日期:2022-04-16
这是力的平衡教学设计一等奖,是优秀的教学设计一等奖文章,供老师家长们参考学习。
教材分析:
《 力的平衡》教学设计范文
本节是在学生学习了牛顿第一定律的基础上,通过对保持静止状态和匀速直线运动状态的物体进行受力分析展开的,它为后面学习力学打下基础。内容由“二力平衡的条件”、“二力平衡条件的应用”两部分内容组成。教学的重点是二力平衡的条件,关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。二力平衡条件的应用是本节教学的难点,突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析,引导学生归纳、总结、应用二力平衡的条件。
学情分析:
初二的学生,对新生事物有强烈的好奇心和求知欲,善于观察,热衷于动手实验。前面学生已经学习了力的相关概念和同一直线上二力合成,为本节课的学习做了知识铺垫;他们也经历了一些简单的探究活动,具备一定的实验操作能力和合作的意识。
教学目标:
1、知识与技能
(1)知道平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态,知道物体处于平衡状态时所受力的叫平衡力。
(2)理解二力平衡的条件,能利用平衡条件解决简单的平衡问题。
2、过程与方法
(1)经历探究二力平衡条件的实验过程,归纳、总结得出二力平衡的条件,培养学生的概括能力。
(2)通过二力平衡的条件的应用,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力.
3、情感、态度与价值观
(1)通过探究与交流,使学生有将自己的见解公开并与他人讨论的愿望,认识交流合作的重要性,有主动与他人合作的精神。
(2)在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中,体会物理与生活的密切联系。
教学重点:探究二力平衡的条件
教学难点:理解应用二力平衡条件
教学仪器:滑轮、长木板、纸板、砝码若干个、细线、弹簧测力计等。
教学方法:讲解、探究、归纳、应用
课时安排:1课时
教学过程:
[新课引入]
牛顿第一定律告诉我们,物体在不受外力的时候,总要保持静止状态或匀速直线运动状态。但实际情况是一切物体都要受到力的作用,物体保持静止状态或匀速直线运动状态的现象也是普遍存在的。那么这二者之间有什么联系呢?今天我们就来探究在静止状态或匀速直线运动状态下,物体受力时之间的关系。
[新课教学]
一、力的平衡
1、教室内的吊灯受到重力和拉力作用,吊灯保持静止。放在水平地面上的讲台受重力和地面对它的支持力,讲台处于静止状态。(通过受力分析说明)
2、一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶,火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力作用:火车受重力、支持力作用处于相对静止状态;火车受牵引力和阻力作用处于匀速直线运动状态。(通过受力分析说明)
总结:物体在受到两个力的作用(或多个力的作用)时,如果物体保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说物体处于平衡状态,使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力。
二、探究:二力平衡的条件
物体都处于平衡状态且只受二个力(或在某一方向上只受两个力的)的作用时,必须符合什么条件才能使物体平衡呢?下面我们通过桌面上的小车(或纸板)进行探究。
探究课本P136面图7-21实验,并按以下问题观察、思考、记录。
(1)在细线的两端悬挂质量相同的钩码,纸板受到二个拉力的大小有什么关系?纸板是否静止?这两个拉力的方向如何?
(2)把纸板扭转一定的角度,或使纸板的一边与长木板平行,(使两个力的作用线不在同一直线上)此时纸板还静止吗?最终平衡时两个力的方向如何?
(3)在细线的两端再悬挂质量不相同的钩码,纸板是否静止?
(4)在纸板上任选出另外两个孔系线重复上述实验。
进行实验、收集数据:
分析与论证:当两个拉力大小不等时,纸板不能保持静止,这两个力不能平衡;当两个力大小相等,力的方向互成一定的角度时,纸板也不能保持静止,这两个力不能平衡;当两个力大小相等、方向相反,互相平行时,纸板也不能保持静止,这两个力不能平衡。
想一想,做一做:当拉力相同时,并且在同一直线上时,将纸板剪成两半,将会出现什么现象?
说明:只有作用在同一物体上的两个力,物体才能平衡。
总结:二力平衡的条件
作用在同一物体上两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。(同体、等值、反向、共线)
评估:纸板在水平方向还会受到摩擦阻力,但实验中这个阻力很小,与拉力相比可以忽略。
思考1:作用在一个物体上的二个力的三要素都相同,这二个力就是一对平衡力,对吗?为什么?
强调:二力平衡的前提条件是两个作用力在同一物体上。
思考2:若两个力平衡,它们的合力是多少?
