资源简介

第2节　力的平衡
教学目标
【知识与技能】
1．知道合力的概念．
2．知道受力平衡，经历二力平衡条件的实验探究过程，认识二力平衡的条件．
3．能用二力平衡知识分析、解决问题．
【过程与方法】
1．通过探究实验得出二力平衡的条件，进一步掌握研究多个因素问题的科学方法．
2．通过分析实例，加深对知识的理解．
【情感、态度与价值观】
通过实验的观察、分析、探索，感受科学的探索方法和养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养学生之间的合作交流意识．
重点难点
【重点】
二力平衡的条件．
【难点】
二力平衡条件的应用．
教学过程
知识点一　合力
【自主学习】
阅读课本P29，完成以下问题：
1．如果一个力对物体的作用效果与几个力同时对物体作用的效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力，组成合力的每一个力叫分力．
2．在同一直线上的两个力如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差．
【合作探究】
演示一　力的作用效果
1．观察两图情景，两小孩共同用力才能提起的水被一个大人就提起了，请说明它们的共同作用效果．
答：两小孩和大人将同一桶水提到一样的高度，作用效果相同．
2．观察下面两图情形，拖拉机把需要很多人才能推出泥坑的汽车拉出了泥坑．请指出它们的共同作用效果．
答：拖拉机机将汽车拉出泥坑，众人齐力将汽车也推出了泥坑，作用效果相同．
演示二　同一直线上的二力合成
在水平桌面上(如图甲所示)将橡皮条一端固定，用两个弹簧测力计同时沿同一方向，将橡皮条的活动端拉到一定长度，记录两个弹簧测力计的示数F1和F2；再用一个弹簧测力计沿同一方向拉橡皮条的活动端，使它的活动端仍到达相同位置，记下此时弹簧测力计的读数F；将两个弹簧测力计(图b)沿相反方向拉，使橡皮条的活动端仍到达同一位置，记录此时的F1和F2.
1．试分析比较F和F1及F2的大小关系．
答：在F1和F2同向时，F和F1＋F2的大小相等；在F3和F4反向时，F和F3－F4的绝对值大小相等．
2．从这个实验中能得出什么结论？
答：作用在一个物体的同一直线上的两个力，如果方向相同，合力大小就等于两个力的大小之和，即F合＝F1＋F2；如果方向相反，合力大小等于两个力的大小之差，即F合＝F1－F2.
【教师点拨】
1．进行受力分析时，我们可以用合力取代那几个力．
2．如果一个力作用于某一物体，对物体运动产生的效果相当于另外的几个力同时作用于该物体时产生的效果，则这几个力就是原先那个作用力的分力．
知识点二　力的平衡
【自主学习】
阅读课本P30，完成以下问题：
1．物体在不受外力作用或者受到几个外力但能保持静止状态或匀速直线运动状态时，物体所处的状态叫做平衡状态．
2．物体在受到几个力的作用时，也可能保持平衡状态．这是因为物体所受的这几个力的作用效果相互抵消了，此时这几个力平衡，并把这几个力称为一组平衡力．
【合作探究】
演示三　平衡状态
分析图中情形受到哪些力的作用？交流并回答下列问题．
1．叠放在一起的石头受到了哪些力？
答：顶部的石头受到重力、下面的石头的支持力、空气流动的力以及静摩擦力的作用保持静止状态；处于下面的石头受到重力，上面石头的压力、地面的支持力、空气流动的力以及静摩擦力的作用保持静止状态．
2．保持平衡的杂技演员．
答：下面的杂技演员受到重力、另一个演员的压力、静摩擦力以及空气流动的力的作用；上面的演员受到重力、碗的压力、下面演员的支持力、静摩擦力以及空气流动力的作用．
3．在平直公路上匀速直线行驶的汽车．
答：汽车受到重力、地面的支持力、空气和地面的阻力以及自身的动力．
4．跳伞运动员和降落伞在空中匀速直线下降．
答：运动员受到重力、降落伞的拉力、空气阻力；降落伞受到重力、空气阻力、运动员对它的拉力．
【教师点拨】
1．有时我们可以将两个或更多物体看做一个整体来分析受力情况，比如匀速下降的跳伞运动员和降落伞可以看做一个整体，公交车和车上的人看做一个整体．
2．判断物体是否处在平衡状态有两个角度：一是看物体是否处在匀速或者静止状态；二是看物体受力是否为零或合力是否为零．
【跟进训练】
(天津中考)直升机沿竖直方向匀速升空时，在竖直方向上受到升力F、重力G和阻力f，下面关于这三个力的关系式正确的是(　C　)
A．F＞G＋f　　　 B．F＜G－f
C．F＝G＋f D．F＝G－f
知识点三　二力平衡的条件
【自主学习】
阅读课本P31－32，完成以下问题：
1．二力平衡是最简单的平衡状态．
2．二力平衡状态的条件是：同时作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且在同一条直线上．
【合作探究】
演示四　二力平衡的条件
按图组装实验，根据实验现象分析小车的受力情况．
1．增减两端重物数目，观察小车在什么条件下静止？在什么条件下不能保持静止？
答：两端重物数一样时才能保持静止，不一样时不能保持静止．
2．保持两端重物相等，观察拉力F1和F2是不是在一条直线上．把小车扭转一个角度，使拉力不在一条直线上再观察．
答：两端重物相等时，小车静止，此时F1和F2是在同一直线；小车旋转一个角度，拉力F1和F2不在一条直线上时，小车会旋转，直到拉力F1和F2在一条直线时，再次静止．
3．和同学们交流看看二力平衡需要什么条件．
答：二力平衡的条件有作用在同一物体的两个力大小相等、方向相反，在同一条直线上.
