1.目標(biāo)
知識和技能
⑴了解兩力平衡的條件。 了解兩個力平衡時物體的運動狀態(tài)。
(2)了解物體在非平衡力作用下運動狀態(tài)發(fā)生變化。
流程和技巧
⑶通過實驗和探索,中學(xué)生可以自己獲得兩種力平衡的條件。
⑷通過實驗、觀察、討論等學(xué)習(xí)活動,感性地了解物體受到非平衡力作用時運動的變化。
情緒心態(tài)和價值觀
⑸ 在逐步探索運動與力的關(guān)系的過程中,會激發(fā)中學(xué)生的好奇心和求知欲,培養(yǎng)中學(xué)生的探究精神。
2.教材說明
本節(jié)的主要內(nèi)容是:兩個力的平衡及其條件、物體受平衡力作用時的運動狀態(tài)、物體在不平衡力作用下如何運動。 這些內(nèi)容就是運動和力關(guān)系的推進。
本節(jié)教材的編寫思路是:本節(jié)教材沿著上一節(jié)的思路,循序漸進,循序漸進,探索運動與力的關(guān)系,最終認識到物體在不同的力作用下是不同的。平衡力和不平衡力的作用。 如何鍛煉。 上一節(jié)已經(jīng)知道:物體不受力作用時,始終保持原來的運動狀態(tài)不變。 課本上圖9-36所示的情況表明,當(dāng)一個物體受到兩個力的作用時,它還保持原來的運動狀態(tài)。 為什么? 兩個力對原物體的作用相互抵消,進而引入兩個力平衡的概念。 而生活中存在很多兩種力量不平衡的現(xiàn)象。 中學(xué)生不禁要問:當(dāng)兩個力作用于一個物體時,什么情況下這兩個力才能相互平衡? “活動一”正好滿足了中學(xué)生的好奇心。 讓中學(xué)生借助卡車和重物進行實驗,探索兩種力平衡的條件。 知道了物體在不受力和平衡力作用下的運動狀態(tài),我們很自然地會想:當(dāng)物體受到不平衡力作用時,它會如何運動呢? 因此,教材安排“活動3”來探究物體受到不平衡力作用時的運動狀態(tài)。 通過活動3,中學(xué)生感性地認識到,在不平衡力的作用下,物體運動的速度或方向會發(fā)生變化,即物體受到不平衡力的作用時,物體的“運動狀態(tài)”發(fā)生改變。 。
本節(jié)重點:兩個力平衡的條件,物體受到不平衡力作用時,其運動狀態(tài)發(fā)生變化。
本節(jié)教學(xué)難點:物體“運動狀態(tài)”的變化是指運動速度或方向的變化,這對中學(xué)生來說不容易理解,是教學(xué)的難點在這個部分。 對此,需要結(jié)合實驗現(xiàn)象和生活實例,讓中學(xué)生逐漸理解。
3.教學(xué)建議
本課要營造探究的氛圍,通過不斷提問,引導(dǎo)中學(xué)生思考、研究,逐步理解運動與力的關(guān)系。
兩種力的平衡是多少
可以結(jié)合牛頓第一定理來介紹:通過上一課的學(xué)習(xí),我們知道,當(dāng)物體不受外力作用時,始終保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài); 勻速直線運動的物體不受外力影響嗎?
請中學(xué)生觀察課本上圖9-36所示的情況,分析下列物體是否受到力的影響? 如果存在力,請畫出該力的示意圖:
⑴一只鳥棲息在樹葉上;
(二)雜技演員被舉在空中不動的;
(3)在空中勻速滑落的跳傘運動員。
中學(xué)生畫完圖后,自然產(chǎn)生了一個新問題:為什么物體的運動狀態(tài)與沒有受到兩個力作用時一樣,即保持勻速直線運動狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)?休息狀態(tài)?