分析:根据同一条直线上力的合成可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0。
三、二力平衡条件的应用
1、根据物体的运动状态来判断物体的受力情况:
根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以判断出作用在物体上的两个力是平衡力,进而判断所求力的大小和方向。
应用:利用弹簧测力计测量物体受到的重力(指出弹簧测力计的示数其实是物体对测力计的拉力;它与弹簧测力计对物体的拉力是相互作用力,而弹簧测力计对物体的拉力与物体受到的重力是二力平衡。)以及利用弹簧测力计测量物体受到的滑动摩擦力大小都是利用了二力平衡的知识。
2、根据物体的受力情况来判断物体的运动状态:
思考:火车在平直的`轨道上行驶,在水平方向上受牵引力和阻力。如果牵引力大于阻力,火车将怎样运动?如果牵引力小于阻力,火车又将怎样运动?牵引力和阻力相等时,火车又将怎样运动?
分析:火车在平直的轨道上行驶。在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,火车将减速;牵引力和阻力相等时,水平方向二力平衡,火车匀速直线前进。
总结:物体不受力时,应保持匀速直线运动或保持静止状态。物体受一个力,运动状态发生改变,这是力产生的效果。物体受平衡力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时,仍然保持静止;运动的物体受平衡力时,仍然做匀速直线运动。
四、一对平衡力和一对相互作用力的区别:
1、相同点:都满足大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
2、不同点是:一对平衡力是作用在“同一”物体上的力,而一对相互作用力是分别作用在“不同”物体上的力。两个力,只要不是作用在同一物体上,就不可能是平衡力。
五、力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因。
1、物体的运动状态发生改变,一定受到力的作用,而且是非平衡力的作用;
2、物体受到力的作用,其运动状态不一定发生改变,如物体受到平衡力的作用。
课堂小结:
1、物体受两个力的作用或多个力的作用而平衡时,物体会保持匀速直线运动状态或静止状态,前者叫二力平衡,后者叫多力平衡。但合力都为零。
2、二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,合力为零。而二力平衡只是多力平衡的最简单的一种情况。
3、用二力平衡条件判断两个力是否平衡;利用二力平衡条件求某一个力的大小和方向。
课堂练习:多媒体课件
布置作业:
课本作业第1、2题。
补充说明:
生活中,往往会觉得向上拉一个物体需要用的力较大,向下放一个物体需要的力较小。这是涉及到其他问题造成的感觉,可让学生自己实际做一次试验,用手提着重物,悬空保持静止,匀速向上提起来,匀速地下落,体会一下用力的情况。如果可能,最好用一个弹簧测力计吊着重物来做这个试验。
通常觉得向上提用力要大,实际上是从静止改变为向上运动的过程中(这个阶段不是平衡状态),拉力一定要比重力大。而从静止改变为向下运动的过程中(这个阶段也不是平衡状态),拉力一定比重力小。如果是要保持匀速直线运动,无论向上还是向下运动,无论速度大还是小,需要的拉力是一样大的。生活中没有这么仔细地区分不同阶段的不同感觉,所以,有些“经验”是不完全可靠的。
教学目标
知识目标:
1.知道什么是力的平衡和二力平衡的条件。
2.会应用用二力平衡条件去分析解决、解决简单的问题。
能力目标:
1. 培养学生的观察能力。
认真观察什么是力的平衡及物体受到两个力作用时的平衡;观察物体受两力平衡时力的特点。
2.培养学生的分析归纳能力。
通过观察实验引导学生分析归纳物体平衡所需满足的条件。
3.注意发展学生的逻辑思维能力。
运用二力平衡条件解释物理现象时,往往同时要用到相互作用力的知识,在表达过程中要注意发展学生的逻辑思维能力。
情感目标:
二力平衡条件是从实验中总结出来的,在教学过程中应注意培养学生树立用实验方法解决物理问题的思想,对待实验实事求是的科学态度和严谨的科学作风。
教学建议
教材分析
教材首先从生活中的静止和匀速运动现象提出了牛顿第一定律所没有解决的问题:物体受外力作用时,也能保持静止或匀速直线运动状态.从而建立了平衡状态、平衡力的概念;并进一步指出最简单的受外力平衡的情况是二力平衡,随后通过实验分析总结出二力平衡的条件.得出二力平衡条件以后,利用同一直线上二力合成的知识得出物体受到的这两个力的合力为零.使学生的认识从理论上提高一步,同时初步建立平衡力的合力为零的印象.再联系具体事例,让学生应用二力平衡条件进行分析,培养学生应用知识解决实际问题的能力.最后教材通过“想想议议”使学生进一步完善“运动和力的关系”的知识体系.
