第2节 二力平衡
教学目标
【知识与技能】
1.知道什么叫平衡力、二力平衡.
2.通过实验探究理解并掌握二力平衡的条件.
3.会分析处于平衡状态的物体的受力情况.
【过程与方法】
1.经历探究二力平衡条件的实验过程,归纳、总结得出结论.
2.通过认识平衡力和平衡状态,进一步体会力与运动的密切关系.
【情感、态度与价值观】
1.通过参与实验活动,培养学生积极参与科学实践的思想和互相配合的协作精神.
2.在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中,体会物理与生活的密切联系.
重点难点
【重点】
二力平衡的物理意义.
【难点】
二力平衡条件的探究及其应用.
教学过程
知识点一 二力平衡的条件
【自主学习】
阅读课本P20-21,完成以下问题:
1.物体受到几个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡或物体处于平衡状态,二力平衡是最简单的平衡状态.
2.物体在非平衡力作用下运动状态将改变.
【合作探究】
演示一 探究二力平衡的条件
把小车放在光滑的水平桌面上,向两端的托盘里加砝码,观察现象.
1.保持两个力在同一直线上,在两托盘里放置的砝码质量不相等,有什么现象?
答:小车滑向砝码质量大的一边.
2.保持两个力在同一直线上,在两托盘里放置的砝码质量相等,有什么现象?
答:小车将保持平衡.
3.保持两托盘砝码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,又会有什么现象?
答:把小车扭转一个角度后再释放,小车会转动,最后静止.
4.请总结出二力平衡的条件.
答:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡.
【教师点拨】
二力平衡的条件可概括为同体、等大、反向、共线.
知识点二 二力平衡条件的应用
【自主学习】
阅读课本P21-22,完成以下问题:
1.放在桌面上静止的花瓶,受到竖直向下的重力和桌面对它竖直向上的支持力,二力平衡.
2.悬挂着的吊灯,受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力,二力平衡.
3.在水平道路上匀速直线运动的汽车,水平方向受到方向相反的牵引力和阻力,二力平衡;在竖直方向,汽车受到竖直向下的重力和路面对它竖直向上的支持力,二力平衡.
演示二 跳伞表演中的平衡
已知跳伞运动员在空中匀速下降.
1.请分析运动员此时的受力情况.
答:运动员匀速直线下降,说明此时处于平衡状态,一是竖直向下的重力,二是降落伞对他的竖直向上的拉力,三是竖直向上的空气阻力,在这几个力的作用下,运动员处于平衡状态.
2.如果已知人和伞总重力为1 000 N,你能说出阻力大小和方向吗?
答:我们可以将运动员和降落伞看成一个整体,那么人和伞就受到竖直向下的重力以及竖直向上的空气阻力的作用,这是一对平衡力,因此和重力是等大,也是1 000 N.
演示三 平衡力和相互作用力
1.请举出生活中的二力平衡力的例子.
答:桌子上的书本受到的重力和支持力平衡、匀速下降的电梯受到的重力和受到的拉力、挂在衣架上的衣服受到重力及衣架对它的拉力而平衡……
2.平衡力和相互作用力有什么相同,有什么不同?
一对平衡力 一对相互作用力
相同点 大小相等 大小相等
方向相反 方向相反
作用在同一条直线上 作用在同一条直线上
不同点 作用在同一个物体上,作用效果是使物体保持平衡 分别作用在两个物体上,一般产生两个不同的效果
没有时间关系 同时产生,同时消失
演示四 平衡力的作图
静止放在桌面的水杯,请作出受力分析图.
答:杯子受的支持力N与重力G二力平衡,如下图所示.
【教师点拨】
判断两个力是平衡力还是相互作用力,关键是看这两个力是否作用在同一个物体上,若是则为平衡力,反之则为相互作用力.
【跟进训练】
1.下图中属于平衡力的是( A )
2.关于运动和力,下列说法正确的是( D )
A.物体处于静止,一定不受外力
B.物体在平衡力作用下,一定保持静止状态
C.物体在平衡力作用下,一定做匀速直线运动
D.运动的物体在平衡力作用下,一定做匀速直线运动
3.一降落伞受到地球的吸引力为50 N,运动员在空中打开伞匀速直线下降,在此过程中运动员和伞受到空气阻力的大小为750 N,则运动员受到地球的吸引力为( C )
A.750 N B.800 N
C.700 N D.50 N
4.如图所示,是工厂里经常使用的生产流水线示意图,工人坐在流水线旁,上一道工序完成的工件通过流水线送到下一道工序的工人面前.流水线始终在匀速移动.工件在流水线上匀速移动时,在水平方向( B )
A.受到向右的摩擦力
B.不受任何力
C.受到向左的摩擦力
D.受到的是平衡力
5.跳伞运动员及携带物品总重力为800 N,从高空竖直下落过程中,开始阶段速度越来越大,则此时他所受空气阻力f<800 N;后来匀速下落,匀速下落时所受的空气阻力f′=800 N.(均选填“>”“<”或“=”)
课堂小结
1.平衡状态:静止、匀速直线运动.
2.二力平衡的条件:同体、等大、反向、共线.
3.二力平衡条件的应用.
练习设计
完成本课对应训练.