日期:2022-04-16
這是力的平衡教學設計一等獎,是優秀的教學設計一等獎文章,供老師家長們參考學習。
教材分析:
《 力的平衡》教學設計范文
本節是在學生學習了牛頓第一定律的基礎上,通過對保持靜止狀態和勻速直線運動狀態的物體進行受力分析展開的,它為后面學習力學打下基礎。內容由“二力平衡的條件”、“二力平衡條件的應用”兩部分內容組成。教學的重點是二力平衡的條件,關鍵是讓學生經歷探究二力平衡條件的實驗過程。二力平衡條件的應用是本節教學的難點,突破它的關鍵是通過對生活中實例的觀察與分析,引導學生歸納、總結、應用二力平衡的條件。
學情分析:
初二的學生,對新生事物有強烈的好奇心和求知欲,善于觀察,熱衷于動手實驗。前面學生已經學習了力的相關概念和同一直線上二力合成,為本節課的學習做了知識鋪墊;他們也經歷了一些簡單的探究活動,具備一定的實驗操作能力和合作的意識。
教學目標:
1、知識與技能
(1)知道平衡狀態是指物體處于靜止或勻速直線運動狀態,知道物體處于平衡狀態時所受力的叫平衡力。
(2)理解二力平衡的條件,能利用平衡條件解決簡單的平衡問題。
2、過程與方法
(1)經歷探究二力平衡條件的實驗過程,歸納、總結得出二力平衡的條件,培養學生的概括能力。
(2)通過二力平衡的條件的應用,培養學生應用物理規律解決實際問題的能力.
3、情感、態度與價值觀
(1)通過探究與交流,使學生有將自己的見解公開并與他人討論的愿望,認識交流合作的重要性,有主動與他人合作的精神。
(2)在用二力平衡知識分析解決實際問題過程中,體會物理與生活的密切聯系。
教學重點:探究二力平衡的條件
教學難點:理解應用二力平衡條件
教學儀器:滑輪、長木板、紙板、砝碼若干個、細線、彈簧測力計等。
教學方法:講解、探究、歸納、應用
課時安排:1課時
教學過程:
[新課引入]
牛頓第一定律告訴我們,物體在不受外力的時候,總要保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。但實際情況是一切物體都要受到力的作用,物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的現象也是普遍存在的。那么這二者之間有什么聯系呢?今天我們就來探究在靜止狀態或勻速直線運動狀態下,物體受力時之間的關系。
[新課教學]
一、力的平衡
1、教室內的吊燈受到重力和拉力作用,吊燈保持靜止。放在水平地面上的講臺受重力和地面對它的支持力,講臺處于靜止狀態。(通過受力分析說明)
2、一列火車在一段平直的軌道上勻速行駛,火車受重力、支持力、水平向前的牽引力和向后的阻力作用:火車受重力、支持力作用處于相對靜止狀態;火車受牽引力和阻力作用處于勻速直線運動狀態。(通過受力分析說明)
總結:物體在受到兩個力的作用(或多個力的作用)時,如果物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,我們就說物體處于平衡狀態,使物體處于平衡狀態的兩個力(或多個力)叫做平衡力。
二、探究:二力平衡的條件
物體都處于平衡狀態且只受二個力(或在某一方向上只受兩個力的)的作用時,必須符合什么條件才能使物體平衡呢?下面我們通過桌面上的小車(或紙板)進行探究。
探究課本P136面圖7-21實驗,并按以下問題觀察、思考、記錄。
(1)在細線的兩端懸掛質量相同的鉤碼,紙板受到二個拉力的大小有什么關系?紙板是否靜止?這兩個拉力的方向如何?
(2)把紙板扭轉一定的角度,或使紙板的一邊與長木板平行,(使兩個力的作用線不在同一直線上)此時紙板還靜止嗎?最終平衡時兩個力的方向如何?
(3)在細線的兩端再懸掛質量不相同的鉤碼,紙板是否靜止?
