1、7.4 探究物體受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)1教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能知道二力平衡的條件。知道二力平衡時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。了解物體在非平衡力作用下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是變化的。過(guò)程與方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生自己得出二力平衡的條件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、討論等學(xué)習(xí)活動(dòng)，感性認(rèn)識(shí)物體受非平衡力作用時(shí)運(yùn)動(dòng)狀的改變。情感態(tài)度與價(jià)值觀在逐步深入探究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。2教材說(shuō)明本節(jié)主要內(nèi)容有：二力平衡及其條件，物體受平衡力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體在非平衡力作用下怎樣運(yùn)動(dòng)。這些內(nèi)容是運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的深化。本節(jié)教材的編寫思路是：本節(jié)教材緊接上一節(jié)的思路，步步設(shè)疑，層層遞進(jìn)，深入探究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，最后認(rèn)識(shí)

2、到物體在平衡力和非平衡作用下分別怎樣運(yùn)動(dòng)。上一節(jié)已經(jīng)知道：物體不受力的作用時(shí)，總保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。教材圖9-36展示的情景表明，物體受到兩個(gè)力的作用時(shí)，也保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。這是為什么呢？原來(lái)物體受到的兩個(gè)力的作用效果相互抵消，從而引入二力平衡的概念。但是生活中也有很多二力不平衡的現(xiàn)象，學(xué)生不禁要問(wèn)：兩個(gè)力作用在物體上，什么情況下這兩個(gè)力才能相互平衡？“活動(dòng)1”正好滿足了學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生利用小車和砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究二力平衡的條件。知道了物體不受力和受平衡力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，自然又會(huì)想到：物體受到非平衡力作用時(shí)，又將怎樣運(yùn)動(dòng)？為此教材安排了“活動(dòng)3”，探究物體受非平衡力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

3、。學(xué)生通過(guò)活動(dòng)3感性地認(rèn)識(shí)到：在非平衡力的作用下，物體運(yùn)動(dòng)的速度或者方向會(huì)發(fā)生改變，即：物體受非平衡力作用時(shí)“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”是變化的。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：二力平衡的條件，物體受非平衡力作用時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是變化的。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：物體“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的改變是指速度的大小或運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，這一點(diǎn)學(xué)生不容易理解，是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。對(duì)此要結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活事例，讓學(xué)生慢慢感悟。3教學(xué)建議本節(jié)課要營(yíng)造探究的氣氛，通過(guò)不斷發(fā)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生思考，并展開(kāi)研究，逐步深入認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。什么是二力平衡可以結(jié)合牛頓第一定律引入：通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道，物體在不受外力作用的時(shí)候，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；那么能不能反過(guò)來(lái)說(shuō)

4、，凡是保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，都沒(méi)有受到外力的作用？讓學(xué)生觀察教材圖7-37所示的情景，分析下列物體是否受到力的作用？若受力，請(qǐng)畫出其受力的示意圖：停在樹枝上的小鳥；被托起在空中靜止不動(dòng)的雜技演員；在空中勻速下降的跳傘運(yùn)動(dòng)員。學(xué)生畫圖后，很自然引出一個(gè)新的問(wèn)題：為什么物體受到兩個(gè)力的作用，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)跟不受力時(shí)一樣，即保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)？教師介紹：這是由于物體受到的兩個(gè)力的作用效果相互抵消的緣故。一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下，如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這兩個(gè)力互相平衡或二力平衡。圖1可結(jié)合教材圖7-37，讓學(xué)生理解二力平衡的概念。在圖(a)中，小鳥受到的重力

