初中物理第八章第二节《二力平衡》教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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初中物理第八章第二节《二力平衡》教学设计学情分析教材分析课后反思
第2节《二力平衡》教学设计
一、教学目标
1、 知识与能力
(1)理解物体平衡、二力平衡等一些相关概念。
(2)在教师的引导下通过实验归纳出二力平衡的条件,并予以掌握。
2、过程与方法
(1)经历由生活经验出发,基于实验的科学探究的过程。
(2)接受在知识结构框架中把握研究方向的方法。
(3)体会和初学从逆命题验证中找到充要条件的科学探究方法。
3、 情感与价值观
(1)创设教学环境和教学流程使学生勤于思辨。
(2)使学生树立思辨与实验相互印证的科学观。
(3)培养学生合作的精神。
二、教学重难点
本节课是在学生学习了牛顿第一定律的基础上,通过对保持静止状态和匀速直线运动状态的物体进行受力分析展开的。
它为后面学习测量摩擦力、浮力等打下基础。
本节内容由“二力平衡的条件”“二力平衡条件的应用”两部分内容组成。
教学的重点是二力平衡的条件,关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。
二力平衡条件的应用是本专题教学的难点,突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析,引导学生归纳、总结、应用二力平衡的条件。
三、教学策略
学生在本章中已经学习了力、牛顿第一定律的相关内容,了解物体运动状态改变与力的关系,这些内容为学习本节内容提供了必要的知识基础。
教学时从观察实际现象切入,引导学生归纳出物体处于静止状态或匀速直线运动状态时受到两个力的作用,进而引申到讨论二力平衡条件是什么,接着通过自主探究得出二力平衡时力的三要素应满足的条件。
为了更容易从实验得出平衡条件的结论,请学生自己进行实验探究,最后引导学生用二力平衡的条件解释一些生活现象。
四、教学资源准备
多媒体课件、小车、棉线、钩码、滑轮、木板。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、导入新课、解析目标
(5分钟)
上节课我们学习了牛顿第一定律,谁能为大家说一下?
你说的很好,把牛顿第一定律反过来说是怎样的?
哪位同学说一下,你们认为成立吗?
如果成立,你举个例子?
如果不成立,你也举个例子?
同学们分析问题非常的细致,我也收集了几个,大家请看,(多媒体展示课件)。
静止在水平桌面的词典、悬挂着的电灯、静止在手指上的玩具老鹰、匀速下降的宇宙飞船、在平直公路上匀速行驶的汽车等。
大量事实证明,物体在受到外力作用时,也能保持静止状态和匀速直线运动状态,我们把这种情景叫做受力平衡。
二力平衡是平衡中最简单的情景,也是应用最广泛的,所以探讨二力平衡非常重要,这节课我们就来学习二力平衡的相关知识,板书课题:
二力平衡的条件
出示学习目标:
1、知道平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
2、知道什么是力的平衡和二力平衡的条件。
3、会应用二力平衡条件去分析、解决简单的问题。
4、通过实验培养观察能力、分析综合能力、判断能力。
中心任务:
二力平衡的条件和应用。
回答:
一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态和匀速直线运动状态。
学生思考:
凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受到力的作用。
学生回答:
生A:
我认为不成立,如讲台上的粉笔盒是静止的,但它受到重力和桌子对它的支持力。
生B:
我也认为不成立,如在平直轨道上匀速行驶的汽车受到重力和支持力,还有牵引力和阻力。
分析,物体有的做匀速直线运动,有的静止。
在竖直方向上都受到两个力的作用。
复习旧知,为新课做铺垫。
创设问题情境,让学生在认知上产生一个认知的冲突,调动学生的学习愿望。
充分应用生活中的例子,引导学生从生活走向物理,从物理走向社会,拓展学生视野。
二、合作交流、展示点评
(30分钟)
(一)二力平衡
引导学生归纳什么是平衡状态?
什么是二力平衡?
思考:
是不是一个物体受到两个力的作用,就一定会处于静止状态或做匀速运动状态呢?
也就是说这两个力一定是平衡力呢?