(4)在紙板上任選出另外兩個孔系線重復上述實驗。
進行實驗、收集數據:
分析與論證:當兩個拉力大小不等時,紙板不能保持靜止,這兩個力不能平衡;當兩個力大小相等,力的方向互成一定的角度時,紙板也不能保持靜止,這兩個力不能平衡;當兩個力大小相等、方向相反,互相平行時,紙板也不能保持靜止,這兩個力不能平衡。
想一想,做一做:當拉力相同時,并且在同一直線上時,將紙板剪成兩半,將會出現什么現象?
說明:只有作用在同一物體上的兩個力,物體才能平衡。
總結:二力平衡的條件
作用在同一物體上兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。(同體、等值、反向、共線)
評估:紙板在水平方向還會受到摩擦阻力,但實驗中這個阻力很小,與拉力相比可以忽略。
思考1:作用在一個物體上的二個力的三要素都相同,這二個力就是一對平衡力,對嗎?為什么?
強調:二力平衡的前提條件是兩個作用力在同一物體上。
思考2:若兩個力平衡,它們的合力是多少?
分析:根據同一條直線上力的合成可知,當兩個力彼此平衡時,物體受到的合力是0。
三、二力平衡條件的應用
1、根據物體的運動狀態來判斷物體的受力情況:
根據物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,可以判斷出作用在物體上的兩個力是平衡力,進而判斷所求力的大小和方向。
應用:利用彈簧測力計測量物體受到的重力(指出彈簧測力計的示數其實是物體對測力計的拉力;它與彈簧測力計對物體的拉力是相互作用力,而彈簧測力計對物體的拉力與物體受到的重力是二力平衡。)以及利用彈簧測力計測量物體受到的滑動摩擦力大小都是利用了二力平衡的知識。
2、根據物體的受力情況來判斷物體的運動狀態:
思考:火車在平直的`軌道上行駛,在水平方向上受牽引力和阻力。如果牽引力大于阻力,火車將怎樣運動?如果牽引力小于阻力,火車又將怎樣運動?牽引力和阻力相等時,火車又將怎樣運動?
分析:火車在平直的軌道上行駛。在豎直方向上重力和支持力平衡,如果牽引力大于阻力,火車將加速;如果牽引力小于阻力,火車將減速;牽引力和阻力相等時,水平方向二力平衡,火車勻速直線前進。
總結:物體不受力時,應保持勻速直線運動或保持靜止狀態。物體受一個力,運動狀態發生改變,這是力產生的效果。物體受平衡力時,應保持靜止或保持勻速直線運動狀態。靜止的物體受平衡力時,仍然保持靜止;運動的物體受平衡力時,仍然做勻速直線運動。
四、一對平衡力和一對相互作用力的區別:
1、相同點:都滿足大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
2、不同點是:一對平衡力是作用在“同一”物體上的力,而一對相互作用力是分別作用在“不同”物體上的力。兩個力,只要不是作用在同一物體上,就不可能是平衡力。
五、力與運動的關系:力是改變物體運動狀態的原因。
1、物體的運動狀態發生改變,一定受到力的作用,而且是非平衡力的作用;
2、物體受到力的作用,其運動狀態不一定發生改變,如物體受到平衡力的作用。
課堂小結:
1、物體受兩個力的作用或多個力的作用而平衡時,物體會保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,前者叫二力平衡,后者叫多力平衡。但合力都為零。
2、二力平衡的條件是作用在同一物體上的兩個力,大小相等,方向相反,且作用在同一直線上,合力為零。而二力平衡只是多力平衡的最簡單的一種情況。
3、用二力平衡條件判斷兩個力是否平衡;利用二力平衡條件求某一個力的大小和方向。
課堂練習:多媒體課件
布置作業:
課本作業第1、2題。
補充說明:
生活中,往往會覺得向上拉一個物體需要用的力較大,向下放一個物體需要的力較小。這是涉及到其他問題造成的感覺,可讓學生自己實際做一次試驗,用手提著重物,懸空保持靜止,勻速向上提起來,勻速地下落,體會一下用力的情況。如果可能,最好用一個彈簧測力計吊著重物來做這個試驗。
