教學(xué)目標(biāo)
1、通過生活中的例子了解平衡狀態(tài)、平衡力，并能判斷物體的狀態(tài)。
2.通過觀察、演示兩種力的平衡條件的實(shí)驗(yàn)（或?qū)嶒?yàn)探索），培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力。
3、通過學(xué)習(xí)物體平衡的知識(shí)二力平衡課件，可以運(yùn)用它解決實(shí)際問題。
4.通過平衡的知識(shí)，人們可以欣賞自然現(xiàn)象的美麗與和諧，并培養(yǎng)對(duì)大自然的熱愛。
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
1.重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探索，了解兩種力的平衡及物體在平衡力作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；理解一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的區(qū)別。
2. 難點(diǎn)：學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探索兩種力平衡的條件。
教學(xué)輔助工具
對(duì)于學(xué)生：每套包括2個(gè)鐵架，2個(gè)滑輪，1塊紙板，6個(gè)掛鉤，2根細(xì)繩，1把剪刀。
老師器材：鐵架2個(gè)，滑輪2個(gè)，硬紙板1塊，掛鉤6個(gè)，細(xì)繩2根，剪刀1把。
回顧性思考
1.力的作用：力可以使物體變形，也可以改變物體的狀態(tài)。
2.牛頓第一定律的內(nèi)容是什么？
3、物體之間相互作用的力又叫作用力、反作用力。作用力與反作用力大小??相同，方向也相同，但兩種力作用于不同的物體。
導(dǎo)入新課程
1.多媒體導(dǎo)入
多媒體屏幕1：（如圖）
老師：同學(xué)們，看到圖中靜止的溜冰者，你們想到了什么？你們有什么問題嗎？
引導(dǎo)學(xué)生回答運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到力的作用，即物體受到力的作用時(shí)也可以處于平衡狀態(tài)。
多媒體屏幕2：（如圖）
師：同學(xué)們，當(dāng)你們看到圖中熱氣球勻速直線上升時(shí)，你們想到了什么？你們還有什么疑問嗎？
引導(dǎo)學(xué)生回答熱氣球處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受到力的作用，也就是說物體受到力的作用時(shí)也能處于平衡狀態(tài)。
師：若受力物體仍處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那么物體所受的力滿足什么條件呢？今天我們一起來討論一下這個(gè)問題。
2. 場(chǎng)景介紹
老師：你坐過轎廂電梯嗎？當(dāng)你進(jìn)入電梯等待電梯啟動(dòng)時(shí)，你處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)有多少力作用在你身上？當(dāng)你隨電梯勻速上升和下降時(shí)，有多少力作用在你身上？力的大小會(huì)發(fā)生變化嗎？
生：討論、交流。
老師：今天我們來探究物體在靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的力。
3. 回顧與介紹
復(fù)習(xí)問題：上節(jié)我們學(xué)的牛頓第一定律的內(nèi)容是什么？
復(fù)習(xí)答案： 當(dāng)不受任何力作用時(shí)，一切物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
老師：你見過我們周圍不受力的物體嗎？靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受力嗎？舉個(gè)例子。
學(xué)生：懸掛的日光燈、停在筆直道路上的汽車……
老師：為什么這些物體受到力的作用時(shí)會(huì)靜止呢？讓我們帶著這個(gè)問題開始學(xué)習(xí)這節(jié)課。
開展新課程
研究點(diǎn)一二力平衡狀態(tài)
1、多媒體顯示：一輛汽車在直路上靜止不動(dòng)，一輛汽車在直路上勻速直線行駛。
學(xué)生觀察圖片和視頻并回答以下問題：
① 根據(jù)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，當(dāng)汽車不受任何力的作用時(shí)，它會(huì)。
② 多媒體中，一輛靜止在直路上的汽車會(huì)受到什么力嗎？如果有，它受到什么力？
③ 多媒體視頻中，在直路上勻速行駛的汽車有沒有受到力的作用？如果有，受到什么力的作用？
④ 汽車在受到力的作用時(shí)，是否表現(xiàn)出不受力的狀態(tài)？此時(shí)物體處于什么狀態(tài)？受到的力有哪些？
2. 自主學(xué)習(xí)、交流討論
綜上所述：當(dāng)一個(gè)物體受到力的作用時(shí)，如果物體保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，我們說這些力是互相平衡的，是平衡力，物體處于平衡狀態(tài)。
老師：什么是二力平衡？
提示：當(dāng)物體在兩種力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩種力互相平衡，這就叫雙力平衡。
示例講解：（學(xué)生先練習(xí)，如有疑問，老師會(huì)進(jìn)行補(bǔ)充講解）
例 1 以下例子中，物體受到平衡力的作用（ ）
A. 在圓形軌道上旋轉(zhuǎn)的過山車
B. 列車減速進(jìn)站
C. 加速向上的火箭
D. 一輛汽車在道路上勻速直線行駛
分析：過山車在環(huán)形軌道上行駛時(shí)，速度會(huì)發(fā)生變化，所以過山車受到的力是不平衡的；火車進(jìn)站減速時(shí)，速度在減小，所以火車受到的力是不平衡的；火箭在上升過程中會(huì)加速，速度會(huì)增加，所以火箭受到的力是不平衡的；車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，所以受到平衡的力，故選項(xiàng)D正確。
答案：D
