子主題四 怎樣使二力平衡？

1、子主題四 怎樣使二力平衡？ 知道使物體在兩個(gè)力作用下平衡的方法； 會用幾何法和懸掛法確定物體重心。 嘗試用幾何作圖法尋找均勻薄板的重心，學(xué)習(xí)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題； 通過實(shí)驗(yàn)尋找不規(guī)則形狀的薄板類物體的重心，學(xué)習(xí)應(yīng)用二力平衡知識解決問題。 樂于參與探究二力平衡的活動，并能細(xì)心耐心的完成實(shí)驗(yàn)； 與同伴合作完成二力平衡的實(shí)驗(yàn)和小制作。本活動的重點(diǎn)是學(xué)習(xí)用幾何法和實(shí)驗(yàn)法找重心。建議通過實(shí)際操作，在運(yùn)用知識的過程中掌握找重心的方法。教師要放手讓學(xué)生探索，嘗試。 能否正確運(yùn)用二力平衡的知識對實(shí)驗(yàn)法找重心作出分析解釋是探究難點(diǎn)之一，重心可以不在物體上是學(xué)生構(gòu)建知識的又一難點(diǎn)。建議一、教師可以對實(shí)驗(yàn)法找重心

2、的分析解釋給出啟發(fā)性的討論題。教師為學(xué)生鋪設(shè)思維的臺階，即幫助學(xué)生設(shè)計(jì)出討論題，使學(xué)生的思維按照正確的軌道步步推進(jìn)，是突破難點(diǎn)的比較有效的方法。建議二、教師應(yīng)在課前為學(xué)生準(zhǔn)備好多種形狀的重心不再物體上的紙板，如環(huán)形、蹄形的紙板，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，交流接受重心可以不在物體上的事實(shí)。 怎樣使二力平衡？活動建議方案 活動任務(wù) 在教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)用幾何法和實(shí)驗(yàn)法找重心?；顒觾?nèi)容一、創(chuàng)設(shè)情境，提出問題1. 復(fù)習(xí)二力平衡條件（1）回顧探究實(shí)驗(yàn)，明確二力平衡條件。（2）應(yīng)用二力平衡條件進(jìn)行受力分析舉例（只出示相關(guān)示意圖起到復(fù)習(xí)作用即可）。教師指出：二力平衡條件在實(shí)際中有很多應(yīng)用。本節(jié)課我們就學(xué)習(xí)應(yīng)用它解決一些

3、問題的方法。2. 提出問題：（1）教師出示一塊薄板類物體。提出：你怎樣可以使它如圖4-1所示那樣在手指上平衡呢？在這里，問題的關(guān)鍵是什么呢？-確定物體的重心。二、探究物體的重心，學(xué)習(xí)確定重心的方法。1. 幾何法找重心用作圖法畫出規(guī)則形狀均勻薄平板的重心教師指導(dǎo)： 明確問題：確定復(fù)雜平面幾何形均勻薄平板的重心。給出器材：硬紙板一塊或若干塊、針、細(xì)線、剪刀、鉛筆、橡皮、刻度尺（學(xué)生事先準(zhǔn)備）。布置任務(wù)：（1）簡單平面幾何形找?guī)缀沃行牡淖鲌D法；（2）確定復(fù)雜且規(guī)則的幾何圖形重心的作圖法。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用作圖法，設(shè)計(jì)確定復(fù)雜幾何圖形的重心的作圖步驟。作圖法（1）將硬紙板剪成如圖4-2所示形狀。（2）將平板

4、如圖4-3劃為兩個(gè)矩形，兩個(gè)矩形的重心分別在它們對角線的交點(diǎn)A、B上，平板的重心必在AB的連線上。 （3）再將平板如圖4-4劃為兩個(gè)矩形，兩個(gè)矩形的重心分別在它們對角線的交點(diǎn)C、D上，平板的重心必在CD的連線上。（4）實(shí)際作圖時(shí)可將圖4-3和圖4-4畫在一個(gè)圖上(如圖4-5)AB連線和CD連線的交點(diǎn)（圖中O）就是平板的重心。 分折：該平板可看作是兩個(gè)矩形的組合，并且有兩種組合劃分方法，平板的重心必定在兩個(gè)矩形的幾何中心的連線上，因此可分別作出兩種組合劃分后兩矩形中心的連線，它們的交點(diǎn)就是整個(gè)平板的重心說明： 也可以用其它分割法，啟發(fā)學(xué)生用多種方法解決問題。 若平板是兩個(gè)三角形、一個(gè)三角形和一個(gè)

