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第2节二力平衡导入一:情境引入:神舟遨太空,举国心相牵,从着陆场到飞控中心,从北京到全国,这一夜,亿万颗心与三位航天员一起跳动,“飞船调姿”“轨道分离”“制动开始”“推进舱分离”“再入大气层”……如图所示为“神舟十号”发射前静置在发射架上的图片,你知道此时它受哪几个力的作用,它们有什么关系吗?导入二:复习引入:师:牛顿第一定律的内容是什么?生: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.师:是否只有不受力的物体才能保持静止,才能做匀速直线运动?生活中你发现有静止或做匀速直线运动的物体吗?生:有静止或做匀速直线运动的物体.师:能不能反过来说,凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受到外力呢?生:小组讨论后,用生活中的事例说明.列举:在平直公路上匀速行驶的汽车、静止在桌面上的花瓶、沿直线匀速行驶的列车、被起重机吊在空中匀速上升的重物等.[设计意图]通过复习牛顿第一定律,设疑,再让学生举出生活中的实例,容易激发学生的学习兴趣,自然引入新课.[过渡语]牛顿第一定律说不受力时物体保持静止状态或匀速直线运动状态,而在现实中物体受了力仍会保持静止状态或匀速直线运动状态,这是怎么回事?你想知道吗?一、平衡状态原来,牛顿第一定律是在理想状况下,而在现实中我们把物体受了力仍保持静止或匀速直线运动的状态,称为平衡状态,所受力称为平衡力.现在请大家说出身边的平衡力.小组讨论.学生讨论:比如放在桌子上不动的书,挂在天花板上的电灯,匀速运动的小车等物体的受力情况.在学生讨论的基础上,展示几组实例,利用这些例子使学生认识到:当一个物体受几个力作用时,也能保持静止或匀速直线运动状态,从而得出“力的平衡”的概念,指出这时作用在物体上的各个力的效果互相平衡,或者说几个力互相平衡.[设计意图]让学生充分发表自己在平时生活中观察到的物理现象,举出身边一两个受力物体的实例,分析它们的受力情况及运动状态,把抽象物理概念具体化,学生易于接受.物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡.出示三个物体受非平衡力的视频.[设计意图]从实例中使学生认识到物体在几个力的作用下,并不一定就能保持静止或匀速直线运动状态,那么,物体受到几个力的作用,要使物体保持静止或匀速直线运动状态,这几个力满足什么条件?这样自然过渡,使学生对下一步的实验探究充满好奇和求知欲.[过渡语]在几个力平衡中,二力平衡是最简单的,我们来研究一下二力平衡的情况.二、二力平衡的条件思路一实验探究:二力平衡的条件引导学生从力的大小、方向等进行猜想.学生猜想:与力的大小、方向、作用点有关.那么两个力在什么情况下处于平衡状态?请利用桌面提供的器材完成下面的探究实验.(4人一组进行探究实验)学生根据实验目的和提供的器材,分小组讨论设计实验.抽1~2个小组同学说出方案.引导组装实验器材如图所示.(图1)(1)首先将吸盘固定在玻璃板上,挂上滑轮,再将系于卡片两对角线的细线分别跨过左右吸盘上的滑轮;(2)在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向相反,且在一条直线上.看一看,在什么情况下卡片处于平衡状态?在什么情况下卡片不能平衡?(图2)(3)把小卡片转过一个角度,使小卡片受到的两个拉力不在一条直线上,但大小相等、方向相反.松手后,卡片能保持平衡吗?(图3)(4)使小卡片受到的两个拉力在一条直线上,且大小相等、方向相反.用剪刀剪断卡片后,卡片能保持平衡吗?(图4)学生进行实验探究收集证据.提问:刚才的实验是怎么做的?看到什么现象?得出什么结论?学生汇报刚才的实验情况,最终得出结论:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,则这两个力就彼此平衡.教师总结:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡.将条件归纳成口诀:“同体、等大、反向、共线”.[设计意图]在“探究二力平衡的条件”的实验中,教材中提到的器材是用两端带滑轮的桌面、两端带挂钩的小车、细线及钩码等.学校中这样的小车不多,无法进行分组探究,更重要的是教材中对“两个力要同时作用在同一物体上”这一要素没有体现,经过改进实验,二力平衡的四个条件学生都能通过亲手实验探究出来,学生印象更为深刻.思路二【猜想】两个力平衡,它的条件是什么?你认为怎样?教师可以提示学生从力的大小、方向、作用点这三个要素来考虑.【师生活动】学生分组实验,研究二力平衡的条件.将系于小车两端的线,分别跨过左右支架上的滑轮,如图所示.(1)步骤1:在两边加上钩码,作用在小车上的两个力方向相反,且在同一条直线上,看一看,在什么情况下小车处于平衡状态?