演示:
用手拉着钩码加速往上提。
引导学生思考:
(1)钩码受到几个力的作用?
手往上提钩码时的运动状态改变了吗?
(2)这说明了钩码受到的两个力是平衡力吗?
思考:
物体处于平衡状态时,它受到的两个力应该满足什么条件?
下面我们通过桌面上的小车进行探究。
(二)探究二力平衡的条件
图1
如图1,把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。
思考:
小车在水平方向受到哪些力的作用?
用力的示意图画出小车受到的两个拉力。
下面就让小车保持静止,看一看它受到的两个拉力应该满足什么关系?
学生分组实验:
探究二力平衡的条件。
(1)提出问题:
一个物体受到两个力作用处于平衡状态时,它受到的两个力应该满足什么条件?
(2)猜想与假设:
(教师可以提示学生从力的大小、方向、作用点这三个要素来考虑)
(3)制定实验计划、设计实验:
可以设计什么样的实验来探究这个问题呢?
(图1是否可以作为参考?
)实验时如何改变力的大小、方向和作用点?
(4)进行实验、收集数据:
小车所受二力情况
小车运动情况
(静止与否)
大小
方向
是否在一条直线上
(5)分析与论证:
引导学生分析,哪些情况下小车不能保持静止?
哪些情况下小车能保持静止,从而得出结论。
(6)评估:
可以向学生指出,小车在水平方向还会受到摩擦阻力,但实验中控制这个阻力很小,与拉力相比可以忽略。
学生思考:
当物体受到两个力的作用,如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们认为这两个力是平衡力。
平衡状态:
把物体处于匀速运动状态和静止状态都称为物体处于平衡状态。
二力平衡:
当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就称做二力平衡。
学生交流回答:
钩码受到重力和拉力两个力的作用。
因为钩码做加速运动,没有处于平衡状态,所以重力和拉力不是平衡力。
这说明一个物体受到两个力作用,这两个力不一定是平衡力。
教师引导学生把探究中的问题思考清楚然后让学生动手实验,记录数据,分析归纳,得出结论:
作用在同一个物体上的两个力,必须大小相等,方向相反,并作用在同一条直线上。
简单地说,就是:
同体、等大、反向、共线。
从学生知道的简单现象入手来分析有关的问题,让学生从简单的现象中去理解有关的知识,同时,进行猜一猜,培养学生思维能力。
体受两个力作用保持平衡的情况最简单,所以先来研究这种简单的问题。
应使学生认识物体受两个力作用时并不总能保持静止或匀速直线运动状态。
由此引出二力平衡的条件。
充分发挥实验在物理教学中的促进作用,帮助学生理解物理概念和规律。
这里采用的方法是从特殊到一般,从具体形象到抽象概括,由浅入深,符合初中学生的认知规律。
(三)二力平衡的应用
1.根据物体的运动状态判断受力情况
思考:
(1)吊在空中静止不动的电灯,若电线的拉力为2N,则灯受到的重力是多少?
(2)重力为2N的课本在水平桌面上静止时,桌面对课本的支持力多大?
(3)跳伞运动员和伞在空中匀速直线下落,若伞和人总重500N,则他们受到的阻力是多少?
总结:
根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以判断出作用在物体上的两个力是平衡力,进而判断所求力的大小和方向。
2.根据受力情况判断物体的运动状态
思考:
火车在平直的轨道上行驶,在水平方向上受牵引力和阻力。
如果牵引力大于阻力,火车将怎样运动?
如果牵引力小于阻力,火车又将怎样运动?
牵引力和阻力相等时,火车又将怎样运动?
