资源简介

2.2 运动与相互作用（第2课时）
教 案
一、基本信息
课题 2.2 运动与相互作用（第2课时）
二力平衡 课型 新授课
课时 1课时（45分钟） 教材 浙教版八年级科学上册
第2章 力与空间探索
年级 八年级 教法 情境导入+分组实验探究+
逻辑演绎+对比辨析+变式训练
教学重点 二力平衡的四个条件——
同体、等大、反向、共线；
分组实验"探究二力平衡条件"
（不等重/等重/扭转角度）；
平衡力与相互作用力的
异同辨析（作用对象/
作用时间/作用效果）；
二力平衡的应用——
①已知一个力求平衡力
②由受力推断运动状态 教学难点 平衡状态判断——"保持"
是关键（竖直上抛最高点
有瞬间静止但不保持→
非平衡状态！）；
平衡力vs相互作用力辨析
——"同体"vs"异体"是区分
二者的唯一标准；
多力平衡的理解——
水平和竖直方向分别平衡；
匀速圆周运动→方向变→
非平衡状态
教具准备 小车+定滑轮+托盘+砝码
（每组1套）、多媒体课件、
受力示意图挂图 学具准备 课本、直尺、练习本
（分组实验：4人一组）
学情分析 第1课时学生已理解"力是改变运动状态的原因"（牛顿第一定律）。本节课的认知冲突：既然力改变运动状态，为什么被推的桌子、被吊的灯在受力时却保持静止？→引入"平衡力"概念。两个核心难点：①平衡力vs相互作用力——学生极易混淆，需反复用"同体/异体"口诀区分；②"保持"二字被忽视——竖直上抛最高点（有瞬间静止但不保持）考的是对"平衡状态=能持续保持"的理解深度。分组实验中"扭转角度后释放"是关键操作——证明二力必须共线才能平衡。
二、核心素养目标
1. 科学观念
（1）说出平衡状态的定义：物体保持静止或匀速直线运动状态时，物体处于平衡状态。
（2）说出二力平衡的四个条件：同体、等大、反向、共线。
（3）区分平衡力与相互作用力——平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在两个不同物体上。
（4）理解"保持"在平衡状态定义中的关键意义——竖直上抛最高点有瞬间静止但不保持，非平衡状态。
2. 科学思维
（1）通过"探究二力平衡条件"分组实验（不等重/等重/扭转角度），归纳二力平衡四条件。
（2）通过茶杯/吊灯/汽车等实例，建立"受力≠运动状态一定改变"的直观认识。
（3）能应用二力平衡解决问题：由已知力求平衡力、由受力推断运动状态。
3. 探究实践
（1）完成小车-托盘-砝码分组实验——观察并记录三种操作下小车的运动状态变化。
（2）完成平衡力与相互作用力辨析练习——在"空手吸易拉罐"等新情境中迁移辨析。
4. 态度责任
（1）通过二力平衡条件实验，体会"控制变量法"在物理探究中的应用。
（2）通过匀速下降跳伞运动员受力平衡等实例，感受物理原理与生活安全（如电梯/缆车）的联系。
三、教学重难点
教学重点：二力平衡四条件（同体/等大/反向/共线）；实验探究二力平衡条件；平衡力vs相互作用力辨析；二力平衡的应用。
教学难点："保持"在平衡状态定义中的关键含义；平衡力vs相互作用力——"同体/异体"是唯一区分标准；匀速圆周运动≠平衡状态。
四、教学过程
（一）情境导入（约3分钟）
图1 静止在桌面上的书本——受重力和支持力
图2 平直轨道上匀速行驶的列车——受牵引力和阻力
抛出三个问题：①书本静止→是否受力？受哪些力？②列车匀速行驶→受力吗？③既然力改变运动状态→为什么在受力情况下物体仍能保持静止或匀速直线运动？
铺垫：第1课时学的是"不受力"的理想情况（牛顿第一定律），今天研究"受力但运动状态不变"的实际情况——引出二力平衡。
（二）新知探究一：平衡状态与二力平衡现象（约8分钟）
平衡状态的定义
图3 茶杯→重力+支持力→静止
图4 吊灯→重力+拉力→静止
图5 汽车→牵引力+阻力→匀速直线
列举三个实例：①茶杯静止在桌面→受重力和桌面支持力→静止。②吊灯悬挂在天花板→受重力和绳子拉力→静止。③汽车在平直道路上→受牵引力和阻力→匀速直线。
