“二力平衡”教學(xué)案例

李影

案例背景：

本案例是我參加的區(qū)級物理基本功教學(xué)競賽，本節(jié)內(nèi)容是蘇科版八年級下冊第九章第一節(jié)的內(nèi)容，案例以探究實(shí)驗(yàn)為主，結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，分析了二力平衡的條件，但教材上只是做了小卡片靜止時(shí)的平衡實(shí)驗(yàn)探究，沒有做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的，所以學(xué)生在做有關(guān)勻速直線運(yùn)動(dòng)下的物體受力分析時(shí)就特別容易出問題，本文主要針對此情況做了一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)，希望對學(xué)生的學(xué)習(xí)有所幫助。

案例描述：

一、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

師：思考以下畫面（圖略），看哪幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，哪幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒發(fā)生改變？

（1）加速升空的導(dǎo)彈；（2）圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的行星；（3）下落的蘋果；（4）靜止的花瓶；（5）靜止的疊石；（6）勻速運(yùn)動(dòng)的列車；（7）勻速起吊的貨車

生：回答。

通過圖片對比，讓學(xué)生明白，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從大的方面講可以分成狀態(tài)變化和狀態(tài)不變兩類。

師：這節(jié)主要學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒變的情形，圖中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有發(fā)生改變的情形又可以分為哪兩類？

生：靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)。

師：物理學(xué)上把物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。

首先由生活中的幾幅圖對比物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變，把運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為兩類，體現(xiàn)了從生活走向物理的理念，而靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)屬于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變這一類，即平衡狀態(tài)。學(xué)生體驗(yàn)靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)屬于平衡狀態(tài)。

二、二力平衡概念

師：靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它們分別受到哪些力的作用？

生：重力、支持力，牽引力、阻力、拉力、重力。

師：由平衡狀態(tài)，受力分析引出二力平衡。由物體受力分析引出二力平衡。

師：生活中還有哪些二力平衡現(xiàn)象？你的依據(jù)是什么？分別受到哪些力？

生1：電燈，靜止?fàn)顟B(tài)，拉力和重力。

生2：粉筆盒，靜止?fàn)顟B(tài)，重力和支持力。

三、探究二力平衡的條件

師：平衡力中最簡單的是二力平衡，那么作用在同一物體上的兩個(gè)力在什么條件下才能平衡呢？請同學(xué)進(jìn)行猜想？（力的大小、方向、作用點(diǎn)是決定力的作用效果的三個(gè)要素，可以試著從這三個(gè)要素來考慮）

生猜想：作用在同一直線上，作用在同一物體上，大小相等、方向相反。

師：我們探究靜止還是勻速直線運(yùn)動(dòng)下的二力平衡條件呢？

生：靜止。

師：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證我們的猜想？

師：選用什么器材？為什么用小卡片？力的大小用什么來體現(xiàn)？為什么用鉤碼，不用彈簧測力計(jì)？

生：回答：彈簧測力計(jì)的使用雖然直觀，但很難保證兩邊拉力大小相同，也就是容易產(chǎn)生誤差。

師：實(shí)驗(yàn)中觀察什么？實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程體現(xiàn)什么物理方法？

生：控制變量法。

師：實(shí)驗(yàn)前需思考以下問題：

（1）該實(shí)驗(yàn)的研究對象是什么？

（2）如何改變小卡片的受力大??？

（3）如何改變小卡片的受力方向？

（4）兩力不在同一直線上，兩力是否平衡？應(yīng)該怎么做？

（5）兩個(gè)力不在同一物體上時(shí)，兩力是否平衡？應(yīng)該怎么做？

生：討論。

得出靜止情況下的二力平衡條件。

通過一系列的問題設(shè)置，體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)前思考的重要性，提高了學(xué)生制訂計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力；而且以問題的形式讓學(xué)生敘述，還可以提高學(xué)生的語言表達(dá)能力。

四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

師：勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體是否受到平衡力的作用？如何探究勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的物體也滿足二力平衡條件？

生：思考，討論實(shí)驗(yàn)方案。

師：我們只要像圖（1）所示用彈簧測力計(jì)提一鉤碼，并慢慢沿水平方向、豎直方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，學(xué)生觀察彈簧測力計(jì)是否發(fā)生改變？

實(shí)驗(yàn)證明：彈簧測力計(jì)示數(shù)基本不變。

師：由此證明勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下物體也滿足二力平衡條件。很多老師只探究靜止?fàn)顟B(tài)的二力平衡，而沒有提及勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的二力平衡，有的老師則一帶而過，因此，這一部分探究的空缺會(huì)造成學(xué)生理解的空白。

課后習(xí)題第二題就是關(guān)于物體靜止以及勻速直線運(yùn)動(dòng)下的二力平衡應(yīng)用。有了前面關(guān)于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下二力平衡的鋪墊，學(xué)生就會(huì)順利地做出來。

五、二力平衡條件的應(yīng)用

圖片展示：

師：二力平衡還有哪些應(yīng)用？

生：舉例。體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向社會(huì)的教育理念

六、相互作用力與平衡力的異同

通過圖表設(shè)置，來對比平衡力和相互作用力的區(qū)別，在于平衡力作用于一個(gè)物體上，相互作用力作用于兩個(gè)物體上。

七、小結(jié)

八、鞏固練習(xí)

（1）下面物體中受的是平衡力的是（ ）

A.在足球場上滾動(dòng)的足球 B.機(jī)場上降落的飛機(jī)

C.在水平公路上勻速行駛的汽車 D.在空中飛行的人造地球衛(wèi)星

（2）靜止在手中的瓶子受到哪幾個(gè)力？[如圖（2）]

說明：本節(jié)重點(diǎn)是探究二力平衡力的條件，第一二兩題分別是根據(jù)二力平衡條件和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判斷是否是平衡力，第三題是對豎直方向的二力平衡應(yīng)用，全面檢測學(xué)生對知識的掌握。

九、板書設(shè)計(jì)

9.1二力平衡

一、平衡狀態(tài)

二力平衡：靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng)

三、探究二力平衡的條件

大小相同 方向相反 同一物體 同一直線

等值 反向 同體 共線

四、二力平衡的應(yīng)用

案例反思：二力平衡是力學(xué)的基礎(chǔ)，讓學(xué)生深刻理解二力平衡的條件，是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，另一方面，還要注意引導(dǎo)學(xué)生正確地分析物體的受力情況。本節(jié)課從具體的實(shí)例使學(xué)生快速進(jìn)入課堂氛圍。再通過探究實(shí)驗(yàn)，明確二力平衡的條件，最后以對比的方式比較平衡力與相互作用力的區(qū)別，加深學(xué)生對平衡力的理解。

編輯 李建軍