探究　平衡力和相互作用力
1．请举出生活中的二力平衡力的例子．
答：桌子上的书本受到重力和支持力平衡，匀速下降的电梯受到重力和钢缆拉力平衡，挂在衣架上的衣服受到重力及衣架的拉力而平衡……
2．想想平衡力和相互作用力有什么相同点，有什么不同点？
答：如下表所示.
一对平衡力 一对相互作用力
相同点 大小相等
方向相反
作用在同一条直线上
不同点 作用在同一个物体上，作用效果是使物体保持平衡 分别作用在两个物体上，一般产生两个不同的效果
没有时间关系 同时产生，同时消失
演示五　平衡力的作图
1．请作出杯子的受力分析图．
答：杯子受到的支持力N与重力G二力平衡，如下图．
2．如果杯子所受重力为5 N，你能判断出桌面对它的支持力是多大吗？
答：如果杯子受5 N的重力，此时处在二力平衡状态，那么根据二力平衡的条件判断，杯子所受支持力应与重力相等，为5 N.
演示六　确定形状不规则物体的重心
观察上图，你能说说如何确定不规则物体的重心吗？
答：步骤如下表所示.
第一步 在薄板上的某一点A用线把它悬挂起来．当薄板静止时，用铅笔沿悬线在板上画出竖直线AB
第二步 通过另一点C用线把薄板悬挂起来，当它静止时沿悬线画出另一条竖直线CD
第三步 AB、CD两条直线的交点O就是薄板的重心
【教师点拨】
1．二力平衡的条件可简记为：同体、等大、反向、共线．
2．判断两个力是不是一对平衡力，先判断它们是否作用在同一物体上．
3．某些物体尽管做变速运动，但是在一个方向上还能看作保持平衡，例如：将一物体水平抛出，假如只受重力作用，此物体在水平方向的速度将会一直不变．
【跟进训练】
1．物理书放在水平桌面上，下列各对力中，属于平衡力的是(　D　)
A．物理书所受的重力与物理书对桌面的压力
B．物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力
C．物理书所受的重力与地面对桌子的支持力
D．物理书所受的重力与桌面对物理书的支持力
2．某同学站在磅秤上，下列哪一对是平衡力(　A　)
A．人的重力与磅秤对人的支持力
B．人对磅秤的压力与人对磅秤的支承力
C．磅秤的重力与人对磅秤的压力
D．人的重力与人对磅秤的压力
3．如图所示，是工厂里经常使用的生产流水线示意图，工人坐在流水线旁，上一道工序完成的工件通过流水线送到下一道工序的工人面前．流水线始终在匀速移动．工件在流水线上匀速移动时，在水平方向(　B　)
A．受到向右的摩擦力
B．不受任何力
C．受到向左的摩擦力
D．受到的是平衡力
4．下列情况，两力平衡了吗？为什么？
解：图A、B、C没有完全满足二力平衡的“同物等大反向共线”条件，因此不平衡；图D满足了二力平衡的全部条件，因此平衡．
课堂小结
1．平衡状态：静止状态或匀速直线运动状态．
2．探究二力平衡的条件：等大、反向、同体、共线．
3．判断二力是平衡力还是相互作用力，看这两个力是否作用在同一个物体上．
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．

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