共同特征：受力但保持静止或匀速直线运动。定义：物体在两个力的作用下，如果保持静止或匀速直线运动状态，就说这两个力是平衡的。物体处于平衡状态。
【关键提醒】"保持"二字极为重要！竖直上抛的物体在最高点有瞬间静止→但随即下落（不保持！）→所以竖直上抛最高点的状态不是平衡状态。中考高频辨析点！
平衡状态的判断（课堂练习）
练习：下列物体受到平衡力的是（D——匀速直线下降的跳伞运动员）。
A.空中自由下落的苹果→速度越来越快→非平衡。
B.竖直向上抛出的石子→先减速再加速→速度大小和方向都变→非平衡。
C.匀速圆周运动的小球→速度方向不断变→非平衡（匀速圆周运动≠匀速直线运动！）。
D.跳伞运动员匀速下降→匀速直线运动→平衡状态。
（三）新知探究二：探究二力平衡的条件（分组实验）（约12分钟）
图6 小车-托盘-砝码实验装置
实验装置：小车放较光滑水平桌面上→两端通过定滑轮挂托盘→向托盘加砝码。
操作①（不等重砝码）：两个托盘加不等重砝码→放开小车→小车向砝码重的一侧运动。分析：两侧拉力方向相反/在同一直线上/但大小不等→小车不能处于平衡状态。
图7 不等重→小车运动
图8 等重→小车静止
图9 扭转角度→小车旋转
操作②（等重砝码）：两个托盘加等重砝码→放开小车→小车保持静止。分析：两侧拉力大小相等/方向相反/在同一直线上→小车处于平衡状态。
操作③（等重+扭转角度）：保持两个托盘砝码质量相等→把小车在水平面扭转一个角度→释放→小车旋转（直到两拉力恢复正常位置才停下）。分析：大小相等/方向相反/但不在同一直线→不能平衡。
实验结论——二力平衡的四个条件：作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用线在同一条直线上，那么这两个力就相互平衡。
记忆口诀：同体、等大、反向、共线。
【实验说明】虽然以上结论是在物体静止的情形中得出的，但它同样适用于物体做匀速直线运动的情形。二力平衡是最简单的受力平衡情形。
（四）新知探究三：平衡力与相互作用力的辨析（约10分钟）
图10 茶杯在桌面上→受力分析
典型例题：茶杯静止在水平桌面上——
问①："哪两个力是一对相互平衡的力？"→茶杯受到的重力（G）和桌面对茶杯的支持力（N）——二力作用在同一茶杯上，同体→平衡力。
问②："哪两个力是相互作用力？"→茶杯对桌面的压力（F压）和桌面对茶杯的支持力（N）——分别作用在桌面和茶杯上，异体→相互作用力。
平衡力与相互作用力的异同（核心对比表）
项目 平衡力 相互作用力
大小 相等 相等
方向 相反（且在
同一直线上） 相反（且在
同一直线上）
作用对象
★核心区别 作用在同一
物体上（同体） 分别作用在
两个物体上（异体）
作用时间 一个力消失/变化→
另一个力可能不变 同时产生、
同时消失
作用效果 使物体保持
平衡状态 产生不同的效果
（作用不同物体上）
举例 茶杯受重力+支持力
→平衡力 茶杯压桌面+
桌面支撑茶杯
→相互作用力
【一句话区分】看受力物体！两个力作用在"同一个物体"上→平衡力；作用在"两个不同物体"上→相互作用力。
吊椅问题辨析（课堂练习精讲）
图11 吊椅——多力分析
人坐在吊椅上静止→正确选项：B（人所受重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力）。
A错：人对吊椅的压力（人→椅）+吊环对吊椅的拉力（环→椅）→虽同体（椅）但大小不等（拉力=人重+椅重>人压力）。C错：吊椅所受重力和吊椅对人的支持力→作用在不同物体上不是相互作用力的正确配对（重力是地球→椅，支持力是椅→人——受力物体不同不是相互作用力）。D错：重力和压力是不同性质的力。
（五）二力平衡条件的应用（约8分钟）
应用一：已知一个力→求另一个平衡力
图12 跳伞运动员匀速下降→重力=阻力
例题：跳伞运动员和伞总重1000N→匀速直线下降→求阻力大小和方向。
