《第三章相互作用──力》學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)九：物體的受力分析課前準(zhǔn)備：復(fù)習(xí)本章學(xué)習(xí)過的重力、彈力、摩擦力的相關(guān)知識(shí)1.重力、彈力、摩擦力的產(chǎn)生條件是什么？2.重力、彈力、摩擦力的方向如何判斷？3.力的圖示和力的示意圖分別是表示力的兩種方法，這兩種方法有什么區(qū)別？分別在什么情況下使用？課堂教學(xué)：【任務(wù)情景】坐飛機(jī)去旅游的同學(xué)們一定去行李轉(zhuǎn)盤取過行李，見到過這樣的場(chǎng)景：你的行李箱在水平傳送帶上，與水平傳送帶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，最終到達(dá)傾斜的行李轉(zhuǎn)盤上。請(qǐng)你思考，水平傳送帶和行李轉(zhuǎn)盤為什么可以把行李箱運(yùn)到你的面前？整個(gè)過程行李箱的受力情況如何？教學(xué)策略：以受力分析的原則和依據(jù)為主線，將上述實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成三個(gè)有梯度的任務(wù)情景，逐步深入研究，最后得出受力分析的基本思路。情景一：行李箱停放在靜止的傳送帶上。通過此情景讓學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)一：學(xué)會(huì)選取研究對(duì)象，知道什么是受力分析，并畫出受力示意圖；情景二：將行李箱靜止放在水平向右勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，最終行李箱在傳送帶的帶動(dòng)下一起向右勻速運(yùn)動(dòng)。通過此情景讓學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)二：選取行李箱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并說明判斷依據(jù)，得出一部分受力分析的原則；情景三：行李箱從粗糙傾斜傳送帶上由靜止下滑。通過此情景讓學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)三：對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，并說明判斷依據(jù)，最終完成整合，得出完整的受力分析思路。

【學(xué)習(xí)任務(wù)一】教師活動(dòng)：用圖1（情景一）進(jìn)行提問，引導(dǎo)學(xué)生選取研究對(duì)象，得出受力分析定義和一部分受力分析原則。情景一：行李箱停放在靜止的傳送帶上。

問題引導(dǎo)：1.此情景中存在哪些力？這些力的施力物體和受力物體分別是誰(shuí)？引導(dǎo)：分析所受重力、支持力、壓力，并說出施力物體和受力物體，目的是讓學(xué)生區(qū)分施力物體與受力物體，以及何為受力分析。2.如果要研究行李箱的受力情況，我們就要選取行李箱為研究對(duì)象，那么，行李箱都受到哪些力？畫出受力示意圖。引導(dǎo)：重力、傳送帶對(duì)行李箱的支持力。學(xué)生活動(dòng)：表達(dá)、交流?？偨Y(jié)：我們要研究誰(shuí)，就選誰(shuí)為研究對(duì)象。受力分析是指把研究對(duì)象在某特定情境中所受的所有外力找出來，并畫出受力示意圖?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)二】教師活動(dòng)：用圖2（情景二）進(jìn)行提問，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析，并說明判斷依據(jù)，總結(jié)受力分析的順序。情景二：將行李箱靜止放在水平向右勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，最終行李箱在傳送帶的帶動(dòng)下一起向右勻速運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)M：將帶傳送帶的摩擦力演示儀打開，輕輕地將木塊放在傳動(dòng)帶上，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，幫助學(xué)生完成由實(shí)際情境的建模。

