《第三章 相互作用──力》学习活动设计九：物体的受力分析（word版教案）
文档属性
| 名称 | 《第三章 相互作用──力》学习活动设计九：物体的受力分析（word版教案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 666.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-10 12:47:40 | ||
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文档简介
《第三章 相互作用──力》学习活动设计九：物体的受力分析
课前准备：复习本章学习过的重力、弹力、摩擦力的相关知识
1. 重力、弹力、摩擦力的产生条件是什么？
2. 重力、弹力、摩擦力的方向如何判断？
3. 力的图示和力的示意图分别是表示力的两种方法，这两种方法有什么区别？分别在什么情况下使用？
课堂教学：
【任务情景】
坐飞机去旅游的同学们一定去行李转盘取过行李，见到过这样的场景：你的行李箱在水平传送带上，与水平传送带一起匀速转动，最终到达倾斜的行李转盘上。请你思考，水平传送带和行李转盘为什么可以把行李箱运到你的面前？整个过程行李箱的受力情况如何？
教学策略：以受力分析的原则和依据为主线，将上述实际问题转化成三个有梯度的任务情景，逐步深入研究，最后得出受力分析的基本思路。情景一：行李箱停放在静止的传送带上。通过此情景让学生完成学习任务一：学会选取研究对象，知道什么是受力分析，并画出受力示意图；情景二：将行李箱静止放在水平向右匀速运动的传送带上，最终行李箱在传送带的带动下一起向右匀速运动。通过此情景让学生完成学习任务二：选取行李箱为研究对象进行受力分析，并说明判断依据，得出一部分受力分析的原则；情景三：行李箱从粗糙倾斜传送带上由静止下滑。通过此情景让学生完成学习任务三：对物块进行受力分析，并说明判断依据，最终完成整合，得出完整的受力分析思路。
【学习任务一】
教师活动：用图1（情景一）进行提问，引导学生选取研究对象，得出受力分析定义和一部分受力分析原则。情景一：行李箱停放在静止的传送带上。
问题引导：
1. 此情景中存在哪些力？这些力的施力物体和受力物体分别是谁？
引导：分析所受重力、支持力、压力，并说出施力物体和受力物体，目的是让学生区分施力物体与受力物体，以及何为受力分析。
2. 如果要研究行李箱的受力情况，我们就要选取行李箱为研究对象，那么，行李箱都受到哪些力？画出受力示意图。
引导：重力、传送带对行李箱的支持力。
学生活动：表达、交流。
总结：我们要研究谁，就选谁为研究对象。受力分析是指把研究对象在某特定情境中所受的所有外力找出来，并画出受力示意图。
【学习任务二】
教师活动：用图2（情景二）进行提问，引导学生进行受力分析，并说明判断依据，总结受力分析的顺序。情景二：将行李箱静止放在水平向右匀速运动的传送带上，最终行李箱在传送带的带动下一起向右匀速运动。
实验模拟：将带传送带的摩擦力演示仪打开，轻轻地将木块放在传动带上，让学生观察现象，帮助学生完成由实际情境的建模。
问题引导：
1. 行李箱在与传送带速度相等前都受到哪些力？方向如何？说出判断依据。
引导：竖直向下的重力、向上的支持力、水平向右的摩擦力。摩擦力依据：由于行李箱相对传送带有向左的相对运动，所以受到木板给的向右的滑动摩擦力。
2. 行李箱随传送带向右匀速运动的过程中，都受哪些力？方向如何？说出判断依据
引导：竖直向下的重力，竖直向上的支持力。因为行李箱与传送带一起匀速运动，它们之间没有相对运动趋势，所以传送带没有给行李箱摩擦力。
3. 通过以上两个过程我们可以看到，研究对象在不同情景中会受到不同的力，我们要想对其进行受力分析，如果毫无章法，很容易丢掉某个力的作用，所以我们需要按照一定的顺序来进行受力分析。那么受力分析应该遵循什么样的顺序呢？
引导：学生总结，由于都受到地球引力的作用，所以先分析重力；然后分析弹力，再分析摩擦力；最后分析其他的力。
4. 受力分析后，如何检验分析得对不对呢？怎么办？
引导：进行检验，看看分析的每一个力，是否能找到施力物体，如果没有，说明不受这个力；可以用假设法等方法。
学生活动：思考、讨论、交流。
总结：
受力分析顺序：重力、弹力、摩擦力、其他力。只分析研究对象受到的力。
【学习任务三】
教师活动：用图3（情景三）进行提问，行李箱从静止的粗糙倾斜传送带上由静止下滑，引导学生对行李箱进行受力分析，并说明判断依据。
情景三：将行李箱放在静止的粗糙倾斜传送带上，其由静止下滑。
问题引导：
1. 行李箱为何能沿斜面下滑？通过对物块进行受力分析来说明。