二力平衡的条件是初中物理教学的重点,本节的重点是研究总结物体平衡的规律,规律教学应首先通过观察提出问题,然后通过实验研究问题,再对实验结果概括、总结得出规律.因此做好实验是本节课的重点和关键.
教法建议
1.本节是对牛顿第一定律的进一步深化理解,充分展示其在物理学中的重要作用.所以要从牛顿第一定律中“不受外力”的特殊现象出发,针对已经建立的规律提出质疑,激发学生探索自然规律的兴趣,培养学生勤思勤问的良好品质.
2.平衡条件的得出是本节的重点知识,不能只强调结论,而要加强过程教学.做好二力平衡条件的实验是使学生掌握知识的关键.为了更容易从实验得出平衡条件的二力共线的结论,可采用如图9-3-1所示的实验装置.取一块薄木板在边缘开几个小孔,用细线系住任意两个孔,细线的两端跨过桌边的滑轮悬挂钩码.
3.平衡条件的应用是对教学的检验,要训练学生的口头表达能力.
4.最后的小结应由学生对牛顿第一定律进一步加以补充,使其更完整.
教学设计示例
教学重点:学生认知结构中建立二力平衡条件的过程;应用二力平衡条件解释实际问题。
教学难点:二力平衡条件的应用
教具:滑轮、钩码、细绳、木板
教学过程:
一、引入
方法1 :复习提问引入
牛顿一定律的内容是什么?
是不是只有不受力的物体才能保持静止、才能做匀速直线运动?请同学们举例说明。
引导:物体受外力作用时,也可能会保持静止状态或做匀速直线运动。引出平衡态的概念,进行新课教学。
方法2 : 现象引入
课堂演示:静止在桌面上的物体、匀速行驶的电动汽车
或录像片段: 在平直轨道上匀速行驶的火车、匀速步行的学生、静止在地面上的汽车
提出问题:上述物体保持静止状态和做匀速直线运动是否受到外力?请你再举出几个静止和做匀速直线的物体,分析它们受到的力。
引出平衡态的概念,进行新课教学。
二、新课教学
1. 平衡状态
由上面学生举出的例子定义平衡状态。指出这时作用该物体上的几个力改变物体运动状态的效果互相平衡,或者说几个力互相平衡。物体受力平衡时最简单的情况是受两个力作用。
过渡:物体受力作用时满足什么条件才能保持平衡?
2. 二力平衡条件
方法1:通过演示实验得出二力平衡的条件。
介绍实验装置如图9-3-1所示,用细线系住木板上的任意两个孔,细线的两端跨过桌边的滑轮各悬挂一个相同质量的钩码。
引导学生观察与思考下面问题。
木板是否静止?木板静止时受到的两个拉力的大小有什么关系?方向有什么关系?
把木板扭转一下,使两个力的作用线不在同一直线上,木板还能静止吗?重新平衡后,两个力的方向有什么特点?
在细线的两端悬挂质量不相同的钩码,木板还能静止吗?
任选其它两个孔重复上述实验。
引导学生根据观察结果自己得出结论。可在教师引导下由多名同学互相补充使其完善。
方法2:学生探究性学习(学生分组实验,研究二力平衡的条件)。
教师介绍实验装置同上。
教师明确实验目的:观察分析总结满足什么条件木板静止?
学生探究性实验
学生讨论、进行归纳总结。
教师引导:根据力的合成的知识,彼此平衡的两个力的合力是多少?
3. 二力平衡条件的应用
方法1:通过练习使学生掌握二力平衡条件的应用
请学生画出图9-3-2中物体受力的示意图,并分析物体是否受到平衡力,哪一对力是二力平衡。
1) 静止悬挂的电灯。
2) 静止在桌面上的茶杯。
3) 匀速运动的拖车。
方法2:对基础较好的学生,可由学生自己举例自己分析受力情况。
应用二力平衡的条件解决问题,首先要判断被研究的物体是不是处于静止或匀速直线运动状态,只有物体处于静止状态或匀速直线运动状态才可以应用这个条件。对于能够应用二力平衡条件的物体,要分析它受到几个力的作用,方向如何。如水平面上拖车做匀速直线运动时,竖直方向的二力平衡,水平方向的二力也平衡。在学生分析中要注意纠正学生认识上的简单化和片面性。
一、 巩固练习
1.放在水平桌面上的书所受力中,属于平衡力的是 [ ]
A.书对桌面的压力与书所受的重力;
B.书对桌面的压力与桌面对书的支持力;
C.书所受的重力与桌面对书的支持力;
D.书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力.