班主任介紹:這是因為兩個力對物體的作用相互抵消了。 在兩個力的作用下,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這兩個力相互平衡或者說兩個力處于平衡狀態(tài)。
可以結(jié)合課本中的圖9-36幫助中學(xué)生理解二力平衡的概念。 圖(a)中,小鳥的重力和支撐力是平衡的,小鳥保持靜止; 圖(b)中,上方雜技演員的重力和支撐力是平衡的,表演者靜止不動; (c) 圖中,跳傘運動員所受到的重力和阻力是平衡的,運動員以勻速直線運動。
兩種力平衡的條件
在前面的示例中,物體所受到的兩種力彼此平衡。 那么物體在受到兩種力作用時一定保持平衡嗎? 你可以做一個演示實驗:如圖1所示,找一個較大的掛鉤,掛在橡皮筋下面,固定橡皮筋的下端,用力向上拉掛鉤,使橡皮筋繼續(xù)拉伸,問中學(xué)生:“如果手松開,鉤子會受到多大的力?它能保持靜止?fàn)顟B(tài)嗎?” 松開手后,中學(xué)生觀察到鉤子由靜止變?yōu)橄蛳逻\動。
通過演示實驗提出問題:物體受到兩個力的作用,有時兩個力平衡,有時兩個力不平衡,那么兩個力滿足什么條件才能互相平衡呢? 這就引入了“兩種力平衡的條件”。
你可以先讓中學(xué)生猜。
然后讓中學(xué)生完成活動一中的實驗。也可以讓中學(xué)生根據(jù)自己的猜測嘗試設(shè)計實驗,然后根據(jù)課本進行實驗。 實驗前讓中學(xué)生了解操作的主要步驟,并提醒中學(xué)生在實驗過程中及時記錄觀察結(jié)果。
用以下物品制作自制學(xué)習(xí)工具,療效也很好:用支架將兩個定滑輪固定在木板上(或釘兩顆釘子,在鐵釘上套上細管),用力取一圓。一塊紙板,在上面鉆兩個對稱的小孔,在兩個小孔之間畫一條實線,取幾條相同的鉤碼,兩段細線,按照圖2組裝,然后進行實驗。 該裝置除了能夠研究兩個力的平衡之外,還必須尺寸相等、方向相反、作用在同一條線上,并且必須能夠研究兩個力必須作用在同一個物體上:當(dāng)實驗進行到最后時,用剪刀將紙板從中間剪掉,結(jié)果紙板的兩部分無法保持平衡,如圖(d)所示。
(A B C D)
圖2
通過對實驗結(jié)果的分析,很容易得到兩個力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個力必須大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。
為了方便中學(xué)生記憶,兩種力平衡的條件可以概括為八個字:“物體相同、大小相等、方向相反、共線”。
“活動二”的目的是讓中學(xué)生運用二力平衡知識來分析具體問題,從而加深對二力平衡條件的理解。
教材圖2(a)中,兩個力并不作用在同一個物體上,因此它們不是一對平衡力; 這兩個條件都不是平衡力;在(c)圖中,F(xiàn)1和F2完全滿足雙力平衡條件,是一對平衡力;在(d)圖中,兩個力不在同一條線上線,不是平衡力;在(e)圖中,兩個力大小不相等,不是平衡力。所以只有(c)中的物體可以處于靜止?fàn)顟B(tài)。
了解了兩力平衡的條件后,可以將兩力平衡的相關(guān)知識與牛頓第一定理進行對比,對兩力平衡做一個簡單的總結(jié):理論上,物體保持靜止或處于靜止?fàn)顟B(tài)。勻速直線運動狀態(tài)。 條件是:無力或平衡力。 而在現(xiàn)實生活中,沒有任何物體是不受外力作用的,所以我們實際看到的靜止不動或勻速直線運動的物體都是由于平衡力的作用。 在物體僅受兩種力作用的情況下,我們可以做出如下推理或判斷:
靜止或勻速直線運動的物體滿足二力平衡條件
即基于兩個力平衡的知識,已知物體的運動狀態(tài),通過分析可以確定兩個力的大小和方向之間的關(guān)系; 已知物體的受力情況,就可以判斷物體的運動狀態(tài)。
可以舉一些例子供中學(xué)生分析。 例如:如果空中飛舞的雪花受到相同的重力和阻力,此時雪花會如何運動呢? 車輛在直線道路上行駛要保持勻速行駛,底盤的牽引力和阻力應(yīng)滿足什么關(guān)系? 如何使用彈簧測力計檢測物體的重力? 為什么測力計上的讀數(shù)等于物體所受的重力? 在“探究滑動摩擦力的大小與什么誘因之間的關(guān)系”的實驗中,為什么需要水平驅(qū)動彈簧測功機,使鐵塊做勻速直線運動?
