小組合作討論，自己探究其原因，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力學(xué)生根據(jù)力的三要素，很容易猜到需要作用在同一個(gè)作用點(diǎn)，進(jìn)而引出相互作用的兩個(gè)力，并將之與相互平衡的兩個(gè)力作對(duì)比，加深學(xué)生的印象，突破難點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，并通過(guò)討論排除干擾，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教師：哪組來(lái)匯報(bào)下你們的實(shí)驗(yàn)方案？方案一：小車和帶滑輪的木板我們組選擇的物體是小車，我們通過(guò)在小車兩端用細(xì)線掛鉤碼來(lái)施加力的作用，通過(guò)掛的鉤碼數(shù)量的多少來(lái)反映施加力的大小。在

8、探究?jī)蓚€(gè)力的大小是否相等時(shí)，然后先讓小車靜止，在小車兩端掛相同數(shù)量的鉤碼，讓兩個(gè)力在同一水平線上，觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；再掛數(shù)量不同的鉤碼，松手后觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變。在探究?jī)蓚€(gè)力是否方向相反時(shí)，先在小車兩端掛相同數(shù)量的鉤碼，然后把鉤碼放在小車同一側(cè)，觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變。在探究?jī)蓚€(gè)力是否在同一條直線時(shí)，先在小車兩端掛相同數(shù)量的鉤碼，然后用手把小車旋轉(zhuǎn)至某一個(gè)角度，使兩個(gè)力不作用在同一條直線，觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變。最后探究?jī)蓚€(gè)力是否作用在同一個(gè)物體，可以將兩個(gè)小車系在一起，先在小車兩端掛相同數(shù)量的鉤碼，觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再剪開(kāi)細(xì)線觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變。四、二力平衡的應(yīng)用

9、教師：那你們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，為什么沒(méi)有選擇木塊作為研究對(duì)象？ppt展示：教師：結(jié)合設(shè)計(jì)方案，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)教師：那組來(lái)匯報(bào)一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果教師：因此我們得到二力平衡的條件教師：通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，我們得到了物體在水平方向上的兩個(gè)力作用下處于靜止時(shí)，兩個(gè)力需要滿足的條件，那如果作用在物體上的兩個(gè)力不在水平方向，物體處于靜止時(shí)，這兩個(gè)力需要滿足什么條件呢？觀看微課（優(yōu)教提示：請(qǐng)打開(kāi)素材“演示動(dòng)畫(huà)：二力平衡嗎？”）教師總結(jié)：通過(guò)微課以及大量實(shí)驗(yàn)事實(shí), 我們發(fā)現(xiàn)物體在任意方向上的兩個(gè)力作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，這兩個(gè)力都滿足上述四個(gè)條件。板書(shū)任意方向。大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)也告訴我們，物體在兩個(gè)力的作用下處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)

10、這兩個(gè)力也滿足相同的條件。這就說(shuō)明我們得到的二力平衡條件不僅適用于靜止?fàn)顟B(tài)也適用于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不僅適用于水平方向上的二力也適用于其他方向的兩個(gè)力。所以我們得到的二力平衡具有一定普遍性。教師：通過(guò)以上學(xué)習(xí)，我們得出了二力平衡的條件，那現(xiàn)在你能解釋為什么用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物重時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)就等于物體的重力嗎？教師總結(jié)：已知物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體的受力情況教師：我們?cè)賮?lái)看下一個(gè)如圖熱氣球下吊著一個(gè)重為1000N物體，已知吊繩的拉力也為1000N，則該物體處于什么狀態(tài)？誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)你的看法？教師總結(jié)：已經(jīng)物體的受力情況，判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。教師：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)大家都有哪些受獲？教師總結(jié)：本節(jié)課的重

11、點(diǎn)就是二力平衡條件，一個(gè)物體在同一條直線上受兩個(gè)以上力作用而平衡時(shí)，我們都可以轉(zhuǎn)化為二力平衡來(lái)解決。此外，利用力的平衡不僅可以測(cè)量物體的重力大小，還可以測(cè)量出摩擦力和浮力的大小，它是間接測(cè)量力的重要原理。希望同學(xué)們課后加強(qiáng)對(duì)本節(jié)課知識(shí)的復(fù)習(xí)，我們也會(huì)在今后的力學(xué)學(xué)習(xí)中，進(jìn)一步加深對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解。方案二：帶滑輪的圓盤和輕質(zhì)紙片 操作基本相同，不同之處是探究是否作用在同一個(gè)物體，將紙片剪開(kāi)，觀察紙片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)生：存在摩擦力，而且我們研究的是兩個(gè)力的平衡，如果存在摩擦力就變成三個(gè)力的平衡了，所以要摩擦力要盡量減小甚至消除，所以我們組選擇的是小車。學(xué)生：我們組選擇的是小紙片，沒(méi)有選擇小木塊是因?yàn)槲覀冇X(jué)得木塊太重了，懸掛起來(lái)會(huì)下沉，這樣兩個(gè)力就不在一條直線上了，沒(méi)辦法研究?jī)蓚€(gè)力是否在同一條直線上。而且重力也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響。所以紙片應(yīng)該質(zhì)量越小越好。學(xué)生：這兩個(gè)力需要大小相等、方向相反，作用在同一條直線，同一個(gè)物體。作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，并作用在同一條直線，我們就說(shuō)這兩個(gè)力彼此平衡。觀看微課學(xué)生：在白板受力分析并講解學(xué)生：觀看ppt以小組為單位展開(kāi)討論學(xué)生：本節(jié)課我知道了物體在受力的情況下也能處于靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就是平衡狀態(tài)；然后以靜止物體為研究對(duì)象進(jìn)而得出二力平衡的條件，并發(fā)現(xiàn)只要滿足那四個(gè)條件，