通常覺得向上提用力要大,實際上是從靜止改變為向上運動的過程中(這個階段不是平衡狀態),拉力一定要比重力大。而從靜止改變為向下運動的過程中(這個階段也不是平衡狀態),拉力一定比重力小。如果是要保持勻速直線運動,無論向上還是向下運動,無論速度大還是小,需要的拉力是一樣大的。生活中沒有這么仔細地區分不同階段的不同感覺,所以,有些“經驗”是不完全可靠的。
教學目標
知識目標:
1.知道什么是力的平衡和二力平衡的條件。
2.會應用用二力平衡條件去分析解決、解決簡單的問題。
能力目標:
1. 培養學生的觀察能力。
認真觀察什么是力的平衡及物體受到兩個力作用時的平衡;觀察物體受兩力平衡時力的特點。
2.培養學生的分析歸納能力。
通過觀察實驗引導學生分析歸納物體平衡所需滿足的條件。
3.注意發展學生的邏輯思維能力。
運用二力平衡條件解釋物理現象時,往往同時要用到相互作用力的知識,在表達過程中要注意發展學生的邏輯思維能力。
情感目標:
二力平衡條件是從實驗中總結出來的,在教學過程中應注意培養學生樹立用實驗方法解決物理問題的思想,對待實驗實事求是的科學態度和嚴謹的科學作風。
教學建議
教材分析
教材首先從生活中的靜止和勻速運動現象提出了牛頓第一定律所沒有解決的問題:物體受外力作用時,也能保持靜止或勻速直線運動狀態.從而建立了平衡狀態、平衡力的概念;并進一步指出最簡單的受外力平衡的情況是二力平衡,隨后通過實驗分析總結出二力平衡的條件.得出二力平衡條件以后,利用同一直線上二力合成的知識得出物體受到的這兩個力的合力為零.使學生的認識從理論上提高一步,同時初步建立平衡力的合力為零的印象.再聯系具體事例,讓學生應用二力平衡條件進行分析,培養學生應用知識解決實際問題的能力.最后教材通過“想想議議”使學生進一步完善“運動和力的關系”的知識體系.
二力平衡的條件是初中物理教學的重點,本節的重點是研究總結物體平衡的規律,規律教學應首先通過觀察提出問題,然后通過實驗研究問題,再對實驗結果概括、總結得出規律.因此做好實驗是本節課的重點和關鍵.
教法建議
1.本節是對牛頓第一定律的進一步深化理解,充分展示其在物理學中的重要作用.所以要從牛頓第一定律中“不受外力”的特殊現象出發,針對已經建立的規律提出質疑,激發學生探索自然規律的興趣,培養學生勤思勤問的良好品質.
2.平衡條件的得出是本節的重點知識,不能只強調結論,而要加強過程教學.做好二力平衡條件的實驗是使學生掌握知識的關鍵.為了更容易從實驗得出平衡條件的二力共線的結論,可采用如圖9-3-1所示的實驗裝置.取一塊薄木板在邊緣開幾個小孔,用細線系住任意兩個孔,細線的兩端跨過桌邊的滑輪懸掛鉤碼.
3.平衡條件的應用是對教學的檢驗,要訓練學生的口頭表達能力.
4.最后的小結應由學生對牛頓第一定律進一步加以補充,使其更完整.
教學設計示例
教學重點:學生認知結構中建立二力平衡條件的過程;應用二力平衡條件解釋實際問題。
教學難點:二力平衡條件的應用
教具:滑輪、鉤碼、細繩、木板
教學過程:
一、引入
方法1 :復習提問引入
牛頓一定律的內容是什么?
是不是只有不受力的物體才能保持靜止、才能做勻速直線運動?請同學們舉例說明。
引導:物體受外力作用時,也可能會保持靜止狀態或做勻速直線運動。引出平衡態的概念,進行新課教學。
方法2 : 現象引入
課堂演示:靜止在桌面上的物體、勻速行駛的電動汽車
或錄像片段: 在平直軌道上勻速行駛的火車、勻速步行的學生、靜止在地面上的汽車
提出問題:上述物體保持靜止狀態和做勻速直線運動是否受到外力?請你再舉出幾個靜止和做勻速直線的物體,分析它們受到的力。
引出平衡態的概念,進行新課教學。
二、新課教學
1. 平衡狀態
由上面學生舉出的例子定義平衡狀態。指出這時作用該物體上的幾個力改變物體運動狀態的效果互相平衡,或者說幾個力互相平衡。物體受力平衡時最簡單的情況是受兩個力作用。
過渡:物體受力作用時滿足什么條件才能保持平衡?