总结:
物体不受力时,应保持匀速直线运动或保持静止状态。
物体受一个力,运动状态发生改变,这是力产生的效果。
物体受平衡力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态。
静止的物体受平衡力时,仍然保持静止;运动的物体受平衡力时,仍然做匀速直线运动。
3.一对平衡力和一对相互作用力的区别
思考:
一对平衡力和一对相互作用力有许多相似的地方,但也有不同的地方。
试着把它们加以区别。
引导学生按正确的思路分析回答:
电灯受重力和电线的拉力,处于静止状态,所以重力和电线的拉力是平衡力。
那么这两个力一定满足二力平衡的条件,即大小相等,方向相反,且在一条直线上。
所以灯受到的重力为2N。
学生交流回答:
牵引力大于阻力,火车将加速;牵引力小于阻力,火车将减速;牵引力和阻力相等时,水平方向二力平衡,火车可能匀速直线前进。
学生交流回答相同点是:
都满足大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
它们最根本的不同点是:
一对平衡力是作用在“同一”物体上的力,而一对相互作用力是分别作用在“不同”物体上的力。
两个力,只要不是作用在同一物体上,就不可能是平衡力;两个力中,发生作用的物体只要出现第三个,就不可能是相互作用力。
通过举例进一步使学生掌握力与运动的关系,同时能培养学生的分析论证能力,锻炼学生思维的缜密性。
三、反馈达标、总结升华
(5分钟)
1、吊在空中重5N的电灯,静止不动时,电线对它的拉力是________。
2、某工地的起重机要吊装一个工件,该工件重1200N;当起重机以2m/s匀速吊着工件上升时,起重机的钢绳受到的拉力为_________N;当起重机以5m/s的速度匀速吊着工件下降时,钢绳受到的拉力为_______N,拉力的方向为_______________;当起重机吊着工件以4m/s的速度沿水平方向做直线运动时,工件受到的拉力为____________。
3、放在水平桌面上的书所受力中,属于平衡力的是()
A、书对桌面的压力与书所受的重力B、书对桌面的压力与桌面对书的支持力C、书所受的重力与桌面对书的支持力D、书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力
通过今天的学习,同学们有哪些收获?
在实验探究中又存在哪些问题?
还有什么想探究的问题?
学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结。
促进知识的巩固掌握。
提升学生的交流表达能力。
第2节《密度》学情分析
1、学生的前期知识本节课是在掌握“质量”和“质量的测量”的基础上,以实验、观察与分析为手段,让学生在讨论与总结中学习新的知识“密度”。
八年级学生第一次接触密度这个抽象的概念,少数部分学生能力稍低的学生一下子有“蒙”的感觉,我先用实验、分析的方法帮学生建立密度概念,让学生认识用比值定义密度的方法。
讲完概念后,我又引导学生通过对生活常识的感性认识,例如引入人口密度,利用类比法,让学生对密度产生感性认识,从而加深对密度的理解。
2、学生的学习兴趣八年级学生一般对实验及操作感兴趣,因此教学中要充分发挥实验的教学功能,培养学生学习兴趣。
针对这一点,我因材施教,合理分组,以充分发挥每一名学生的特长,使每组以至每位同学都享有成功的喜悦。
同时可以培养团结协作的精神。
第2节《二力平衡》效果分析
本节内容是牛顿第一定律知识的延伸,牛顿第一定律研究的是物体没有受到力的作用时遵循的规律。
实际上没有受到力的物体是不存在的,但自然界中保持静止的物体却比比皆是,由此提出问题,通过探究性实验,得出二力平衡的条件。
教学中首先展示处于静止或匀速直线运动状态的物体,然后提出力的平衡状态的概念,这样的设置是让学生先通过自然、生活现象认识“力的平衡”,然后用抽象的概念来总结“力的平衡”,接着用“力的平衡”观念来解释自然生活中的一些实例,最后通过实验探究物体处于二力平衡的条件。
本节内容是希望学生在对二力平衡的认识中感受处于平衡力作用下的物体的运动状态,并通过实验探究认识二力平衡的条件,在实验探究过程中培养学生的动手能力。
二力平衡的条件是本节的重点,教学过程中突出了探究实验的教学,使学生在探究活动中体会物体在平衡力的作用下保持静止状态时满足的条件,从而得出二力平衡的条件。
实验结论让学生自己得出,这样对于他们理性认识力的平衡大有裨益。
应用二力平衡的知识解释自然现象是本节的难点,教学活动中通过对生活中保持静止状态或匀速直线运动状态的物体的分析,结合二力平衡的知识尝试解决一些具体问题。
第2节《二力平衡》教材分析
教材首先从生活中的静止和匀速运动现象提出了牛顿第一定律所没有解决的问题:
物体受外力作用时,也能保持静止或匀速直线运动状态.从而建立了平衡状态、平衡力的概念;并进一步指出最简单的受外力平衡的情况是二力平衡,随后通过实验分析总结出二力平衡的条件.得出二力平衡条件以后,利用同一直线上二力合成的知识得出物体受到的这两个力的合力为零.使学生的认识从理论上提高一步,同时初步建立平衡力的合力为零的印象.再联系具体事例,让学生应用二力平衡条件进行分析,培养学生应用知识解决实际问题的能力.最后教材通过“想想议议”使学生进一步完善“运动和力的关系”的知识体系.