5、矩形（或平行四邊形）的組合，也可以用以上方法。學(xué)生：自行設(shè)計(jì)紙板形狀，按照老師的指導(dǎo)確定自己紙板的重心。教師巡視指導(dǎo)。2. 實(shí)驗(yàn)法找重心不規(guī)則形狀的薄板類物體問題：確定不規(guī)則形狀的薄板類物體。教師講解方法：（1）支撐法將硬紙板剪成任意不規(guī)則形狀，將其放在手指上。如果能像如圖4-6所示在空中保持水平靜止?fàn)顟B(tài)，則手指支撐點(diǎn)就是重心。（2）懸掛法重心在物體上：以支撐法中的紙板為例，用懸掛法確定它的重心。學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，教師巡視指導(dǎo)。對實(shí)驗(yàn)的分析：（1） 教師給出討論題為什么物體的重心一定在通過每一次懸掛點(diǎn)的豎直線上？請畫出平衡時(shí)的受力分析示意圖。為什么物體的重心就是幾次通過懸點(diǎn)的豎直線的交點(diǎn)？請你想一

6、個(gè)辦法驗(yàn)證你所確定的O點(diǎn)就是物體的重心。（2）組織學(xué)生進(jìn)行討論 小組討論（教師巡視指導(dǎo)） 全班交流（教師應(yīng)注意啟發(fā)、鼓勵(lì)和表揚(yáng)）三、用支撐法或懸掛法驗(yàn)證本活動開始時(shí)用幾何法所找的紙板的重心。如不能平衡要找原因，會評估自己的操作過程。 活動組織方式分組實(shí)驗(yàn)、分組和全班討論?；顒釉u價(jià)方式教師評價(jià)和學(xué)生自評、互評相結(jié)合。所需學(xué)習(xí)資源所需學(xué)習(xí)時(shí)間1課時(shí)。活動任務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證馬蹄形紙板存在重心?；顒觾?nèi)容1. 在活動一的基礎(chǔ)上教師提出拓展性思考題：誰能以最快的速度找到圖48所示紙板的重心？標(biāo)出重心位置。教師用剪子剪掉中間一部分使之成為蹄形如圖49。繼續(xù)提問：蹄形紙板還有重心嗎？學(xué)生猜想，說明猜想的依據(jù)。

7、重心剪掉了，沒有了；重心有可能在物體外；教師啟發(fā)：重心有沒有可能不在物體上？取一個(gè)圓形衣架演示二力平衡。2. 驗(yàn)證馬蹄形紙板存在重心。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用在活動一中學(xué)會的懸掛法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（確定重心的方法）。方法指導(dǎo)： 活動組織方式小組和全班交流活動。評價(jià)方式教師評價(jià)和學(xué)生自評、互評相結(jié)合。所需學(xué)習(xí)資源所需學(xué)習(xí)時(shí)間1課時(shí)?；顒尤蝿?wù)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)會的方法和技能在課下進(jìn)行小制作的實(shí)踐活動，然后在全班交流制作成果，培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)的知識和技能應(yīng)用到實(shí)踐中的能力?；顒觾?nèi)容1教師可在活動二結(jié)束前布置活動三的任務(wù)和要求，將小制作活動安排在課外完成；也可以事先準(zhǔn)備好制作材料，在課上開展小制作活動。2教師對小制作實(shí)踐活動

8、給予指導(dǎo)。經(jīng)過活動一活動二，教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出新的問題，希望學(xué)生能提出非薄板物體的重心問題。即使不易解決如何確定重心的實(shí)際操作，但培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力是非常重要的。3制作平衡器（提供平衡器圖片，供學(xué)生參考）。4學(xué)生在課下或課上進(jìn)行設(shè)計(jì)、小制作的實(shí)踐活動（可以2人一組；時(shí)間：三天或一周）。5全班交流制作成果，組織學(xué)生先以小組為單位交流各自的制作成果，然后再全班交流。在交流的過程中，注意引導(dǎo)學(xué)生側(cè)重發(fā)現(xiàn)問題和如何改進(jìn)，以及聽了別人的發(fā)言對自己的啟發(fā)等方面。活動組織方式小組和全班交流活動。評價(jià)方式教師評價(jià)和學(xué)生自評、互評相結(jié)合。所需學(xué)習(xí)資源所需學(xué)習(xí)時(shí)間1課時(shí)。評價(jià)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)項(xiàng)目評價(jià)內(nèi)容達(dá)