2. 二力平衡條件
方法1:通過演示實驗得出二力平衡的條件。
介紹實驗裝置如圖9-3-1所示,用細線系住木板上的任意兩個孔,細線的兩端跨過桌邊的滑輪各懸掛一個相同質量的鉤碼。
引導學生觀察與思考下面問題。
木板是否靜止?木板靜止時受到的兩個拉力的大小有什么關系?方向有什么關系?
把木板扭轉一下,使兩個力的作用線不在同一直線上,木板還能靜止嗎?重新平衡后,兩個力的方向有什么特點?
在細線的兩端懸掛質量不相同的鉤碼,木板還能靜止嗎?
任選其它兩個孔重復上述實驗。
引導學生根據觀察結果自己得出結論。可在教師引導下由多名同學互相補充使其完善。
方法2:學生探究性學習(學生分組實驗,研究二力平衡的條件)。
教師介紹實驗裝置同上。
教師明確實驗目的:觀察分析總結滿足什么條件木板靜止?
學生探究性實驗
學生討論、進行歸納總結。
教師引導:根據力的合成的知識,彼此平衡的兩個力的合力是多少?
3. 二力平衡條件的應用
方法1:通過練習使學生掌握二力平衡條件的應用
請學生畫出圖9-3-2中物體受力的示意圖,并分析物體是否受到平衡力,哪一對力是二力平衡。
1) 靜止懸掛的電燈。
2) 靜止在桌面上的茶杯。
3) 勻速運動的拖車。
方法2:對基礎較好的學生,可由學生自己舉例自己分析受力情況。
應用二力平衡的條件解決問題,首先要判斷被研究的物體是不是處于靜止或勻速直線運動狀態,只有物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態才可以應用這個條件。對于能夠應用二力平衡條件的物體,要分析它受到幾個力的作用,方向如何。如水平面上拖車做勻速直線運動時,豎直方向的二力平衡,水平方向的二力也平衡。在學生分析中要注意糾正學生認識上的簡單化和片面性。
一、 鞏固練習
1.放在水平桌面上的書所受力中,屬于平衡力的是 [ ]
A.書對桌面的壓力與書所受的重力;
B.書對桌面的壓力與桌面對書的支持力;
C.書所受的重力與桌面對書的支持力;
D.書對桌面的壓力加上書的重力與桌面對書的支持力.
2.起重機的鋼絲繩吊著重物,比較在重物靜止時,重物勻速上升時,重物勻速下降時鋼絲繩對重物的拉力大小,則( )
A. 重物勻速上升時,拉力最大
B. 重物靜止時,拉力最大
C. 重物勻速下降時,拉力最大
D. 上述三種情況,拉力一樣大
二、 總結、擴展
讓學生討論課本“想想議議”中的問題,總結力和運動的關系,使學生進一步理解保持靜止或勻速直線運動的條件。
對于基礎比較好的同學,在總結運動和力的關系之后,可讓學生分析一對平衡力與相互作用力的區別。
三、 布置作業
閱讀課文,完成書后練習。
板書設計
探究活動
【課題】實驗分析二力平衡的條件
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】
提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作。
【參考方案】教師提供實驗工具,實驗分析二力平衡的條件,并思考其應用。
【備注】
1、寫出探究過程報告。
2、發現新問題。
二力平衡物理教案:
教學目標
知識目標:
1.知道什么是力的平衡和二力平衡的條件。
2.會應用用二力平衡條件去分析解決、解決簡單的問題。
能力目標:
1. 培養學生的觀察能力。
認真觀察什么是力的平衡及物體受到兩個力作用時的平衡;觀察物體受兩力平衡時力的特點。
2.培養學生的分析歸納能力。
通過觀察實驗引導學生分析歸納物體平衡所需滿足的條件。
3.注意發展學生的邏輯思維能力。
運用二力平衡條件解釋物理現象時,往往同時要用到相互作用力的知識,在表達過程中要注意發展學生的邏輯思維能力。
情感目標:
二力平衡條件是從實驗中總結出來的,在教學過程中應注意培養學生樹立用實驗方法解決物理問題的思想,對待實驗實事求是的科學態度和嚴謹的科學作風。
教學建議
教材分析
教材首先從生活中的靜止和勻速運動現象提出了牛頓第一定律所沒有解決的問題:物體受外力作用時,也能保持靜止或勻速直線運動狀態.從而建立了平衡狀態、平衡力的概念;并進一步指出最簡單的受外力平衡的情況是二力平衡,隨后通過實驗分析總結出二力平衡的條件.得出二力平衡條件以后,利用同一直線上二力合成的知識得出物體受到的這兩個力的合力為零.使學生的認識從理論上提高一步,同時初步建立平衡力的合力為零的印象.再聯系具體事例,讓學生應用二力平衡條件進行分析,培養學生應用知識解決實際問題的能力.最后教材通過“想想議議”使學生進一步完善“運動和力的關系”的知識體系.