2.起重机的钢丝绳吊着重物,比较在重物静止时,重物匀速上升时,重物匀速下降时钢丝绳对重物的拉力大小,则( )
A. 重物匀速上升时,拉力最大
B. 重物静止时,拉力最大
C. 重物匀速下降时,拉力最大
D. 上述三种情况,拉力一样大
二、 总结、扩展
让学生讨论课本“想想议议”中的问题,总结力和运动的关系,使学生进一步理解保持静止或匀速直线运动的条件。
对于基础比较好的同学,在总结运动和力的关系之后,可让学生分析一对平衡力与相互作用力的区别。
三、 布置作业
阅读课文,完成书后练习。
板书设计
探究活动
【课题】实验分析二力平衡的条件
【组织形式】学生活动小组
【活动流程】
提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作。
【参考方案】教师提供实验工具,实验分析二力平衡的条件,并思考其应用。
【备注】
1、写出探究过程报告。
2、发现新问题。
二力平衡物理教案:
教学目标
知识目标:
1.知道什么是力的平衡和二力平衡的条件。
2.会应用用二力平衡条件去分析解决、解决简单的问题。
能力目标:
1. 培养学生的观察能力。
认真观察什么是力的平衡及物体受到两个力作用时的平衡;观察物体受两力平衡时力的特点。
2.培养学生的分析归纳能力。
通过观察实验引导学生分析归纳物体平衡所需满足的条件。
3.注意发展学生的逻辑思维能力。
运用二力平衡条件解释物理现象时,往往同时要用到相互作用力的知识,在表达过程中要注意发展学生的逻辑思维能力。
情感目标:
二力平衡条件是从实验中总结出来的,在教学过程中应注意培养学生树立用实验方法解决物理问题的思想,对待实验实事求是的科学态度和严谨的科学作风。
教学建议
教材分析
教材首先从生活中的静止和匀速运动现象提出了牛顿第一定律所没有解决的问题:物体受外力作用时,也能保持静止或匀速直线运动状态.从而建立了平衡状态、平衡力的概念;并进一步指出最简单的受外力平衡的情况是二力平衡,随后通过实验分析总结出二力平衡的条件.得出二力平衡条件以后,利用同一直线上二力合成的知识得出物体受到的这两个力的合力为零.使学生的认识从理论上提高一步,同时初步建立平衡力的合力为零的印象.再联系具体事例,让学生应用二力平衡条件进行分析,培养学生应用知识解决实际问题的能力.最后教材通过“想想议议”使学生进一步完善“运动和力的关系”的知识体系.
二力平衡的条件是初中物理教学的重点,本节的重点是研究总结物体平衡的规律,规律教学应首先通过观察提出问题,然后通过实验研究问题,再对实验结果概括、总结得出规律.因此做好实验是本节课的重点和关键.
教法建议
1.本节是对牛顿第一定律的进一步深化理解,充分展示其在物理学中的重要作用.所以要从牛顿第一定律中“不受外力”的特殊现象出发,针对已经建立的规律提出质疑,激发学生探索自然规律的兴趣,培养学生勤思勤问的良好品质.
2.平衡条件的得出是本节的重点知识,不能只强调结论,而要加强过程教学.做好二力平衡条件的实验是使学生掌握知识的关键.为了更容易从实验得出平衡条件的二力共线的结论,可采用如图9-3-1所示的实验装置.取一块薄木板在边缘开几个小孔,用细线系住任意两个孔,细线的两端跨过桌边的滑轮悬挂钩码.
3.平衡条件的应用是对教学的检验,要训练学生的口头表达能力.
4.最后的小结应由学生对牛顿第一定律进一步加以补充,使其更完整.