二力平衡的条件是初中物理教学的重点,本节的重点是研究总结物体平衡的规律,规律教学应首先通过观察提出问题,然后通过实验研究问题,再对实验结果概括、总结得出规律.因此做好实验是本节课的重点和关键。
在理解教材和领会大纲的基础上,结合学生的实际和素质教育的需要,制定了以下目标:
1、 知识与能力
(1)理解物体平衡、二力平衡等一些相关概念。
(2)在教师的引导下通过实验归纳出二力平衡的条件,并予以掌握。
2、过程与方法
(1)经历由生活经验出发,基于实验的科学探究的过程。
(2)接受在知识结构框架中把握研究方向的方法。
(3)体会和初学从逆命题验证中找到充要条件的科学探究方法。
3、 情感与价值观
(1)创设教学环境和教学流程使学生勤于思辨。
(2)使学生树立思辨与实验相互印证的科学观。
(3)培养学生合作的精神。
第2节《二力平衡》评测练习
一、情境导入
牛顿第一定律:
一切物体在___________时,总保持____________或________________。
二、课堂探究
知识点1:
力的平衡
阅读课本第20页,完成下列问题:
1.放在桌面上的花瓶处于_______状态。
花瓶受到的力是_______和桌面对花瓶的_______。
2.在平直道路上匀速行驶的汽车处于___________状态。
在竖直方向上,汽车受到的力是_______和_______;在水平方向上,汽车受到的力是_______和_______。
3.物体不受力时会保持静止状态或匀速直线运动状态;在受力的情况下,物体有时也会保持_________状态或_________状态,即运动状态不变。
4.物体在受到几个力作用时,如果保持_______状态或______________状态,我们就说物体处于平衡状态.使物体处于平衡状态的这几个力叫_______力.
5.如果物体在两个力的作用下,保持_______状态,我们就说这二力平衡。
知识点2:
二力平衡
1、物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?
___________。
举例:
电梯受_______和向上的_______,起动时,速度越来越快。
2、如果物体只受到两个力,且物体处于平衡状态,这两个力应该满足什么样的条件呢?
猜想:
二力平衡可能与作用力的_______、_______、__________________等有关。
在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲、乙两组同学设计了不同的实验装置,木块与小车的质量相等,如图所示.____组同学选择的器材更加合理,其原因是:
___________________________。
(2)把小汽车放在 (填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,向两端的小盘里加砝码, 当两个盘内砝码的质量 (填“相等”或“不相等”)时,小车静止。
(3)保持两盘砝码质量相等,把小汽车扭转一个角度后松手,发现小车 ,这是由于小汽车所受的两个拉力F1和F2 。
(4)如果将小车从中间锯开,小车的两部分______________(能不能)平衡。
总结:
我分析实验现象得出二力平衡的条件是:
作用在_________的两个力,如果_________、_________,并且在______________________,这两个力就彼此平衡。
知识点3:
二力平衡条件的应用
1.根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以分析出作用在物体上力的大小和方向.