不平衡力和物體運動狀態(tài)的變化
關(guān)于物體受到不平衡力時的運動狀態(tài),中學(xué)生在活動一的實驗中已經(jīng)體驗到了,但由于該實驗中物體的運動狀態(tài)變化很快,中學(xué)生缺乏對物體運動狀態(tài)改變過程的直觀認識,所以教材安排了“活動3”。
活動3共有三個實驗,最好先讓中學(xué)生觀察課本上的示意圖,了解每個物體所受的力是什么? 是平衡力嗎? 然后進行實驗。
實驗過程中應(yīng)注意以下問題:
第一次實驗:在保證卡車加速的前提下,卡車的質(zhì)量要大一些,吊鉤的質(zhì)量要小一些,使卡車加速平穩(wěn)進行觀察;
第二個實驗:斜面不宜太高,以便觀察小球在水平面上的減速運動,最好停在最后;
第三個實驗:球可以用橡膠代替,安全又方便。 提醒中學(xué)生從側(cè)面橫向觀察。 中學(xué)生實驗結(jié)束后,班主任可以用水射流演示斜投擲物體的路徑。
中學(xué)生分組實驗、報告、交流后,讓中學(xué)生列出觀察到的現(xiàn)象二力平衡教學(xué)設(shè)計,如卡車由靜止轉(zhuǎn)變、速度越來越高等,班主任將列出的現(xiàn)象寫為中學(xué)生在黑板上,然后結(jié)合板書用大括號概括:物體由靜變靜、由慢變快、由快變慢,都是速度的變化; 當(dāng)物體作曲線運動時,運動方向發(fā)生變化; 當(dāng)物體的速度發(fā)生變化,或者運動方向發(fā)生改變時,不再保持原來的運動狀態(tài),也稱為“運動狀態(tài)的改變”。 可見,當(dāng)物體受到不平衡力作用時,運動狀態(tài)發(fā)生變化(中學(xué)生認識了相關(guān)名詞后,這個推論也可以啟發(fā)中學(xué)生自己得出結(jié)論)。 這一推論進一步表明,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動狀態(tài)的誘因。
推斷后,可以要求中學(xué)生列出或解釋生活中不平衡力改變物體運動狀態(tài)的例子。 例如:騎自行車時,為什么起步需要很大的力氣,但已經(jīng)騎得很快的自行車卻不需要很大的力氣來維持呢? 當(dāng)卡車突然左轉(zhuǎn)時,坐在卡車上的乘客會被卡車推向哪一側(cè)(左或右)? 這股力量扮演什么角色? (第一個問題的參考答案是:自行車開始加速時二力平衡教學(xué)設(shè)計,必須用力踩踏板,使自行車獲得的動力小于阻力,這樣才能不斷改變自行車的運動狀態(tài),使自行車由靜止變?yōu)槁⒖臁H绻阋呀?jīng)騎過快的自行車,你只需要使功率等于阻力就可以勻速運動,所以不需要很大的力第二個問題的參考答案是:左。這個力改變了乘客的運動方向,使乘客隨車輛“向左轉(zhuǎn)”。)
本課的總結(jié)可以參考下面“課堂評價”第一題。
4.教學(xué)評價
課堂評估
1、本章第三節(jié)和第四節(jié)研究運動與力的關(guān)系,請對“運動與力的關(guān)系”做一個簡單的總結(jié)。
2、起重機靜止懸掛4噸貨物,貨物所受重力為N,拉力為N; 當(dāng)貨物勻速上升時,其受到的拉力大于重力; 重力; 當(dāng)貨物以勻速水平連接時,受到重力的深深拉力。
3. 在圖3所示的四種情況中,F(xiàn)1和F2是一對平衡力()。
圖3
4. 蘋果掛在雌蕊上,保持靜止。 下列各對力中,屬于兩力平衡的一個是( )。