規(guī)則總結(jié)：當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它必然受到平衡的力。
研究要點(diǎn)二：研究兩種力的平衡條件
老師：想一想，一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下要達(dá)到平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力要滿足什么條件呢？
實(shí)驗(yàn)：利用小卡片探究兩種力的平衡條件。
老師：力的三個(gè)要素是什么？
提示：大小、方向、應(yīng)用點(diǎn)。
師：當(dāng)影響因素較多時(shí)，應(yīng)采用什么方法呢？
Tips：控制變量法、放大變換法、模型法等。
視頻：演示實(shí)驗(yàn)。（視頻可以幫助學(xué)生進(jìn)一步加深印象，并找出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題）
學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師檢查指導(dǎo)
（1）研究兩個(gè)力的大小和方向?qū)ξ矬w平衡的影響
如圖所示，將綁在小卡片兩對(duì)角線的細(xì)線分別穿過左、右滑輪后，在兩線的末端掛上鉤子，可以觀察小卡片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
（2）研究不在同一直線上的兩個(gè)力對(duì)物體平衡的影響
將小卡片轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，然后松開手，觀察小卡片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
（3）研究兩個(gè)不在同一物體上的力對(duì)物體平衡的影響
用剪刀將小卡片從中間剪開，然后松手，觀察小卡片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)鐵絲兩端勾上的代碼質(zhì)量相等時(shí)，小卡片靜止不動(dòng)；當(dāng)鐵絲兩端勾上的代碼質(zhì)量不等時(shí)，小卡片運(yùn)動(dòng)；將小卡片轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后松手，小卡片轉(zhuǎn)動(dòng)；用剪刀從中間剪開小卡片后松手，小卡片運(yùn)動(dòng)。
（4）實(shí)驗(yàn)分析：
小卡片一共受到三個(gè)力，由于小卡片的重力比拉力小很多，所以重力可以忽略，這是理想化的實(shí)驗(yàn)方法。
常見總結(jié)：如果作用于同一物體的兩個(gè)力，大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，這兩個(gè)力就是一對(duì)平衡力。
3. 視頻：利用手推車研究兩種力的平衡。
老師：你認(rèn)為這兩種研究方法哪一種更好？為什么？
讓學(xué)生分組討論（加強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)）。
引導(dǎo)學(xué)生考慮摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。用推車做實(shí)驗(yàn)時(shí)，桌面對(duì)推車的阻礙很大，阻力不可忽略，因此推車在水平方向受到三個(gè)力的作用，不方便研究兩個(gè)力的平衡。
示例講解：（學(xué)生先練習(xí)，如有疑問，老師會(huì)進(jìn)行補(bǔ)充講解）
例2 如圖所示，在下列力作用于物體的示意圖中，能處于平衡狀態(tài)的物體是（ ）
分析：圖C中的兩個(gè)力滿足二力平衡的條件：兩個(gè)力作用在同一物體上，大小相等，方向相反，作用在同一直線上。圖A中的兩個(gè)力分別作用在兩個(gè)物體上，圖B中的兩個(gè)力不在同一直線上，圖D中的兩個(gè)力大小不相等。
答案：C
例3是“探索兩種力的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中的。
（1）如果一個(gè)物體只受到兩個(gè)力的作用，而處于一種狀態(tài)，就說明這兩個(gè)力是互相平衡的。因此，小明提出，能否利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，來探究兩個(gè)力平衡的條件？
（2）小華認(rèn)為，如果采用小明方案，必須測(cè)量作用于物體的力的大小和作用于物體的力的大小，以便進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn)，在小明方案中，只能根據(jù)相互作用關(guān)系直接測(cè)量大小，在兩力平衡條件未知的前提下，另一力無法直接測(cè)量，因此該方案無法實(shí)施。
（3）為此，兩位同學(xué)不斷改進(jìn)，設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)方案，如圖所示。請(qǐng)確定他們改進(jìn)的順序：（以字母表示）。這樣的改進(jìn)是為了減少對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
（4）如圖所示，這是最終確定的實(shí)驗(yàn)方案，此方案中，由于 ，卡片的重力可以忽略。
分析：（1）當(dāng)物體處于靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用在物體上的力是平衡的。（2）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得的重力等于彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于物體對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力。物體對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力是一對(duì)相互作用的力。因此，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力屬于間接測(cè)量，在二力平衡條件未知的前提下，只能測(cè)得拉力的大小，不能直接測(cè)得重力。（3）圖A中小車與工作臺(tái)之間的摩擦力比圖B中物體受到的摩擦力小得多。圖C中，只有滑輪間有摩擦力，小車不再受到摩擦力。 因此，為減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，改進(jìn)順序應(yīng)為BAC。（4）圖C為最終確定的實(shí)驗(yàn)方案，此方案中卡片的重力遠(yuǎn)小于鉤子的重力，因此可以忽略卡片的重力。