二力平衡的條件是初中物理教學的重點,本節的重點是研究總結物體平衡的規律,規律教學應首先通過觀察提出問題,然后通過實驗研究問題,再對實驗結果概括、總結得出規律.因此做好實驗是本節課的重點和關鍵.
教法建議
1.本節是對牛頓第一定律的進一步深化理解,充分展示其在物理學中的重要作用.所以要從牛頓第一定律中“不受外力”的特殊現象出發,針對已經建立的規律提出質疑,激發學生探索自然規律的興趣,培養學生勤思勤問的良好品質.
2.平衡條件的得出是本節的重點知識,不能只強調結論,而要加強過程教學.做好二力平衡條件的實驗是使學生掌握知識的關鍵.為了更容易從實驗得出平衡條件的二力共線的結論,可采用如圖9-3-1所示的實驗裝置.取一塊薄木板在邊緣開幾個小孔,用細線系住任意兩個孔,細線的兩端跨過桌邊的滑輪懸掛鉤碼.
3.平衡條件的應用是對教學的檢驗,要訓練學生的口頭表達能力.
4.最后的小結應由學生對牛頓第一定律進一步加以補充,使其更完整.
二力平衡教學反思:
二力平衡是初中物理教學的一個重點,同時也是一個教學難點,學好這一部分將對初中物理力學的學習起到重要作用。這一節課,以學生的感性認識為基礎,從日常生活現象中歸納概括出二力平衡的概念,通過實驗與思考的觀察與分析,得出二力平衡的條件,并與日常生活中現象為基礎加以運用,體現了從簡單到復雜的研究問題的方法;從生活走向物理,從物理走向社會的理念。
在教學中我以同學們每天都要見到的講桌、課桌、在平直公路上行駛的列車為例,首先讓學生判斷其所處的狀態--------是運動的還是靜止的,讓其分析受力情況,從力的三要素分析受力特點,讓學生理解物體處于平衡狀態的含義,進而引出力的平衡和二力平衡。這樣從學生日常生活中常見的現象入手,學生深深體會到生活中時時有物理、處處有物理,物理就在我們身邊,物理來源于我們的生活,拉近了物理與學生的距離。在探究二力平衡的條件時,注重培養了學生的觀察能力和分析、歸納能力。
我覺得這節課的成功之處,主要在于課堂學習與日常生活緊密聯系起來,從生活走向物理,從物理走向社會。把活生生的世界提供給學生理解和體驗,提高學生對生活的深刻理解和深入感悟,使他們不斷領悟人生的意義,了解人不但活著,而且知道人應該怎樣活著,使他們在與大自然的相處中感受生命的崇高。
多給予肯定和贊揚,給一個孩子以同樣的表現機會,特別是性格內向的學生,多給他們創造表現機會,曾強學生學習興趣和信心,讓每個學生的能力和素質都得到提高。
(一)教學目的
1.掌握二力平衡的條件.
2.會應用二力平衡的條件解決簡單的問題.