引导：竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿斜面向上的摩擦力。因为行李箱相对斜面向下运动，所以摩擦力沿斜面向上。把重力正交分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，沿斜面向下的力大于最大静摩擦力，物体受力不平衡，从而下滑。
学习预测：如果有学生分析下滑力，进行引导分析，下滑力是以效果命名的力，就是重力沿斜面向下的分力；如果还有学生同时分析了重力，以及重力的两个分力，进行引导分析。如果没有学生分析这两种情况，进行下面的问题2。
2. 重力沿斜面向下的分力提供使行李箱下滑的作用效果，那么是不是除了重力，还受到两个分力的作用？
引导：分析总结出受力分析的原则，即合力与分力效果相同，不能同时作为受到的力去分析。
学生活动：思考、交流。
【学习总结】
整合前面的结论，得到完整的受力分析原则：我们要研究谁，就选谁为研究对象。受力分析是指把研究对象在某特定情境中所受的所有外力找出来，并画出受力示意图。受力分析顺序：重力、弹力、摩擦力、其他力。受力分析时，只分析研究对象受到的力和按性质命名的力，不分析效果力。合力与分力效果相同，不能同时作为受到的力去分析。
【情景解答】
我们通过以上三个学习任务，已经学会了如何进行受力分析，也总结了受力分析的原则。通过受力分析，解答上面的问题：机场中传送带和行李转盘为什么能把行李箱运送到你的面前？行李箱在整个过程中的受力情况如何？
参考答案：行李箱刚放到传送带上时，由于传送带与行李箱之间有相对运动，行李箱受到向前的摩擦力而加速运动；当行李箱的速度与传送带的速度相同时，由于二者之间没有相对运动或相对运动趋势，行李箱只受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力；然后行李箱沿斜面下滑，此时行李箱受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力，以及摩擦力，因为行李箱相对斜面转盘有向下的运动，所以斜面转盘会给行李箱一个沿斜面向上的滑动摩擦力；最后，行李箱垂直下滑到行李转盘上，由于行李转盘沿着垂直于行李箱下滑方向运动，因此在水平方向上行李箱与斜面转盘有相对运动，所以此时行李箱除了受到沿斜面向上的摩擦力外，还受到水平向右的摩擦力，这个向右的摩擦力使行李箱在水平方向运动，直至行李箱与行李转盘一起匀速运动后消失，这样，传送带就将你的行李箱运送到行李转盘上了。
【学习评价自测】
1.如图所示，请对物体A进行受力分析（不计空气阻力）
2.粗糙的长方体木块A、B叠在一起，放在水平桌面上，B木块受到一个水平方向的力的牵引，但仍然保持静止。问B木块受到哪几个力的作用？
课前准备：复习本章学习过的重力、弹力、摩擦力的相关知识
1. 重力、弹力、摩擦力的产生条件是什么？
2. 重力、弹力、摩擦力的方向如何判断？
3. 力的图示和力的示意图分别是表示力的两种方法，这两种方法有什么区别？分别在什么情况下使用？
课堂教学：
【任务情景】
坐飞机去旅游的同学们一定去行李转盘取过行李，见到过这样的场景：你的行李箱在水平传送带上，与水平传送带一起匀速转动，最终到达倾斜的行李转盘上。请你思考，水平传送带和行李转盘为什么可以把行李箱运到你的面前？整个过程行李箱的受力情况如何？
教学策略：以受力分析的原则和依据为主线，将上述实际问题转化成三个有梯度的任务情景，逐步深入研究，最后得出受力分析的基本思路。情景一：行李箱停放在静止的传送带上。通过此情景让学生完成学习任务一：学会选取研究对象，知道什么是受力分析，并画出受力示意图；情景二：将行李箱静止放在水平向右匀速运动的传送带上，最终行李箱在传送带的带动下一起向右匀速运动。通过此情景让学生完成学习任务二：选取行李箱为研究对象进行受力分析，并说明判断依据，得出一部分受力分析的原则；情景三：行李箱从粗糙倾斜传送带上由静止下滑。通过此情景让学生完成学习任务三：对物块进行受力分析，并说明判断依据，最终完成整合，得出完整的受力分析思路。
【学习任务一】
教师活动：用图1（情景一）进行提问，引导学生选取研究对象，得出受力分析定义和一部分受力分析原则。情景一：行李箱停放在静止的传送带上。
问题引导：
1. 此情景中存在哪些力？这些力的施力物体和受力物体分别是谁？
引导：分析所受重力、支持力、压力，并说出施力物体和受力物体，目的是让学生区分施力物体与受力物体，以及何为受力分析。
2. 如果要研究行李箱的受力情况，我们就要选取行李箱为研究对象，那么，行李箱都受到哪些力？画出受力示意图。
引导：重力、传送带对行李箱的支持力。
学生活动：表达、交流。
总结：我们要研究谁，就选谁为研究对象。受力分析是指把研究对象在某特定情境中所受的所有外力找出来，并画出受力示意图。