在什么情况下小车不能平衡?(如图所示)(2)步骤2:把小车转过一个角度,使小车受到两个拉力不在一条直线上,大小相等、方向相反.松手后,小车能保持平衡吗?(3)教师提出问题:观察、分析、总结满足什么条件小车能静止?学生讨论,进行归纳总结.小结归纳:二力平衡的条件是作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,那么这两个力就彼此平衡.八字口诀:“同体、等大、反向、共线”.【巩固】物体受到平衡力作用时,能保持静止或匀速直线运动状态.当物体在液体中处于悬浮或漂浮状态时,它所受到的浮力和重力就是一对平衡力(以后将学到).物体受到非平衡力作用时,运动状态就会发生改变.[过渡语]力的平衡在日常生活中有许多实际应用,应会根据二力平衡的条件来判断物体所受的两个力是否平衡;或根据平衡状态找出平衡力,利用二力平衡条件求其中一个力.三、二力平衡条件的应用(1)利用二力平衡的条件来判断两个力是否平衡.师:图中物体是否能保持平衡状态?为什么?学生:A.两个力不在一条直线上;B.两个力大小不相等;C.是一对平衡力;D.两个力不是作用在同一个物体上.(2)利用二力平衡的条件可求出其中一个力的大小和方向.出示三个典型物体受力情况的课件(先让学生分析受力情况,教师再课件展示).讨论分析:(1)放在桌面上的书受到的支持力和重力是一对平衡力;(2)电灯受到的拉力和重力是一对平衡力;(3)气球受到的浮力和重力是一对平衡力.[设计意图]对二力平衡的知识强调后,趁热打铁,出示实例进行受力分析,能够起到紧扣重点、越过难点的作用,进一步巩固所学的内容,培养解决问题的能力.[知识拓展]二力平衡条件的应用:(1)由平衡力中的一个力确定另一个力;(2)由物体的运动情况确定物体的受力情况,进而判断各力间的关系;(3)由物体的受力情况确定物体的运动情况.1.小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上,当它倒挂在竹子上静止时,下列说法正确的是()A.竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力B.小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力C.小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力D.小熊猫很轻,其重力不需要平衡就能静止在空中解析:小熊猫倒挂在竹子上受到重力和竹子对小熊猫的作用力,两力大小相等,方向相反,在同一条直线上且作用在同一个物体上,故竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力;小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力两力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,但是作用在两个物体上,故两力是一对相互作用力.故选A.2.如图所示是一架电梯匀速向上运动时的示意图.如果用F表示钢索的拉力,用G表示电梯受到的重力,那么,能正确表示电梯受到的力的示意图的是()解析:电梯匀速向上运动,则电梯受到的拉力和重力是一对平衡力,两力大小相等、方向相反,在示意图上表示两力线段的长度应相等,由图可知C正确.故选C.3.搬运工用600N的力水平向东拉一重为1000N的板车,板车做匀速直线运动,则地面对板车的阻力为N,地面对板车的支持力为N.解析:板车在水平方向上做匀速直线运动,则受到的拉力和阻力是一对平衡力,大小相等,故地面对板车的阻力为600N;板车在竖直方向上保持静止,则板车受到的支持力和重力是一对平衡力,大小相等,故地面对板车的支持力是1000N.【答案】60010004.向日葵因生长在茎顶端的花盘随太阳转动而得名.如图是处于静止状态的向日葵,请在图中作出花盘的受力示意图.解析:花盘处于静止状态,则其受到的重力和支持力为一对平衡力.重力的作用点在花盘的重心上,方向竖直向下,则花盘受到的支持力的大小与重力相等,方向竖直向上,作用点在花盘的重心上.【答案】如图所示.一、力的平衡1.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,我们就说这几个力平衡.2.静止或匀速直线运动状态叫做“平衡状态”.二、探究二力平衡的条件1.物体受两个力作用时保持平衡状态,叫做二力平衡,是最简单的平衡.2.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡(四个条件).物体将保持静止状态或匀速直线运动状态(即平衡状态).三、二力平衡的应用1.物体处于平衡状态——受平衡力.2.物体受平衡力——处于平衡状态.一、教材作业【必做题】教材第22页动手动脑学物理的1,2,3题.【选做题】教材第22页动手动脑学物理的4题.