【配套K12】江苏省常州市新北区八年级物理下册《9.1 二力平衡》教案 苏科版

二力平衡

教学目标

1、知识与技能

（1）知道二力平衡的条件

（2）知道二力平衡时物体的运动状态

2、过程与方法

（1）通过实例了解认识平衡力和二力平衡

（2）探究二力平衡的条件

3、情感、态度与价值观

通过活动感受科学就在身边

教学重点

知道二力平衡的条件，并能解释物理问题

教学难点

学生设计实验探究二力平衡条件

教学器材：

PPT课件、木块、带滑轮的长木板、细线、勾码、卡片、滑轮、吸盘、纸团（或蓝球）等

教学过程

【板块一：初步感受力与运动存在联系】

师：同学们去过恐龙园吗？

生：去过。

师：走进恐龙园，我们可以感受到各种运动项目带来的惊险和刺激。其中过山车是最受欢迎的项目之一。请大家跟随老师的镜头一起体验过山车的惊险与刺激！（播放视频）

生（观看）

师：玩过恐龙园过山车的同学请举手（提问举手的同学）你能说说视频中过山车经历了怎样的运动过程？

生（独立思考）：匀速爬升、翻转、（加速）俯冲、减速、停止…

师：最初过山车靠什么爬升到第一个坡顶？

生：牵引力

师：其实，过山车这些奇特的运动与力有着密切的联系，让我们动手动脑一起探究本章力与运动的

奥秘吧！

【过渡】

师：和过山车一样，自然界中物体的运动和受力情况大多很复杂，为了便于研究力与运动的关系，让我们从最简单的情况开始。

【板块二：通过几个实例了解平衡状态、平衡力、二力平衡的概念】

师：观察几个实例中物体各处于什么状态（静止状态或匀速直线远动状态或加速状态等）？它们分别受哪些力的作用？

（1）、（师展示）静止在手指上的玩具老鹰处于怎样的状态？受到哪些力？

生（观察、独立思考）：静止重力、支持力

（2）、（PPT展示）匀速起吊的货物处于怎样的状态？受到哪些力？

生（观察、独立思考）：匀速直线运动重力、拉力

（3）、（PPT展示）静止悬吊在绳子上的钩码处于怎样的状态？受到哪些力？

生（观察、独立思考）：静止重力、沿绳子方向的两个拉力

（4）、（PPT展示）平直轨道上匀速行驶的火车处于怎样的状态？受到哪些力？

生（观察、独立思考）：匀速直线运动重力、支持力、牵引力、阻力

师（PPT再现上述4个实例）：玩具老鹰、货物、钩码、火车此时所处的静止或匀速直线运动状态，叫做平衡状态。（配以激光笔指引）

生：（观察了解）

师：你能说出教室中有哪些物体是平衡状态？

生（观察、思考、回答）：静止的课桌、电灯…

师：为什么？

生：它们是静止的。

师：平衡状态下的老鹰、货物、钩码、火车所受的力叫做平衡力。玩具老鹰、货物，只受两个力而处于平衡状态的情况叫做二力平衡。二力平衡是平衡力中最简单的情况，我就从二力平衡开始我们的探究。

【板块三：探究二力平衡条件】

1、提出问题

师：你认为两个力在怎样的条件下才能平衡？请结合生活经验，谈谈你的看法。（若学生有困难可提示：力的作用效果与力的三要素有关，所以可以从力的三要素来考虑）

2、作出猜想

生（思考、猜想）：大小相等、方向相反

师（追问）：还有其他的条件吗？（结合图片辅以PPT中辅助线演示启发学生）

生：还要作用在同一条直线上。

师：好同学们的猜想是否正确呢？要成功的进行科学探究，关键是要设计出合理的实验方案。

【探讨实验方案】

师：下面我们一起来探讨验证猜想的实验方案。

现在我们以水平面上的这个木块（师出示）为研究对象来研究二力平衡条件。

师：木块此时平衡吗？

生（观察）：平衡

师（追问）：为什么？

生：木块静止

师：木块的受力情况怎样？

生（观察、思考）：重力和（桌面对木块的）支持力

师：重力方向怎样？

生：竖直向下

师：支持力方向怎样？

生：竖直向上（垂直于水平支持面向上）。

师：重力大小如何测量？

生：用弹簧测力计测量

师：支持力大小又如何测量？

生（思考、疑惑）：

师：目前我们的实验室还没有直接测量支持力的仪器。因此，研究竖直方向上这两个力的平衡条件有困难。由于竖直方向的力对水平方向运动状态不产生影响，所以我们可以在水平方向对木块施加两个拉力（出示两边系绳的木块）进行二力平衡条件的研究。

师：拉力如何施加？

生（思考）：用手拉绳对木块施力。

师：拉力的大小如何测量？

生：弹簧测力计测量。

师：由于实验中人对木块施加的拉力大小不易控制。为了准确方便的控制拉力的大小，我们使用这

样的装置（出示两端装有滑轮的长木板）。将绳跨过定滑轮，在绳端挂上钩码则绳对木块的拉力就等于钩码的重力（边说边演示），这里定滑轮起到改变力的方向的作用。实验时需要注意调节滑轮的高度使拉力在水平方向。

师（在装置两边各挂一个2N钩码）：此时木块平衡吗？

生（观察）：平衡

师：大家看看木块平衡时，这两个拉力满足什么条件？

生（观察、思考）：大小相等、方向相反

师：左边钩码上再挂一个重物后哪边拉力大？

生（思考）：左边

师：你觉得木块还能平衡吗？

生：不能

师：如果不平衡，木块会向哪边运动？

生：向左

师：（将重物加到左边钩码上，但木块此时仍静止）咦！木块还是平衡的。是不是二力平衡时两个力大小可以不等？还是另有奥秘？

生（产生思维冲突、积极思考）：木块还受到（静）摩擦力的作用。

师：对，这种作用在静止木块阻碍木块运动趋势的力称为静摩擦力。我们对木块水平方向的受力进行分析（PPT展示受力分析情况），静摩擦力的方向怎样？

生（思考）：（水平）向右

师（追问）：为什么？

生（思考）：静摩擦力阻碍木块向左运动的趋势。

师：此时水平方向是几个力的平衡？

生：三个力的平衡。

师：这个摩擦力影响和干扰了我们的实验，我们可以怎样改进来减少摩擦力对探究的影响呢？

生：添加润滑油、在光滑玻璃上实验、给木块加轮子（变滑动为滚动）。

师：同学们的方法很好，都可以减小摩擦力对实验的影响，从而为得出科学的结论打下良好基础。老师希望木板对木块的摩擦力消除，有没有办法呢？

生（思考）：使木块与木板的接触面脱离接触。（将木块悬吊起来）

师（展示将木块悬吊起来）：很好，老师试试。（悬吊静止后，绳对木块的拉力不水平）木块现在平衡吗？