二力平衡教案示例之二

1.知道什么是力的平衡，初步掌握二力平衡的條件.

2.會應用二力平衡的知識分析、解決簡單的問題.

3.通過實驗培養學生的觀察能力、分析綜合能力、判斷能力.

（二）重點與難點

二力平衡的條件及應用

（三）教學過程 

1.引入新課

問：牛頓第一定律的內容是什么？

答：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.

問：物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，是否就一定不受力呢？

放在桌上的書是靜止的，它受到重力和支持力.在平直馬路上勻速行駛的汽車，受到牽引力和阻力.可見，物體在受到外力作用時，也可能處于靜止或勻速直線運動狀態.

力可以改變物體的運動狀態，幾個力作用在物體上，為什么沒有改變物體的運動狀態呢？這是因為作用在物體上的各個力改變物體運動狀態的效果互相平衡.也就是說這幾個力互相平衡.

2.新課教學

[板書1]三、二力平衡

1.力的平衡：物體在受到幾個力作用時，如果保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，我們就說這幾個力互相平衡.

物體的平衡狀態：靜止或勻速直線運動狀態.

物體受兩個力作用保持平衡的情況最簡單，我們先來研究這種情況.

問：物體受兩個力作用一定就能保持靜止或勻速直線運動狀態嗎？舉例說明.

答：不一定.如放在光滑斜面上的書，要沿斜面向下滑.汽車或電梯起動時，速度越來越快.

物體受到的兩個力，要滿足什么條件才能平衡呢？我們通過實驗來研究.

[板書2]

2.二力平衡的條件

[實驗1]研究二力平衡的條件

將光滑木板放在水平桌面上，木塊放在木板上.（木板為45厘米×60厘米，板上安裝2個定滑輪，3個羊眼圈.木塊上安4個掛鉤.如圖1所示）在木塊掛鉤1、2上拴好細繩并跨過滑輪，繩下端各掛若干鉤碼如圖2所示.

研究對象：木塊.

受力分析：水平方向受到繩施加的兩個拉力.

觀察木塊在什么條件下靜止，什么條件下發生運動.

提示：力的三要素：大小、方向、作用點.

(1)二力大小不相等，左端掛1個鉤碼，右端掛2個鉤碼.放手后木塊由靜止開始向右運動.

(2)二力大小相等.左、右兩端各掛1個鉤碼.放手后，木塊保持靜止.

問：是否只要兩個力大小相等，就可以互相平衡呢？

[實驗2]如圖3所示，把兩根細繩的一端分別拴在木塊的掛鉤1、4上，另一端各穿過羊眼圈2、3后分別掛1個鉤碼.放手后，木塊由靜止開始運動.

看來兩個力只是大小相等，方向不相反，是不能互相平衡的.如果兩個力大小相等，方向也相反，是否就可以平衡呢？

[實驗3]裝置與圖3相同，將兩根細繩的一端分別拴在木塊掛鉤3、4上，另一端各穿過羊眼圈1、2后分別掛1個鉤碼.放手后，木塊由靜止發生轉動.

小結：作用在木塊上的兩個力要想互相平衡必須滿足三個條件：(1)大小相等，(2)方向相反，(3)在同一直線上.

請同學們自己做一個實驗研究二力平衡的條件.

[實驗4]每個同學桌上有2個彈簧秤，一塊塑料板，板上有幾個洞.用兩個彈簧秤拉這塊塑料板，想一想怎樣拉才能使塑料板保持靜止不動？

學生進行實驗，教師巡視、指導，用投影儀打出實驗的投影片.

請一位同學歸納、總結一下要使塑料板保持靜止（處于平衡狀態），作用在塑料板上的兩個力必須滿足的條件是什么？

答：大小相等，方向相反，并且在同一直線上.

[板書3]作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡.

大量實驗表明物體在二力作用下保持勻速直線運動的條件也是這兩個力必須大小相等，方向相反，并且在同一直線上.

請同學們用力的示意圖把塑料板上受到的兩個力畫出來.

教師打出相應的投影片.（可用復合片）

問：根據同一直線上二力合成的知識，彼此平衡的兩個力的合力是多少？

答：彼此平衡的兩個力的合力為零.

[板書4]彼此平衡的兩個力的合力為零.

力的平衡在日常生活中有許多實際應用，應會根據平衡狀態，找出平衡力；根據物體受力情況，判斷它是否處于平衡狀態.

[板書5]3.二力平衡條件的應用

例1.(1)吊在空中重5牛的電燈（如圖4），靜止不動時，電線對它的拉力是多大？

（定）研究對象：電燈.

（析）受力分析：重力、拉力.

（判）運動狀態：靜止.

（找）兩個力的關系：互相平衡.（大小相等，方向相反，在同一直線上.）

結論：拉力是5牛，方向豎直向上.

請同學們分析下面的事例.

(2)放在桌上的書.（重力、支持力）

(3)勻速下落的跳傘運動員.（重力、阻力）

(4)平直馬路上勻速行駛的汽車.（牽引力、阻力）

例2.汽車行駛時受到的牽引力為F，受到的阻力為F.

(1)當F＞f時，汽車做什么樣的運動？

(2)當F=f時，汽車做什么樣的運動？

(3)當F＜f時，汽車做什么樣的運動？

研究對象：汽車.

受力分析：水平方向受牽引力F，阻力F.

兩個力的關系：F＞f，兩個力不互相平衡，F合＝F－F.

運動狀態：不能處于平衡狀態.

結論：汽車在F合作用下將做加速運動.

當F=f，F＜f時汽車將做什么樣的運動，請同學們分析.

例3.如圖5所示，物重6牛，彈簧秤向上拉示數為牛，水平地面給物體的支持力是多大？

答：支持力是2牛.

3.布置作業 

(1)思考題：課本第108頁“想想議議”.

(2)書面作業 ：課本第108頁練習1-4.

(3)做做看：課本第112頁巧找重心.

（四）教法說明

1.講述物理規律的課，一般分四步進行：(1)觀察現象提出問題；(2)通過實驗研究問題；(3)分析、概括得出規律；(4)運用規律分析解決問題.在教學中要重視科學、方法的教育，體現物理學是以實驗為基礎的科學.使學生懂得按照研究、解決科學問題的過程，來認識、處理問題會更有效.

2.教法上采用邊提問，邊實驗，邊討論，邊總結的方法，引導學生參與知識形成的全過程.在教學中結合一個個新問題的提出和解決，使學生領會提出問題的思路，解決問題的方法.通過有序地進行觀察、分析的訓練，培養學生的觀察、實驗能力，分析、概括能力.

3.對傳統的二力平衡實驗裝置進行改進，使演示的現象更直觀、鮮明，便于從實驗現象導出結論.為使更多的學生能看清現象，可在實驗裝置后放一面與水平面成45度角的平面鏡.

注：教材選用人教版九年義務教育初中物理第一冊.