二力平衡教学反思:
二力平衡是初中物理教学的一个重点,同时也是一个教学难点,学好这一部分将对初中物理力学的学习起到重要作用。这一节课,以学生的感性认识为基础,从日常生活现象中归纳概括出二力平衡的概念,通过实验与思考的观察与分析,得出二力平衡的条件,并与日常生活中现象为基础加以运用,体现了从简单到复杂的研究问题的方法;从生活走向物理,从物理走向社会的理念。
在教学中我以同学们每天都要见到的讲桌、课桌、在平直公路上行驶的列车为例,首先让学生判断其所处的状态--------是运动的还是静止的,让其分析受力情况,从力的三要素分析受力特点,让学生理解物体处于平衡状态的含义,进而引出力的平衡和二力平衡。这样从学生日常生活中常见的现象入手,学生深深体会到生活中时时有物理、处处有物理,物理就在我们身边,物理来源于我们的生活,拉近了物理与学生的距离。在探究二力平衡的条件时,注重培养了学生的观察能力和分析、归纳能力。
我觉得这节课的成功之处,主要在于课堂学习与日常生活紧密联系起来,从生活走向物理,从物理走向社会。把活生生的世界提供给学生理解和体验,提高学生对生活的深刻理解和深入感悟,使他们不断领悟人生的意义,了解人不但活着,而且知道人应该怎样活着,使他们在与大自然的相处中感受生命的崇高。
多给予肯定和赞扬,给一个孩子以同样的表现机会,特别是性格内向的学生,多给他们创造表现机会,曾强学生学习兴趣和信心,让每个学生的能力和素质都得到提高。
(一)教学目的
1.掌握二力平衡的条件.
2.会应用二力平衡的条件解决简单的问题.
(二)教具
滑轮、硬纸片、钩码、细绳、剪子.
(三)教学过程
一、复习提问
1.牛顿第一定律的内容是什么?
2.什么叫惯性?物体在什么情况下有惯性?
二、引入新课
教师:牛顿第一定律告诉我们,物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态.但是一切物体都受到力的作用,物体保持静止或保持匀速直线运动的情况也是普遍存在的.那么这二者之间有什么联系呢?
三、力的平衡
教师:请大家思考,你见过的哪些物体受到力的作用并保持静止状态?
教室内的吊灯受到重力和拉力,吊灯保持静止.放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力,水桶静止.课桌受到重力,书本对它向下压的力和地面的支持力,课桌静止.
教师:物体受到力的作用,物体保持匀速直线运动的情况也能见到.一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶,火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力.
教师:物体在受到几个力作用时,如果物体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.
根据这个观点,我们可以从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力相互平衡.
教师:请大家按照这样的说法叙述上述各例中的物体的运动状态及它们个自受到的力之间的关系.
(学生叙述)
四、二力平衡的条件
教师:二力平衡的情况最简单,我们先研究这种情况.
教师演示课本图9—6所示实验并讲解这个木块受两个拉力.
当两个拉力大小不等时,木块不能保持静止.这两个力不能平衡.
(演示)
当两个力大小相等,力的方向互成角度时,木块也不能保持静止.这两个力不能平衡.
(演示)
当两个力大小相等、方向相反,互相平行时,木块也不能保持静止.这两个力不能平衡.
(演示)
教师提问:要使木块静止,这两个力应该满足哪些条件?
(学生回答)
我们使这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,重复刚才的实验.
(演示)
我们发现木块处于静止状态,此时,这两个力是平衡的.
(演示)
可见,两个力的平衡必须满足以下四个条件:两个力作用在一个物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上.
根据同一条直线上力的合成的法则可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0.
五、二力平衡条件的应用
二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握.
1.根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以分析出作用在物体上的力的大小和方向.
例题:质量是50千克的人站在水平地面上,画出人受力的图示.
人受重力g和地面的支持力n.人处于静止状态,所以重力g和支持力n是平衡的.那么这两个力一定满足二力平衡的条件,即大小相等,方向相反,且在一条直线上.
根据人的质量,计算出人的重力g.g=mg=50千克×10牛/千克=500牛顿.方向竖直向下.支持力n=500牛顿,方向竖直向上.(图示略)
2.根据物体的受力情况判断物体的运动状态.
物体不受力,应保持匀速直线运动或保持静止状态.物体受一个力,运动状态发生改变,这是力产生的效果.物体受平衡力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态.静止的物体受平衡力时,仍然保持静止;运动的物体受平衡力时,仍然保持匀速直线运动.
例如,火车在平直的轨道上行驶.在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,火车将减速;牵引力和阻力相等时,水平方向二力平衡,火车匀速直线前进.
六、总结
力和运动的关系可以粗略地概括如下.
维持运动不需要力的作用,因为物体有惯性,只有改变物体的运动状态时才需要力.但是物体在平衡力的作用下,运动状态不会改变.
物体保持静止或匀速直线运动的条件是什么呢?从理论上说,物体不受力或受平衡力时就可以保持静止或匀速直线运动.而实际上物体是没有不受力的,所以物体受平衡力时就保持静止或匀速直线运动.
七、作业
习题5、6、7.
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