答案：（1）靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) （2）引力 （3）BAC （4）卡片的重量遠(yuǎn)小于鉤子的重量
二力平衡條件在勘探點(diǎn)3中的應(yīng)用
1. 圖片：棋子仍在地上。（如圖所示）
師：請(qǐng)分析一下棋子上作用著多少個(gè)力以及這些力之間的關(guān)系。
安排學(xué)生小組討論。
2. 視頻：走鋼絲。（如圖）
老師：演員怎樣控制自己不摔倒？
引導(dǎo)總結(jié)：演員始終不斷調(diào)整自己的重心，使重力線垂直向下穿過鋼絲，使演員在重力和支撐力的作用下，處于平衡狀態(tài)。即他所受到的重力和支撐力是一對(duì)平衡的力，他的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變。
3. 擴(kuò)展
師：請(qǐng)畫出疊好的石塊中最上面的石塊的受力圖。（如圖）
4、多媒體演示：再展示幾張圖片，圖中哪兩種力是一對(duì)平衡力？
視頻：一架直升機(jī)在空中盤旋。（如圖）
老師：直升機(jī)上作用著多少個(gè)力，它們之間的關(guān)系是什么？
導(dǎo)讀總結(jié)：直升機(jī)受到重力G和升力N兩個(gè)力的作用，直升機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以重力G和升力N是平衡的，這兩個(gè)力必須滿足二力平衡的條件，大小相等，方向相反，作用在同一直線上。
綜上所述：二力平衡條件的應(yīng)用可以從兩個(gè)方面掌握：
（1）根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)還是勻速直線運(yùn)動(dòng)，可以分析作用于物體上的力的大小和方向。
示例講解：（學(xué)生先練習(xí)，如有疑問，老師會(huì)進(jìn)行補(bǔ)充講解）
例4 如圖所示，物塊A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知A重12N，B重8N，忽略繩子的重量和所有摩擦力，地面對(duì)A的支撐力為。
分析：因?yàn)锳、B都是靜止的，所以都受到平衡力的作用。B受到重力和繩索拉力的作用，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力二力平衡課件，所以繩索對(duì)B的拉力為8N。A受到重力、繩索拉力和地面對(duì)A的支撐力的作用。A受到的重力等于繩索對(duì)A的拉力與地面對(duì)A的支撐力之和。繩索對(duì)A的拉力等于繩索對(duì)B的拉力，所以地面對(duì)A的支撐力為FN=12N-8N=4N。
答案：4N
（2）根據(jù)物體所受的力來確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
①物體在沒有受到力的作用時(shí)，應(yīng)該保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 ②物體受到力的作用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，這就是力的作用。 ③物體受到平衡力的作用時(shí)，應(yīng)該保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)。靜止的物體受到平衡力的作用時(shí)，保持靜止；運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力的作用時(shí)，保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。 例如，火車在直軌道上行駛，在垂直方向上，重力和支撐力是平衡的。如果牽引力大于阻力，火車就會(huì)加速；如果牽引力小于阻力，火車就會(huì)減速；如果牽引力與阻力相等，水平方向上兩力平衡，火車就會(huì)做勻速直線前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
示例講解：（學(xué)生先練習(xí)，如有疑問，老師會(huì)進(jìn)行補(bǔ)充講解）
例五：如圖所示，在拉力F=10N作用下，物體沿水平面向右勻速運(yùn)動(dòng)，物體所受的摩擦力為N；當(dāng)撤去拉力F后，物體此時(shí)假定重力突然消失，忽略空氣阻力，物體將（將以上兩處空白分別填入“保持靜止”、“作減速直線運(yùn)動(dòng)”或“作勻速直線運(yùn)動(dòng)”）。
分析：在拉力F=10N作用下，物體沿水平面向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)。由于物體所受的摩擦力與拉力是一對(duì)平衡力，摩擦力為10N；當(dāng)拉力F撤去后，物體只受摩擦力作用，受力不平衡，所以物體會(huì)減速。此時(shí)假設(shè)重力突然消失，壓力消失，摩擦力也消失，物體不受水平方向任何力的作用。忽略空氣阻力，物體因慣性作用將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。
答案：10 做減速運(yùn)動(dòng) 做勻速直線運(yùn)動(dòng)
5.課后請(qǐng)思考一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？
課程總結(jié)
這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了：
1. 什么是平衡？
2. 力量的平衡是怎樣的？
3.兩種力達(dá)到平衡的條件；
4.雙力平衡條件的應(yīng)用。
本課的重點(diǎn)是雙力平衡條件，最難的是雙力平衡條件的應(yīng)用，課后要多加練習(xí)。為檢驗(yàn)本課的學(xué)習(xí)效果，請(qǐng)完成課件上的測(cè)試題。
家庭作業(yè)
課本《手腦并用學(xué)物理》第22頁1至4題。