(二)教具
滑輪、硬紙片、鉤碼、細繩、剪子.
(三)教學過程
一、復習提問
1.牛頓第一定律的內容是什么?
2.什么叫慣性?物體在什么情況下有慣性?
二、引入新課
教師:牛頓第一定律告訴我們,物體在不受外力的時候總要保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.但是一切物體都受到力的作用,物體保持靜止或保持勻速直線運動的情況也是普遍存在的.那么這二者之間有什么聯系呢?
三、力的平衡
教師:請大家思考,你見過的哪些物體受到力的作用并保持靜止狀態?
教室內的吊燈受到重力和拉力,吊燈保持靜止.放在地上的水桶受重力和地面對它的支持力,水桶靜止.課桌受到重力,書本對它向下壓的力和地面的支持力,課桌靜止.
教師:物體受到力的作用,物體保持勻速直線運動的情況也能見到.一列火車在一段平直的軌道上勻速行駛,火車受重力、支持力、水平向前的牽引力和向后的阻力.
教師:物體在受到幾個力作用時,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態,我們就說這幾個力相互平衡.
根據這個觀點,我們可以從吊燈的靜止狀態可知吊燈受到的重力和拉力相互平衡.
教師:請大家按照這樣的說法敘述上述各例中的物體的運動狀態及它們個自受到的力之間的關系.
(學生敘述)
四、二力平衡的條件
教師:二力平衡的情況最簡單,我們先研究這種情況.
教師演示課本圖9—6所示實驗并講解這個木塊受兩個拉力.
當兩個拉力大小不等時,木塊不能保持靜止.這兩個力不能平衡.
(演示)
當兩個力大小相等,力的方向互成角度時,木塊也不能保持靜止.這兩個力不能平衡.
(演示)
當兩個力大小相等、方向相反,互相平行時,木塊也不能保持靜止.這兩個力不能平衡.
(演示)
教師提問:要使木塊靜止,這兩個力應該滿足哪些條件?
(學生回答)
我們使這兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上,重復剛才的實驗.
(演示)
我們發現木塊處于靜止狀態,此時,這兩個力是平衡的.
(演示)
可見,兩個力的平衡必須滿足以下四個條件:兩個力作用在一個物體上,大小相等、方向相反、作用在一條直線上.
根據同一條直線上力的合成的法則可知,當兩個力彼此平衡時,物體受到的合力是0.
五、二力平衡條件的應用
二力平衡條件的應用可以從兩方面去掌握.
1.根據物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,可以分析出作用在物體上的力的大小和方向.
例題:質量是50千克的人站在水平地面上,畫出人受力的圖示.
人受重力g和地面的支持力n.人處于靜止狀態,所以重力g和支持力n是平衡的.那么這兩個力一定滿足二力平衡的條件,即大小相等,方向相反,且在一條直線上.
根據人的質量,計算出人的重力g.g=mg=50千克×10牛/千克=500牛頓.方向豎直向下.支持力n=500牛頓,方向豎直向上.(圖示略)
2.根據物體的受力情況判斷物體的運動狀態.
物體不受力,應保持勻速直線運動或保持靜止狀態.物體受一個力,運動狀態發生改變,這是力產生的效果.物體受平衡力時,應保持靜止或保持勻速直線運動狀態.靜止的物體受平衡力時,仍然保持靜止;運動的物體受平衡力時,仍然保持勻速直線運動.
例如,火車在平直的軌道上行駛.在豎直方向上重力和支持力平衡,如果牽引力大于阻力,火車將加速;如果牽引力小于阻力,火車將減速;牽引力和阻力相等時,水平方向二力平衡,火車勻速直線前進.
六、總結
力和運動的關系可以粗略地概括如下.
維持運動不需要力的作用,因為物體有慣性,只有改變物體的運動狀態時才需要力.但是物體在平衡力的作用下,運動狀態不會改變.
物體保持靜止或勻速直線運動的條件是什么呢?從理論上說,物體不受力或受平衡力時就可以保持靜止或勻速直線運動.而實際上物體是沒有不受力的,所以物體受平衡力時就保持靜止或勻速直線運動.
七、作業
習題5、6、7.
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