初中教科版第八章 力与运动2 力的平衡获奖课件ppt

2.力的平衡

【教学目标】

一、知识与技能

1.知道什么是平衡状态，知道什么是力的平衡；

2.知道二力的平衡及二力的平衡的条件；

3.能应用二力的平衡求力的大小或判断物体的状态.

二、过程与方法

1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力.

2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法,以及分析、概括、推理的能力.

三、情感、态度和价值观

1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.

2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.

【教学重点】

让学生知道二力平衡的条件，了解物体运动状态变化的原因.

【教学难点】

实验探究二力平衡条件并认识到平衡力与相互作用力的区别.

【教具准备】

多媒体课件、两端有滑轮的直木板，小车模型(玩具小车)、挂盘 、砝码等.

【教学课时】

1课时

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固．

【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.但是静止或保持匀速直线运动的物体并非都不受力（例如：悬挂的电灯、平直轨道上匀速行驶的火车）.而有些受力的物体，运动状态会发生改变（例如：用力踢球，球由静止变为运动）.物体在受到力的作用时，为什么有些可以保持静止或匀速直线运动？有些却不能？这些力和物体的运动状态之间有什么联系呢？

【进行新课】

合力

1.合力的概念

学生阅读教材P29中合力部分内容.

合力：如果一个力对物体产生的效果跟几个力共同作用对物体产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力.

理解：①合力的概念是建立在“等效”的基础上，也就是合力取代了分力，因此合力不是作用在物体上的另外一个力，它只不过是替了原来作用的两个力，不要误认为物体同时还受到合力的作用.

②两个力合成的条件是这两个力须同时作用在一个物体上，否则求合力无意义.

2.同一直线上二力合成的计算

力的合成：已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向叫做力的合成.

（1）当两个力方向相同时，其合力的大小等于这两个力之和；方向与两力的方向相同.数学表述：F合=F1 + F2.

（2）当两个力方向相反时，其合力的大小等于这两个力之差，方向为较大力的方向.数学表述：F合= F1 - F2 （其中：F1 > F2 ）

力的平衡

1.平衡状态

平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态．

2.力的平衡

师 我们知道，实际生活中不受力的物体是没有的．那为什么还有物体处于静止状态或匀速直线运动状态呢？

学生思考、讨论．

师 当甲、乙两位同学在门里、门外（同一位置，用力方向相反）推门时，也可以让门保持静止不动，这是为什么？

生：两个力相互抵消了，合力为0．

师 对了，就是因为当两个力大小相等时，产生的作用效果相互抵消，合力为0时，门相当于不受力．这时我们就说两个力平衡，门处在平衡状态，即处于静止．现实中这样的例子很多.

总结：物体受几个力作用，保持平衡状态，这时我们就说这几个力平衡，并把这几个力成为一组平衡力.

师 请大家观察桌面上的书，挂在天花板上的电灯，平直公路上匀速行驶的汽车，分析它们的运动状态和受力情况．

学生思考、讨论：

生1：放在桌面上的书处于静止状态，受到重力、桌面对书的支持力，表明重力与支持力平衡；

生2：挂在天花板上的电灯处于静止状态，受到重力、拉力，表明重力与拉力平衡．

生3：平直公路上匀速行驶的汽车（做匀速直线运动），在竖直方向受到重力和支持力，水平方向受到牵引力和阻力，重力与支持力平衡，牵引力与阻力平衡．

教师总结：由此可见，物体在平衡状态下，要么不受力，要么受平衡力．反过来，当物体不受力或受平衡力时，就总保持静止状态或匀速直线运动状态.

例题1（辽宁大连中考）如图所示，建筑工人将绳的一端固定在砖上，绳的另一端系上重锤，用来检查墙壁是否竖直．重锤静止时，与重锤的重力相平衡的力是（  ）

A．砖对绳的拉力

B．绳对砖的拉力

C．重锤对绳的拉力

D．绳对重锤的拉力

解析：建筑工人在砌墙时常常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向，以此来检查所砌的墙壁是否竖直，这是利用了重力方向总是竖直向下．重锤受到的重力与拉力作用在同一个物体上，并且这两个作用力要作用在一条直线上，方向相反，由于重锤静止，这两个力是平衡力．

答案：D

二力平衡的条件

1.二力平衡的条件

师 物体处于平衡状态时，要么不受力，要么受平衡力作用．若是受平衡力，可以是两个力，也可以是多个力．

教师提问：如果处于平衡状态下的物体只受两个力作用时，这两个力满足什么条件才能平衡呢？我们设计实验来探究这两个力的平衡条件．

学生猜想：可能与作用力的大小、方向、作用点位置等有关．

师 我们就以教材P31页图8-2-6中设计的实验来探究．（组装实验器材）

进行实验：

a．在小车左端挂一个钩码，右端挂两个钩码（使两托盘里的砝码质量不相等），小车由静止开始向右运动；

b．在小车左右两边各挂一个钩码（使两托盘里的砝码质量相等），放手后小车仍保持静止；

师 是否只要两个力大小相等，这两个力就可以相互平衡呢？

c．在b的基础上转动小车，使小车受到的力不在同一直线上，放手后小车由静止变成转动；

得出结论：小车受到大小相等、方向相反，并且在同一直线上的两个力，原来静止的小车仍保持静止状态．

师 用手拨动小车，小车会怎么样呢？

d．用手拨动小车，小车运动很短一段距离会停下来；

师 为什么小车运动很短一段距离会停下来，而不是一直运动下去？

生：受到木板对小车的阻力（摩擦力）．

e．把光滑的玻璃板放在木板上，小车放在玻璃板上重做上面的步骤，小车滚动的距离会更远．进行推理：如果物体表面绝对光滑，小车受到的阻力为零，同时受到大小相等、方向相反，并且在同一直线上的两个力，原来运动的小车将一直保持匀速直线运动下去．