分析：匀速直线→受平衡力。竖直方向：向下重力G=1000N，向上空气阻力f。二力平衡→f=G=1000N，方向竖直向上。
解题口诀：先判状态（静止/匀速直线）→再找力对（同一方向上的两个力）→平衡则等大反向。
应用二：匀速运动→拉力大小与速度无关
例题：吊车以2m/s匀速吊起重物（重1×10 N）→拉力=1×10 N。若改为3m/s匀速下降→拉力大小仍为1×10 N，方向竖直向上。
核心：只要匀速（无论上升/下降、速度快慢），物体受平衡力→拉力大小始终等于重力。速度与力的大小无关！
【易错警示】学生容易认为"速度快→拉力大""下降→拉力小"。错！匀速=受力平衡→拉力恒等于重力。只有在变速（加速/减速）时，拉力才不等于重力。
应用三：由受力推断运动状态
若物体只受两个力且满足"同体/等大/反向/共线"→物体一定处于静止或匀速直线运动状态。
（六）课堂练习精讲（约2分钟）
练习1（二力平衡的判断——四力图示）：四个选项中，只有B满足"同体/等大/反向/共线"全部四个条件→选B。A：作用在两个物体上；C：大小不等；D：不在同一直线。
练习2（弹簧测力计读数——平衡力思想）：A/B两弹簧秤读数均为50N。因为滑轮两侧绳拉力相等（忽略摩擦），弹簧测力计示数为任意一端的拉力。
练习3（空手吸易拉罐——平衡力vs相互作用力辨析）：C错误——重力（地球→罐）和大气的压力（空气→罐）都作用在罐上，是平衡力不是相互作用力。
（七）课堂小结（约2分钟）
一、平衡状态：保持静止或匀速直线。竖直上抛最高点→不保持→非平衡。
二、二力平衡四条件：同体、等大、反向、共线。
三、平衡力vs相互作用力：平衡力→同体；相互作用力→异体。
四、应用：先判状态（静止/匀速→平衡）→再找力对→平衡则等大反向。
五、板书设计
§2.2 运动与相互作用（第2课时）
二力平衡
一、平衡状态
定义：物体保持静止或匀速直线运动状态
关键："保持"→能持续！
反例：竖直上抛最高点（瞬间静止→不保持→非平衡）
二、实验探究：二力平衡的条件 ★★★
①②③
不等重砝码→大小不等→小车运动→不平衡
等重砝码→大小相等/同向反/同线→小车静止→平衡
等重+扭转→不在同一直线→小车旋转→不平衡
结论（四条件）：
①同体（同一物体）②等大（大小相等）
③反向（方向相反）④共线（同一直线）
三、平衡力 vs 相互作用力 ★★★★★
平衡力 相互作用力
作用对象 同一物体 两个物体
作用时间 独立（可能不同） 同时产生/消失
作用效果 保持平衡 不同效果
判断口诀：「看受力物体！」
同体→平衡力 异体→相互作用力
四、二力平衡的应用
①已知一个力→求平衡力→等大反向
②匀速运动→拉力=重力（与速度无关！）
③受力满足四条件→物体一定平衡
六、教学反思
1."保持"二字→讲完竖直上抛最高点辨析后，随机提问"自由落体第1s末→是平衡状态吗？"——看学生是否混淆"有速度"和"保持"的概念。
2. 分组实验操作③（扭转角度释放）→是否每组都观察到"小车转回"现象？这是证明"共线"条件的关键操作，操作不当可能被桌面阻力掩盖，需提醒确保桌面足够光滑。
3. 平衡力vs相互作用力→讲完对比表后，出判断题"茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力"→正答率多少？若低于80%→增加变式训练（用不同物体多练几次"找受力物体"）。
4. "匀速→拉力=重力"→讲完吊车例题后追问"如果重物以3m/s匀速上升→拉力多大？"→看是否有人答大于重力（被"上升"和"速度快"迷惑）。
5. 吊椅问题（人/吊椅/吊环三个物体→多组力）→有多少学生能独立画出示意图并正确标出各力配对？如困难→建议板书上画受力箭头图。
6. 空手吸易拉罐魔术题→学生对"大气压力vs重力"是平衡力还是相互作用力的辨析能力如何？此题综合性强，可以作为课堂加分挑战题。

展开更多......

收起↑