【学习任务二】
教师活动：用图2（情景二）进行提问，引导学生进行受力分析，并说明判断依据，总结受力分析的顺序。情景二：将行李箱静止放在水平向右匀速运动的传送带上，最终行李箱在传送带的带动下一起向右匀速运动。
实验模拟：将带传送带的摩擦力演示仪打开，轻轻地将木块放在传动带上，让学生观察现象，帮助学生完成由实际情境的建模。
问题引导：
1. 行李箱在与传送带速度相等前都受到哪些力？方向如何？说出判断依据。
引导：竖直向下的重力、向上的支持力、水平向右的摩擦力。摩擦力依据：由于行李箱相对传送带有向左的相对运动，所以受到木板给的向右的滑动摩擦力。
2. 行李箱随传送带向右匀速运动的过程中，都受哪些力？方向如何？说出判断依据
引导：竖直向下的重力，竖直向上的支持力。因为行李箱与传送带一起匀速运动，它们之间没有相对运动趋势，所以传送带没有给行李箱摩擦力。
3. 通过以上两个过程我们可以看到，研究对象在不同情景中会受到不同的力，我们要想对其进行受力分析，如果毫无章法，很容易丢掉某个力的作用，所以我们需要按照一定的顺序来进行受力分析。那么受力分析应该遵循什么样的顺序呢？
引导：学生总结，由于都受到地球引力的作用，所以先分析重力；然后分析弹力，再分析摩擦力；最后分析其他的力。
4. 受力分析后，如何检验分析得对不对呢？怎么办？
引导：进行检验，看看分析的每一个力，是否能找到施力物体，如果没有，说明不受这个力；可以用假设法等方法。
学生活动：思考、讨论、交流。
总结：
受力分析顺序：重力、弹力、摩擦力、其他力。只分析研究对象受到的力。
【学习任务三】
教师活动：用图3（情景三）进行提问，行李箱从静止的粗糙倾斜传送带上由静止下滑，引导学生对行李箱进行受力分析，并说明判断依据。
情景三：将行李箱放在静止的粗糙倾斜传送带上，其由静止下滑。
问题引导：
1. 行李箱为何能沿斜面下滑？通过对物块进行受力分析来说明。
引导：竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿斜面向上的摩擦力。因为行李箱相对斜面向下运动，所以摩擦力沿斜面向上。把重力正交分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，沿斜面向下的力大于最大静摩擦力，物体受力不平衡，从而下滑。
学习预测：如果有学生分析下滑力，进行引导分析，下滑力是以效果命名的力，就是重力沿斜面向下的分力；如果还有学生同时分析了重力，以及重力的两个分力，进行引导分析。如果没有学生分析这两种情况，进行下面的问题2。
2. 重力沿斜面向下的分力提供使行李箱下滑的作用效果，那么是不是除了重力，还受到两个分力的作用？
引导：分析总结出受力分析的原则，即合力与分力效果相同，不能同时作为受到的力去分析。
学生活动：思考、交流。
【学习总结】
整合前面的结论，得到完整的受力分析原则：我们要研究谁，就选谁为研究对象。受力分析是指把研究对象在某特定情境中所受的所有外力找出来，并画出受力示意图。受力分析顺序：重力、弹力、摩擦力、其他力。受力分析时，只分析研究对象受到的力和按性质命名的力，不分析效果力。合力与分力效果相同，不能同时作为受到的力去分析。
【情景解答】
我们通过以上三个学习任务，已经学会了如何进行受力分析，也总结了受力分析的原则。通过受力分析，解答上面的问题：机场中传送带和行李转盘为什么能把行李箱运送到你的面前？行李箱在整个过程中的受力情况如何？
参考答案：行李箱刚放到传送带上时，由于传送带与行李箱之间有相对运动，行李箱受到向前的摩擦力而加速运动；当行李箱的速度与传送带的速度相同时，由于二者之间没有相对运动或相对运动趋势，行李箱只受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力；然后行李箱沿斜面下滑，此时行李箱受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力，以及摩擦力，因为行李箱相对斜面转盘有向下的运动，所以斜面转盘会给行李箱一个沿斜面向上的滑动摩擦力；最后，行李箱垂直下滑到行李转盘上，由于行李转盘沿着垂直于行李箱下滑方向运动，因此在水平方向上行李箱与斜面转盘有相对运动，所以此时行李箱除了受到沿斜面向上的摩擦力外，还受到水平向右的摩擦力，这个向右的摩擦力使行李箱在水平方向运动，直至行李箱与行李转盘一起匀速运动后消失，这样，传送带就将你的行李箱运送到行李转盘上了。
【学习评价自测】
1.如图所示，请对物体A进行受力分析（不计空气阻力）
2.粗糙的长方体木块A、B叠在一起，放在水平桌面上，B木块受到一个水平方向的力的牵引，但仍然保持静止。问B木块受到哪几个力的作用？