5、和支持力平衡，小鳥保持靜止?fàn)顟B(tài)；在圖(b)中，上方的雜技演員受到的重力和支持力平衡，演員靜止不動(dòng)；在(c)圖中，跳傘運(yùn)動(dòng)員受到的重力和阻力平衡，運(yùn)動(dòng)員做勻速直線運(yùn)動(dòng)。二力平衡的條件在上面的例子中，物體受到的兩個(gè)力都是互相平衡的。那么是不是物體受到兩個(gè)力的作用，一定就會(huì)平衡呢？可以做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：如圖圖1所示，找一個(gè)大一些的鉤碼，掛在橡皮筋下，橡皮筋的上端固定，用力向下拉鉤碼，使橡皮筋繼續(xù)伸長(zhǎng)，問(wèn)學(xué)生：“若放開(kāi)手，鉤碼將受幾個(gè)力？它還能保持靜止?fàn)顟B(tài)嗎？”放手后，學(xué)生觀察到鉤碼由靜止變?yōu)橄蛏线\(yùn)動(dòng)。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)引出問(wèn)題：物體受到兩個(gè)力的作用，有時(shí)候二力平衡，有時(shí)候兩個(gè)力不平衡，那么兩個(gè)力滿足什么條件

6、才能互相平衡？由此引入“二力平衡的條件”?？梢韵茸寣W(xué)生猜一猜。然后讓學(xué)生完成“活動(dòng)1”中的實(shí)驗(yàn)。也可以讓學(xué)生結(jié)合自己的猜想嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后按教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前要讓學(xué)生明確操作的主要步驟，實(shí)驗(yàn)時(shí)提醒學(xué)生注意及時(shí)記錄觀察結(jié)果。用下列物品自制學(xué)具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，效果也很好：在裝有支架的木板上固定兩個(gè)定滑輪（或者釘兩個(gè)鐵釘，在釘子上套上細(xì)管），取方形的硬紙板一張，在上面鉆兩個(gè)對(duì)稱的小孔，兩小孔之間畫一條虛線，再取幾個(gè)相同的鉤碼，兩段細(xì)線，按圖2裝配好，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該裝置不僅可以研究二力平衡時(shí)，必須大小相等、方向相反、作用在同一直線上，還能研究二力必須作用在同一個(gè)物體上：當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到最后時(shí)，用剪刀將硬紙

7、板從中間剪斷，結(jié)果硬紙板的兩個(gè)部分都不能平衡，如圖(d)所示。 (a) (b) (c) (d)圖2通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，容易得出二力平衡的條件：作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，必須大小相等、方向相反、并且作用在同一直線上。為方便學(xué)生記憶，可以把二力平衡的條件概括為八個(gè)字：“同物、等大、反向、共線”?！盎顒?dòng)2”目的是讓學(xué)生運(yùn)用二力平衡的知識(shí)分析具體問(wèn)題，從而加深對(duì)二力平衡條件的理解。在教材圖2(a)圖中，兩個(gè)力沒(méi)有作用在同一個(gè)物體上，不是一對(duì)平衡力；在(b)圖中，兩個(gè)力不符合“方向相反”“作用在同一直線上”這兩個(gè)條件，不是平衡力；在(c)圖中，F(xiàn)1和F2完全符合二力平衡的條件，是一對(duì)平衡力；在(d)

8、圖中，兩個(gè)力不在同一直線上，不是平衡力；在(e)圖中，兩個(gè)力的大小不相等，不是平衡力。所以只有(c)圖中的物體能處于靜止?fàn)顟B(tài)。學(xué)完二力平衡的條件，可以將二力平衡的有關(guān)知識(shí)與牛頓第一定律對(duì)比，并對(duì)二力平衡作一個(gè)簡(jiǎn)要的小結(jié)：從理論上講，物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的條件是：不受力或受平衡力。但是在現(xiàn)實(shí)生活中，不受任何外力的物體是不存在的，所以我們實(shí)際見(jiàn)到的保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體，都是由于受到平衡力的作用。在物體只受兩個(gè)力作用的情況下，我們可以進(jìn)行如下推理或判斷：物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng) 二力平衡 符合二力平衡條件即根據(jù)二力平衡的知識(shí)，已知物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以分析確定二力的大小、方向