A、根對蘋果的拉力和蘋果對根的拉力
B、蘋果的重力和蘋果對樹根的拉力
C、蘋果上的重力和樹根對蘋果的拉力
D.根部的重力和根部對蘋果的拉力
5. 下列說法正確的是( )。
A.當(dāng)物體受力時,其運動狀態(tài)必然改變
B、物體運動狀態(tài)發(fā)生變化時,必然受到力的影響
C、物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),不得有外力作用于其上
D.當(dāng)物體受到平衡力作用時,它一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
6. 做法:用彈簧測力計提起一個鉤子,靜止不動,觀察測力計的讀數(shù)。 使用手持測功機勻速升起鉤碼,觀察測功機讀數(shù)是否變化? 為什么? 如果鉤碼升起或升起過快,觀察測功機的指示是否有變化? 為什么?
7、“不倒翁”的下部是一個極輕的外殼,頂部填充有較致密的物質(zhì)(如石頭)。 它的質(zhì)量集中在頂部,重心很低,如圖3(b)所示。
(一)(二)(三)
圖3
⑴請畫出圖(c)中“不倒翁”在水平面上的支撐力示意圖;
(2)試用分析:為什么“不倒翁”傾斜時可以手動躺下?
8. 宇宙飛船在太空中沿著橢圓形或方形軌道繞月球運行。 例如,我國的神舟六號飛船繞月飛行需要90分鐘,其飛行速度約為7.82km/s。 請問為什么宇宙飛船可以繞地球作曲線運動?
參考答案
1、及時整理知識,才能將大量的知識連接起來,生成一個知識體系,不僅有利于記憶,還可以加深對知識的理解。 鼓勵中學(xué)生以多種方式進行總結(jié)。 喜歡:
提綱方法:
⑴牛頓第一定理:一切物體在不受外力作用時始終保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
(2)物體受到平衡力作用時,保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
(3)當(dāng)物體受到不平衡力作用時,其運動狀態(tài)發(fā)生變化。
表格方式:
力狀態(tài)的表現(xiàn) 運動狀態(tài)
是否改變應(yīng)遵守的法律或應(yīng)滿足的條件
靜止的力或勻速直線運動都不會改變牛頓第一定律
兩個力在靜止?fàn)顟B(tài)或在平衡力作用下勻速直線運動時達到平衡的條件
不平衡力的大小或方向的變化可以改變物體的運動狀態(tài)
圖解方式:
據(jù)悉,還可以用大括號、知識樹等來概括。
2. 3.92×1043.92×104等 3. B4. C5。 B6. 手持式測功機使鉤碼上升或勻速上升,測功機的讀數(shù)不發(fā)生變化,因為此時鉤碼上的拉力和重力是平衡的,即測功機的讀數(shù)仍然與吊鉤代碼上的重力一致。 大小相等。 如果鉤碼上升或高速上升,測功機的讀數(shù)就會發(fā)生變化。 由于鉤碼的運動狀態(tài)發(fā)生變化,導(dǎo)致鉤碼上的拉力和重力不平衡,測力計和鉤碼的讀數(shù)受到影響。 重力的大小不再相等。 7. ⑴如圖4所示,F(xiàn)為“不倒翁”水平面的支撐力。 (2)從圖7-12可以看出,當(dāng)“不倒翁”傾斜時,它所受到的支撐力和重力不平衡,所以會逆時針轉(zhuǎn)動,然后躺下。 8、航天器繞月球運動時,遇到月球的引力,引力不斷改變其運動方向,使航天器作曲線運動。
“自我評估和作業(yè)”指導(dǎo)