問題引導(dǎo)：1.行李箱在與傳送帶速度相等前都受到哪些力？方向如何？說出判斷依據(jù)。引導(dǎo)：豎直向下的重力、向上的支持力、水平向右的摩擦力。摩擦力依據(jù)：由于行李箱相對(duì)傳送帶有向左的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以受到木板給的向右的滑動(dòng)摩擦力。2.行李箱隨傳送帶向右勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，都受哪些力？方向如何？說出判斷依據(jù)引導(dǎo)：豎直向下的重力，豎直向上的支持力。因?yàn)樾欣钕渑c傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，它們之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以傳送帶沒有給行李箱摩擦力。3.通過以上兩個(gè)過程我們可以看到，研究對(duì)象在不同情景中會(huì)受到不同的力，我們要想對(duì)其進(jìn)行受力分析，如果毫無(wú)章法，很容易丟掉某個(gè)力的作用，所以我們需要按照一定的順序來進(jìn)行受力分析。那么受力分析應(yīng)該遵循什么樣的順序呢？引導(dǎo)：學(xué)生總結(jié)，由于都受到地球引力的作用，所以先分析重力；然后分析彈力，再分析摩擦力；最后分析其他的力。4.受力分析后，如何檢驗(yàn)分析得對(duì)不對(duì)呢？怎么辦？引導(dǎo)：進(jìn)行檢驗(yàn)，看看分析的每一個(gè)力，是否能找到施力物體，如果沒有，說明不受這個(gè)力；可以用假設(shè)法等方法。學(xué)生活動(dòng)：思考、討論、交流。總結(jié)：受力分析順序：重力、彈力、摩擦力、其他力。只分析研究對(duì)象受到的力?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)三】教師活動(dòng)：用圖3（情景三）進(jìn)行提問，行李箱從靜止的粗糙傾斜傳送帶上由靜止下滑，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)行李箱進(jìn)行受力分析，并說明判斷依據(jù)。情景三：將行李箱放在靜止的粗糙傾斜傳送帶上，其由靜止下滑。

問題引導(dǎo)：1.行李箱為何能沿斜面下滑？通過對(duì)物塊進(jìn)行受力分析來說明。引導(dǎo)：豎直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿斜面向上的摩擦力。因?yàn)樾欣钕湎鄬?duì)斜面向下運(yùn)動(dòng)，所以摩擦力沿斜面向上。把重力正交分解為沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，沿斜面向下的力大于最大靜摩擦力，物體受力不平衡，從而下滑。學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)：如果有學(xué)生分析下滑力，進(jìn)行引導(dǎo)分析，下滑力是以效果命名的力，就是重力沿斜面向下的分力；如果還有學(xué)生同時(shí)分析了重力，以及重力的兩個(gè)分力，進(jìn)行引導(dǎo)分析。如果沒有學(xué)生分析這兩種情況，進(jìn)行下面的問題2。2.重力沿斜面向下的分力提供使行李箱下滑的作用效果，那么是不是除了重力，還受到兩個(gè)分力的作用？引導(dǎo)：分析總結(jié)出受力分析的原則，即合力與分力效果相同，不能同時(shí)作為受到的力去分析。學(xué)生活動(dòng)：思考、交流?！緦W(xué)習(xí)總結(jié)】整合前面的結(jié)論，得到完整的受力分析原則：我們要研究誰(shuí)，就選誰(shuí)為研究對(duì)象。受力分析是指把研究對(duì)象在某特定情境中所受的所有外力找出來，并畫出受力示意圖。受力分析順序：重力、彈力、摩擦力、其他力。受力分析時(shí)，只分析研究對(duì)象受到的力和按性質(zhì)命名的力，不分析效果力。合力與分力效果相同，不能同時(shí)作為受到的力去分析?！厩榫敖獯稹课覀兺ㄟ^以上三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何進(jìn)行受力分析，也總結(jié)了受力分析的原則。通過受力分析，解答上面的問題：機(jī)場(chǎng)中傳送帶和行李轉(zhuǎn)盤為什么能把行李箱運(yùn)送到你的面前？行李箱在整個(gè)過程中的受力情況如何？參考答案：行李箱剛放到傳送帶上時(shí)，由于傳送帶與行李箱之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，行李箱受到向前的摩擦力而加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)行李箱的速度與傳送帶的速度相同時(shí)，由于二者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，行李箱只受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力；然后行李箱沿斜面下滑，此時(shí)行李箱受到豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力，以及摩擦力，因?yàn)樾欣钕湎鄬?duì)斜面轉(zhuǎn)盤有向下的運(yùn)動(dòng)，所以斜面轉(zhuǎn)盤會(huì)給行李箱一個(gè)沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力；最后，行李箱垂直下滑到行李轉(zhuǎn)盤上，由于行李轉(zhuǎn)盤沿著垂直于行李箱下滑方向運(yùn)動(dòng)，因此在水平方向上行李箱與斜面轉(zhuǎn)盤有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以此時(shí)行李箱除了受到沿斜面向上的摩擦力外，還受到水平向右的摩擦力，這個(gè)向右的摩擦力使行李箱在水平方向運(yùn)動(dòng)，直至行李箱與行李轉(zhuǎn)盤一起勻速運(yùn)