9、關(guān)系；已知物體的受力情況，又可以判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。可列舉一些實(shí)例讓學(xué)生分析。如：空中飄落的雪花，如果它受到的重力和阻力相等，此時(shí)雪花怎樣運(yùn)動(dòng)？在平直的公路上行駛的汽車要保持勻速，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力和阻力應(yīng)滿足什么關(guān)系？怎樣用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體受到的重力？為什么此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體受到的重力？在“探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，為什么要水平拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，并使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)？非平衡力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化關(guān)于物體受非平衡力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，學(xué)生在活動(dòng)1的實(shí)驗(yàn)中已有所感受，但由于該實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變較快，學(xué)生對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過(guò)程，缺乏直觀的認(rèn)識(shí)，為此教材安排了“活動(dòng)3”。活

10、動(dòng)3共有三個(gè)實(shí)驗(yàn)，最好先讓學(xué)生觀察教材中的示意圖，明確各物體受到哪些力？是否為平衡力？然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下問(wèn)題：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在保證小車做加速運(yùn)動(dòng)的前提下，小車的質(zhì)量要大一些，鉤碼的質(zhì)量小一些，這樣小車加速緩慢，便于觀察；第二個(gè)實(shí)驗(yàn)：斜面不要做得太高，以能觀察到小球在水平面上做減速運(yùn)動(dòng)，最后停下為宜；第三個(gè)實(shí)驗(yàn)：可用橡皮代替小球，既安全又方便，提醒學(xué)生從側(cè)面水平觀察，學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，教師可用噴出的水流來(lái)演示斜拋物體運(yùn)動(dòng)的路徑。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)后，匯報(bào)交流，讓學(xué)生列舉觀察到的現(xiàn)象，如小車由靜變動(dòng)，速度越來(lái)越大等，教師把學(xué)生列舉的現(xiàn)象板書在黑板上，然后結(jié)合板書用大括號(hào)總結(jié)：物體由靜變動(dòng)，由動(dòng)變靜，

11、由慢變快，由快變慢，都是速度的大小發(fā)生了變化；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化；當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化，或運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí)，不再保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，統(tǒng)稱為“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變”。可見(jiàn)，物體受非平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是變化的（在學(xué)生搞清了有關(guān)名詞后，該結(jié)論也可以啟發(fā)學(xué)生自己總結(jié)得出）。這一結(jié)論進(jìn)一步說(shuō)明：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。得出結(jié)論后，可以讓學(xué)生列舉或解釋生活中非平衡力改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的事例。如：騎自行車時(shí)，為什么起動(dòng)時(shí)很費(fèi)勁，而已經(jīng)騎快的自行車卻不需要很大的力量去維持？當(dāng)客車突然左轉(zhuǎn)彎時(shí)，坐在客車哪一側(cè)（左或右）的乘客會(huì)受到車廂對(duì)他的作用力？這個(gè)力起到什么作用

12、？（第一個(gè)問(wèn)題的參考答案為：自行車起動(dòng)時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)必須用力蹬車，使自行車獲得的動(dòng)力大于阻力，這樣才能不斷改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使自行車由靜變動(dòng)，由慢變快。已經(jīng)騎快的自行車，只需使動(dòng)力等于阻力，即可勻速運(yùn)動(dòng)，所以不需要很大的力量蹬車。第二個(gè)問(wèn)題的參考答案為：右側(cè)。這個(gè)力改變乘客的運(yùn)動(dòng)方向，使乘客隨汽車一起“左轉(zhuǎn)”。）關(guān)于本節(jié)課的總結(jié)，可以參考下面的“課堂測(cè)評(píng)”第1題。4教學(xué)評(píng)價(jià)課堂測(cè)評(píng)1本章第三節(jié)和第四節(jié)研究了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，請(qǐng)你對(duì)“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”作一個(gè)簡(jiǎn)要的總結(jié)。2起重機(jī)吊著4t的貨物靜止不動(dòng)，貨物受到的重力是 N，受到的拉力是 N；當(dāng)貨物勻速上升時(shí)，它受到的拉力 于重力；當(dāng)貨物勻速下降時(shí)，