9、成情況評價(jià)優(yōu)秀良好合格知識技能知識能再認(rèn)識別基本概念，理解含義，正確應(yīng)用于口頭和書面表述中；能運(yùn)用知識較準(zhǔn)確地解釋相關(guān)現(xiàn)象。能再認(rèn)識別基本概念，理解含義。能運(yùn)用知識解釋相關(guān)現(xiàn)象。能再認(rèn)識別基本概念。小制作作品設(shè)計(jì)構(gòu)思合理，有創(chuàng)意；性能完善；有書面說明。設(shè)計(jì)合理，具有基本的使用功能。有小制作作品。過程方法提出和發(fā)現(xiàn)問題的能力能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，能提出具有探究價(jià)值的問題，并從物理學(xué)的角度明確描述探究問題。能根據(jù)設(shè)置的問題情境提出具有探究價(jià)值的問題，并能明確地描述要探究的問題。記錄了學(xué)習(xí)小組最后提出的問題。交流信息的能力參與各環(huán)節(jié)的交流活動，能通過口頭、書

10、面或表演，全面準(zhǔn)確展示探究活動的過程和成果；明確地表達(dá)對證據(jù)的分析和探究結(jié)果；能較合理的回答他人的質(zhì)疑；能對他人的觀點(diǎn)和事實(shí)做出評估。參與各環(huán)節(jié)的交流活動，能通過口頭、書面或表演，較準(zhǔn)確地表述探究過程和結(jié)論，能表明自己的觀點(diǎn)和對他人觀點(diǎn)看法。參與小組交流過程，能表明自己對他人觀點(diǎn)的看法。解決實(shí)際問題的能力能利用生活中的材料和物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和小制作；通過獨(dú)立操作，調(diào)整和改進(jìn)，解決關(guān)鍵問題，高質(zhì)量完成實(shí)驗(yàn)和制作。能利用生活中的材料和物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和小制作，在他人幫助下完成實(shí)驗(yàn)和制作。利用生活中的材料和物品，與他人合作完成實(shí)驗(yàn)和制作。情感態(tài)度參與態(tài)度積極參與了探究的全過程，在活動的各環(huán)節(jié)中都精力集中，在

11、小組中積極出謀劃策，想辦法解決問題，主動承擔(dān)了較多的工作。積極參與了探究的全過程，關(guān)注活動的各環(huán)節(jié)，主動承擔(dān)并完成部分工作。參與了部分探究過程，完成分配給自己的工作。合作精神有團(tuán)隊(duì)意識，與小組其他成員分工合作，善于溝通，與整個(gè)小組共享成果，堅(jiān)持原則又尊重他人意見，勇于承認(rèn)、放棄或修改自己的錯(cuò)誤。有團(tuán)隊(duì)意識，與小組其他成員分工合作，積極溝通，尊重他人的意見。有團(tuán)隊(duì)意識，與小組其他成員分工合作。體現(xiàn)對三維目標(biāo)的評價(jià)，重點(diǎn)評價(jià)探究報(bào)告、探究能力及活動過程中的參與態(tài)度及合作表現(xiàn)。對三維目標(biāo)各方面分別作評價(jià)，不進(jìn)行綜合評價(jià)。 怎樣使二力平衡？教師評價(jià)表 評價(jià)項(xiàng)目評價(jià)重點(diǎn)第_組學(xué)生1學(xué)生2學(xué)生3學(xué)生4學(xué)生

12、5知識技能小制作作品     過程方法解決實(shí)際問題的能力     交流信息的能力     過程方法參與態(tài)度     合作精神      根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)，依據(jù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按優(yōu)秀、良好、合格、未完成 四個(gè)評語對各小組學(xué)生進(jìn)行評價(jià)。 分別對各方面作評價(jià)，不進(jìn)行綜合評價(jià)。 怎樣使二力平衡？教師評價(jià)表 采用探究活動的終結(jié)性評價(jià)：在相對完整的科學(xué)探究活動結(jié)束后對整

13、個(gè)探究目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度做出的結(jié)論性的評價(jià)。 怎樣使二力平衡？探究活動自我評價(jià)表姓名_同組同學(xué)有 ：_評價(jià)項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)評價(jià)重點(diǎn)達(dá)成情況評價(jià)優(yōu)秀良好合格未完成知識技能知道使物體在兩個(gè)力作用下平衡的方法；知識    會用幾何法和懸掛法確定物體重心。制作作品    過程方法嘗試用幾何作圖法尋找均勻薄板的重心，學(xué)習(xí)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題；解決實(shí)際問題的能力    交流信息的能力    通過實(shí)驗(yàn)尋找不規(guī)則形狀的薄板類物體的重心，學(xué)習(xí)應(yīng)用二力平衡知識解決

