人教版八年级物理下册同步（新教材）8.2二力平衡（教案）

第2节　二力平衡
1.物理观念：
（1）认识平衡状态和平衡力，能区分物体是否处于平衡状态。
（2）知道二力平衡的条件。
2.科学思维：
（1）通过对平衡状态和非平衡状态物体的分析，归纳得出平衡力的共同特征。
（2）结合实验，推理得出二力平衡的条件。
（3）会利用二力平衡的条件判断物体的状态及根据已知力推导未知力的大小和方向。
3.科学探究：
（1）经历“探究二力平衡的条件”实验，学会设计实验方案，掌握控制变量法的应用，能规范记录实验数据和现象。
（2）在实验过程中，能提出合理猜想，分析实验误差，培养科学探究的能力。
4.科学态度与责任：
（1）结合二力平衡在生活中的广泛应用，培养运用物理知识解决实际问题的意识。
（2）在实验探究中，养成严谨认真的操作态度和实事求是的数据记录习惯，感受科学研究的客观性，增强对科学的敬畏之心。
1.教学重点：二力平衡的条件探究及其内容。
2.教学难点：二力平衡条件的运用。
［展示］展示黄山上的飞来石：（如图）
［提问］通过上节的学习我们知道，一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。然而我们周围的物体都受到力的作用，不受力的物体是不存在的。黄山上的飞来石受到重力和支持力的作用，为什么在受力的情况下，飞来石能始终保持静止呢？
　任务一　平衡状态
教师活动 学生活动
［过渡］要解决这个疑惑。我们先从生活中的物体的运动状态入手，分析它们的受力情况。 ［提问］静止在桌面上的课本，它的运动状态是怎样的？受到哪些力的作用？ ［提问］在平直公路上匀速行驶的汽车，它的运动状态是怎样的？受到哪些力的作用？ ［小结］物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡，物体处于平衡状态。物体处于平衡状态时所受的力，若只受两个力，则为一对平衡力。 ［辨析］判断物体是否处于平衡状态，是否受到平衡力：①悬挂在天花板上的吊灯；②加速行驶的自行车；③匀速上升的电梯；④被抛出后在空中飞行的篮球（忽略空气阻力）。 ［回答］静止在桌面上的课本受竖直向下的重力（G）和竖直向上的支持力（F支）；在重力和支持力的作用下，课本保持静止。 ［回答］在平直公路上匀速行驶的汽车，在竖直方向上受到重力和支持力的作用；在水平方向上受到牵引力和阻力的作用；在这些力的作用下汽车做匀速直线运动。 ［小组讨论辨析］①吊灯：静止，处于平衡状态，受重力和拉力，是平衡力；②自行车：加速行驶，速度大小改变，运动状态改变，不处于平衡状态，不受平衡力；③电梯：匀速上升，处于平衡状态，受重力和拉力，是平衡力；④篮球：抛出后只受重力，运动方向和速度大小改变，不处于平衡状态，不受平衡力。
　任务二　二力平衡的条件
教师活动 学生活动
［过渡］为什么物体受力时，还能保持静止或匀速直线运动状态呢？在物体受力并处于平衡状态的各种情况中，物体在两个力的作用下保持平衡是最简单的，那么这两个力需要满足什么条件呢？结合生活经验，大家猜想一下。 ［引导设计实验］要验证猜想，我们需要通过控制变量法逐一探究。 ［实验思路］让小车在水平方向上只受两个力，并处于静止状态，然后测量这两个力，看这两个力存在怎样的关系。接着改变其中一个因素，观察小车是否仍能保持静止。 ［实验器材］带滑轮的小桌、小车、细线、钩码、托盘等，如图。 ［指导实验操作］提醒学生注意：①桌面要水平，尽量光滑，减小阻力对实验的影响；②放钩码时轻拿轻放，避免小车突然运动；③在表格中记录每次实验中小车的运动状态是否改变。 ［提问］结合你观察和记录的实验现象，你能说说一对平衡力中的两个力满足哪些条件吗？ ［拓展追问］如果实验中两个托盘中的钩码质量不等，小车也保持平衡，这是什么原因？ ［猜想］根据力的三要素，猜想二力平衡的条件可能是①两个力的大小相等；②两个力的方向相反；③两个力作用在同一物体上；④两个力作用在同一直线上。 ［小组讨论实验方案］ 1.探究“二力大小是否相等”：将小车放在光滑的水平桌面上，两侧细线绕过滑轮，在两个托盘里放入质量不相等的钩码，观察小车的运动情况；再使两个托盘里的钩码质量相等，观察小车的运动情况。 2.探究“二力方向是否相反”：保持两个托盘里钩码的质量相等，观察小车的运动情况。 3.探究“二力是否作用在同一物体上”：将两个小车用细线连接，在两个托盘里放入质量相等的钩码，将细线从中间剪断，观察小车的运动状态。 4.探究“二力是否作用在同一直线上”：在两个托盘里放入质量相等的钩码，将小车扭转一定角度（使小车两边的细线不在同一直线上），松手后观察小车的运动状态。 ［回答］二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上。即“同体、等大、反向、共线”四个条件，缺一不可，只有同时满足，两个力才是一对平衡力。 ［回答］因为小车还受阻力，小车在两端绳子拉力和阻力的作用下平衡，这是三力平衡现象。
　任务三　二力平衡条件的应用
教师活动 学生活动
［过渡］掌握了二力平衡的条件，我们就能利用它解决生活中的很多问题。比如，知道物体处于平衡状态，且已知一个力的大小和方向，就能推出另一个平衡力的大小和方向；能判断物体所受的力是否为平衡力，进而判断物体的运动状态；测量物体受到的重力、悬挂法确定物体的重心等。 ［应用1：推导未知力的大小和方向］①静止在桌面上的课本，受到的重力G=2N，桌面对课本的支持力F支为多大？方向如何？②匀速竖直下落的降落伞，若降落伞所受总重力G=500N，则降落伞受到的阻力为多大？方向如何？ ［应用2：判断物体的运动状态］一个重10N的物体在水平面上，若受到水平向左、大小为3N的拉力和水平向右、大小为3N的阻力，物体将处于什么运动状态？ ［提问］静止在桌面上的课本，受到的“重力（地球对课本）”和“支持力（桌面对课本）”是平衡力，而“课本对桌面的压力”和“桌面对课本的支持力”是相互作用力，它们的区别是什么？ ［分析判断］①课本静止，受到的重力与支持力平衡：F支=G=2N，方向与重力相反（竖直向上）；②降落伞匀速竖直下落，受到的阻力与重力平衡：f=G=500N，方向与重力相反（竖直向上）。 ［分析判断］水平方向：F=f=3N，方向相反、共线、同体，是平衡力；竖直方向：G=F支=10N，方向相反、共线、同体，是平衡力；物体受平衡力，运动状态不变：若原来静止，继续静止；若原来运动，做匀速直线运动。 ［对比分析］平衡力：作用在同一物体上（如重力和支持力都作用在课本上）；相互作用力：作用在两个不同物体上（如压力作用在桌面，支持力作用在课本上）。
教师活动 学生活动
［任务］请以小组为单位，用思维导图的形式梳理本节课的核心知识。 ［总结］本节课我们从生活中的平衡现象入手，知道了平衡状态和平衡力的概念，通过实验探究得出了二力平衡“同体、等大、反向、共线”的条件，最后运用这些知识解决了推导未知力、判断运动状态等实际问题。希望大家能记住：判断二力是否平衡，关键看“四条件”；分析力与运动的关系，先看物体是否处于平衡状态。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第2节　二力平衡
1.平衡状态：静止状态或匀速直线运动状态。
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。