在学生讨论的基础上，让学生观看二力平衡多媒体Flash动画，让学生对二力平衡的条件有更直观的印象．

教师引导学生得出结论：

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，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡，这两个力称为一对平衡力（简记：同体、等值、反向、共线）．

注意：这四个条件必须同时具备，缺一不可．尤其要注意作用在同一物体上，不能是作用在不同的物体上．

例题2（江苏常州中考）学校趣味运动会上，体重为600N的张老师沿竖直木杆匀速向上攀爬，此过程中，他受到摩擦力的大小和方向是（  ）

A．等于600N，竖直向下

B．等于600N，竖直向上

C．大于600N，竖直向下

D．大于600N，竖直向上

解析：由题意知：张老师沿竖直的木杆匀速上攀，那么他在竖直方向上受到一对平衡力的作用：重力和摩擦力；由二力平衡的条件知：他所受的重力和摩擦力，大小相等，方向相反，且在同一条直线上；因此，他受到的摩擦力f=G=600N，方向竖直向上．

答案：B

2.平衡力与相互作用力

师 在前面刚学力时，我们知道，物体间力的作用是相互的，即一个物体在对别的物体施加力的同时，也要受到别的物体对它施加力的作用．也就是说，力总是成对出现的，把其中的一个力叫作用力，另一个力叫反作用力，作用力与反作用力是一对相互作用力．那么它与平衡力有什么区别呢？我们不妨就以放在桌面静止的书为例进行分析比较它们的相同点和不同点．

教师引导学生作图分析受力情况．

A．一对平衡力：书受到的重力G与桌面对书的支持力F（如图甲所示）．

B．一对相互作用力：桌面对书的支持力F与书对桌面的压力F′（如图乙所示）．

教师用多媒体播放课件“平衡力与相互作用力的区别”，并讲解．

“平衡力与相互作用力的区别”（多媒体课件）

注意：二者最明显的区别是：平衡力的两个力是作用在同一物体上的，而相互作用力的两个力是作用在不同的物体上的．

例题3（广西桂林中考）初三后期的复习过程中，小明的书桌上摆放着多种资料书籍，对放在水平桌面上静止的英汉词典，下列判断正确的是（  ）

A．词典平放与侧放时，对桌面的压力是不同的

B．桌面对词典的支持力与词典所受重力是相互作用力

C．词典对桌面的压力与桌面对词典的支持力是平衡力

D．桌面对词典的支持力与词典所受到的重力是平衡力

解析：二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上；相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在不同的物体上．A．词典放在水平桌面上静止时，对桌面的压力和自身的重力相等，即平放与侧放时对桌面的压力相等，故A不正确；BD．桌面对词典的支持力与词典所受到的重力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体，是一对平衡力，故B不正确，D正确；C．词典对桌面的压力与桌面对词典的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上，是一对相互作用力，故C不正确．

答案：D

【教师结束语】

通过这节课的学习，我们认识了合力，进一步理解了力与运动的关系，明白了物体处于平衡状态时（即处于静止或匀速直线运动状态时）不受力或受到平衡力．反之，当物体不受力或受到平衡力时，物体处于平衡状态（即静止的物体将总是静止，运动的物体将总是保持匀速直线运动）．最后我们还知道了平衡力与相互作用力的区别，体会到平衡力与我们的生产、生活密切相关．好，谢谢大家！

【课后作业】

完成练习册中本课时对应练习.

教材习题解答

自我评价

1.（b）(c)(d)

【解析】根据二力平衡的条件判断.

2.3.92N,方向竖直向上

【解析】电灯在重力和电线的拉力两个力的作用下处于平衡状态，所以它们是一对平衡力，大小相等，方向相反.即F=G=mg=0.4 kg×9.8 N/kg=3.92 N，方向竖直向上.

1.本节教学从牛顿第一定律分析入手，提出不受力是一种理想状态，实际中物体是受力的，但又发现物体处于静止状态或匀速直线运动状态，进而提出问题：这又怎么理解呢？让学生带着问题去思考，引导学生为寻求谜底而去探究学习．首先认识合力，有助于对平衡力的理解，接着立即从身边常见事例入手，带领学生走向知识殿堂，启发学生思考，引导学生猜想、分析，然后通过实验去验证他们的猜想，做到“从生活走向物理，从物理走向社会”，体现了新的教学理念，充分激发了学生学习物理的兴趣．

2.在充分调动学生的自主学习时，教师引领学生参与实验，采用边提问、边实验、边讨论、边总结的方法，引导学生参与知识形成的全过程．在教学中结合一个个新问题的提出和解决，使学生领会提出问题的思路，解决问题的方法．通过有序地进行观察、分析的训练，培养学生的观察、实验能力和分析、概括能力．