14、問題。提出和發(fā)現(xiàn)問題的能力    解決實(shí)際問題的能力    情感態(tài)度樂于參與探究二力平衡的活動，并能細(xì)心耐心的完成實(shí)驗(yàn)；參與態(tài)度    與同伴合作完成二力平衡的實(shí)驗(yàn)和小制作。合作精神    感言： 對子主題的各項(xiàng)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況作評價(jià)，在符合自己表現(xiàn)的評價(jià)空格中畫“”。 感言欄內(nèi)可以書寫自己的感受、收獲、進(jìn)步。 怎樣使二力平衡？探究活動自我評價(jià)表怎樣使二力平衡？探究活動小組評價(jià)表姓名_同組同學(xué)有 ：_評價(jià)項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)評價(jià)重點(diǎn)達(dá)成情況評價(jià)

15、優(yōu)秀良好合格未完成知識技能知道使物體在兩個(gè)力作用下平衡的方法；知識    會用幾何法和懸掛法確定物體重心。制作作品    過程方法嘗試用幾何作圖法尋找均勻薄板的重心，學(xué)習(xí)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題；解決實(shí)際問題的能力    交流信息的能力    通過實(shí)驗(yàn)尋找不規(guī)則形狀的薄板類物體的重心，學(xué)習(xí)應(yīng)用二力平衡知識解決問題。提出和發(fā)現(xiàn)問題的能力    解決實(shí)際問題的能力   &#

16、160;情感態(tài)度積極參與探究水瓶的音調(diào)和制作調(diào)試水瓶琴，以及演奏自制樂器的小組活動。參與態(tài)度    合作精神    綜合感言： 由小組同學(xué)對該同學(xué)各項(xiàng)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況作評價(jià)。在符合該同學(xué)表現(xiàn)的評價(jià)空格中畫“”。 綜合欄目內(nèi)請組長綜合小組同學(xué)的意見對該同學(xué)在探究活動中的表現(xiàn)寫簡要的評語。 怎樣使二力平衡？探究活動小組評價(jià)表硬紙板一塊或若干塊、針、細(xì)線、剪刀、鉛筆、橡皮、刻度尺。拓展資源、資料：確定重心的方法。1. 作圖法找重心確定復(fù)雜且規(guī)則的幾何圖形重心得作圖法：（1）將硬紙板剪成如圖4-2所示形狀。 （2）將平板如

17、圖4-3劃為兩個(gè)矩形，兩個(gè)矩形的重心分別在它們對角線的交點(diǎn)A、B上，平板的重心必在AB的連線上。（3）再將平板如圖4-4劃為兩個(gè)矩形，兩個(gè)矩形的重心分別在它們對角線的交點(diǎn)C、D上，平板的重心必在CD的連線上。（4）實(shí)際作圖時(shí)可將圖4-3和圖4-4畫在一個(gè)圖上(如圖4-5)AB連線和CD連線的交點(diǎn)（圖中O）就是平板的重心。分折： 該平板可看作是兩個(gè)矩形的組合，并且有兩種組合劃分方法，平板的重心必定在兩個(gè)矩形的幾何中心的連線上，因此可分別作出兩種組合劃分后兩矩形中心的連線，它們的交點(diǎn)就是整個(gè)平板的重心。* 說明：也可以用其它分割法，啟發(fā)學(xué)生用多種方法解決問題。若平板是兩個(gè)三角形、一個(gè)三角形和一個(gè)矩形（或平行四邊形）的組合，也可以用以上方法。2. 支撐法找重心將硬紙板剪成任意不規(guī)則形狀，將其放在手指上。如果能像如圖4-6所示在空中保持水平靜止?fàn)顟B(tài)，則手指支撐點(diǎn)就是重心。3. 懸掛法找重心（1）重心在物體上：如圖4-7所示，先通過紙板上的任一點(diǎn)A用細(xì)線把紙板掛起來。當(dāng)紙板靜止時(shí)，用鉛筆沿細(xì)線在紙板上畫出豎直線AB。再通過另一點(diǎn)D用細(xì)線把紙板掛起來。當(dāng)紙板靜止時(shí)，用鉛筆沿細(xì)線在紙板上畫出豎直線DE。找出AB和DE的交點(diǎn)O就是硬紙板的重心。（2）重心不在物體上：方法指導(dǎo)：如圖4-10所示，先通過蹄形紙板上的任