13、它受到的拉力 于重力；當(dāng)貨物勻速水平移動(dòng)時(shí)，它受到的拉力 于重力。3在圖3所示的四種情況中，F(xiàn)1與F2為一對(duì)平衡力的是（ ）。圖34蘋果掛在枝頭靜止不動(dòng)，下列每一對(duì)力中屬于二力平衡的是（ ）。A.樹枝對(duì)蘋果的拉力與蘋果對(duì)樹枝的拉力B.蘋果受到的重力與蘋果對(duì)樹枝的拉力C.蘋果受到的重力與樹枝對(duì)蘋果的拉力D.樹枝受到的重力與樹枝對(duì)蘋果的拉力5下列說(shuō)法正確的是（ ）。A.物體受到力的作用，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變B.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，一定受到了力的作用C.物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，一定沒(méi)有受到力的作用D.物體受平衡力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)6做一做：用彈簧測(cè)力計(jì)吊起一個(gè)鉤碼，靜止不動(dòng)，觀察

14、測(cè)力計(jì)的示數(shù)。手提測(cè)力計(jì)使鉤碼勻速上升或下降，觀察測(cè)力計(jì)的示數(shù)是否變化？為什么？若使鉤碼急速上升或下降，觀察測(cè)力計(jì)的示數(shù)是否變化？為什么？7“不倒翁”的上部是極輕的外殼，底部填充密度較大的物質(zhì)（如鐵塊），它的質(zhì)量集中在底部，重心很低，如圖3(b)所示。GG (a) (b) (c)圖3請(qǐng)?jiān)?c)圖中畫出水平面對(duì)“不倒翁”的支持力的示意圖；試分析：為什么當(dāng)“不倒翁”傾斜時(shí)，能自動(dòng)站立起來(lái)？8宇宙飛船在太空沿橢圓或圓形軌道繞地球運(yùn)行，例如我國(guó)神舟6號(hào)飛船繞地球一圈需要90min，飛行速度約為7.82km/s。請(qǐng)問(wèn)宇宙飛船為什么能繞著地球做曲線運(yùn)動(dòng)？參考答案1及時(shí)對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理能夠把眾多的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)

15、，形成知識(shí)體系，不僅有利于記憶，而且能加深對(duì)知識(shí)的理解。鼓勵(lì)學(xué)生用多種形式進(jìn)行總結(jié)。如：提綱形式：牛頓第一定律：一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。物體受平衡力作用時(shí)，保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。物體受非平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是變化的。表格形式：受力情況表現(xiàn)形式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變遵循的規(guī)律或滿足的條件不受力靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)不改變牛頓第一定律受平衡力靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)不改變二力平衡的條件受非平衡力速度的大小改變或方向改變改變力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖示形式：受非平衡力沒(méi)有受到外力作用物體受力情況受到外力作用受平衡力物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變此外還可以用大括號(hào)、知識(shí)樹等形式進(jìn)行總結(jié)。圖4 FG23.92104 3.92104 等 等 等 3B 4C 5B 6手提測(cè)力計(jì)使鉤碼勻速上升或下降，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變化，因?yàn)榇藭r(shí)鉤碼受到的拉力和重力平衡，即測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終與鉤碼受到的重力大小相等。若使鉤碼急速上升或下降，測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化，因?yàn)殂^碼的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是變化的，鉤碼受到的拉力和重力不平衡，測(cè)力計(jì)的示數(shù)與鉤碼受到的重力大小不再相等。 7如圖4所示，F(xiàn)即為水平面對(duì)“不倒翁”的支持力。 由圖7-12可知，當(dāng)“不倒翁”歪倒時(shí)所受的支持力和重力不平衡，所以會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而站立起來(lái)