(1)如图1所示,吊在空中重为5N的电灯,静止不动时,电线对它的拉力是_______N。
(2)静止在桌面上的茶杯,茶杯受到_________与_________是一对平衡力。
(3)在平直道路上匀速行驶的汽车,汽车受到的重力与_________是一对平衡力;汽车受到的牵引力与_________是一对平衡力。
2.根据物体的受力情况判断物体的运动状态.
物体不受力或物体受平衡力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态.
例如,火车在平直的轨道
上行驶。
在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力_________阻力,火车将加速;如果牵引力_________阻力,火车将减速;如果牵引力_________阻力时,水平方向二力平衡,火车匀速直线前进.
练一练:
跳伞运动员在空中匀速竖直下落,降落伞和人共受重力为1000N,在此过程中伞和人受到空气阻力的大小为_________.
三、达标练习:
1.在下图的各图中,哪个图中的两个力能够平衡( )
2.如图2所示,用弹簧测力计上挂一物体,则物体的重力是_________N,物体受到的重力与_________是一对平衡力。
3.如图3所示,吊车以1m/s的速度将1×104N的重物匀速向上提起,这时钢索对重物的拉力大小是________N;若吊车改为以2m/s的速度使该重物匀速下降,则钢索对重物的拉力大小是________N,方向是________。
图3
4.小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上,当它倒挂在竹子上静止时,下列说法正确的是()
A.竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
B.小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
C.小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力
D.小熊猫很轻,其重力不需要平衡就能静止在空中
四、课堂总结 :
这节课的收获是:
还存在的问题是:
五、前置作业:
观察门前或浴室里的脚垫,是比较光滑还是比较粗糙?
思考为什么做成这样?
观察5-6名同学的鞋底,有什么共同特点。
第2节《二力平衡》课后反思
这节课我从身边常见事物入手,启发学生思考、引导学生提出问题,然后通过实验去验
证他们的猜想,学生反映良好,做到“从生活走向物理,从物理走向社会”。
在《牛顿第一
定律》的基础上进一步培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力,让学生会用物理的思维思
考问题,激发了学生学习物理的兴趣。
教学过程中,我根据相关知识的内在联系,利用学生已有的经验和知识,引导学生去主动参与探索新知识、发现新规律,这对学生加深理解旧知识,掌握新知识,培养学习能力是十分有效的。
本节课我是让学生在经验的基础上动手实践获得这一认知的。
针对学生实际情况在探究二力平衡的条件实验之前,引导学生提出下列问题:
1、二力平衡条件是针对两个力的关系,应该从哪些方面着手研究呢?
2、针对学生的主观臆断“作用点应该在同一点上”,提问:
作用点必须在同一点上?
3、针对学生的经验“方向相反”,提问:
方向方面只要相反够吗?
通过这样的训练,学生对受力分析有了基本的认识,大多数同学能够突破这个学习中的难点。
本节课讲解时我尽量让学生体会力和运动的关系;平衡力---平衡状态;非平衡力---非平衡状态。
怎样知道两个力是平衡力,然后学习平衡力的条件;最后平衡力的应用。
在探究一对平衡力和一对相互作用力时,我采用了
(1)请同学们站立,明确研究对象:
人所受到的平衡力;
(2)对自己所受力进行分析,并说出来;
(3)感受脚受到的支持力,分析人对地面的压力,着重强调这两个力的受力物体,从而分析出:
相互作用力是作用在两个物体之间、作用在对方的两个力(即对方是受力物体);
(4)感受人受到重力和支持力,受力物体都是人,从而分析出:
平衡力是作用在同一物体上的两个力,受力物体是同一个,这个结论很关键;
不足之处是让学生体会平衡力的条件生活经验不足,更应该举一些生活实际的例题。
第2节《二力平衡》课标分析
二力平衡是最简单受力平衡情况,是平衡态物体受力分析的基础。
在课程标准中:
二力平衡条件为认知C级,要求掌握并联系相关内容,解决简单问题。
实验B级,要求学会探究二力平衡的条件。
1、本节教材分为力的平衡的概念、二力平衡的条件和它的应用三部分。
从已学过的惯性定律入手,提出问题,分析得出我们周围的物体处于平衡状态时总是受到力的作用,从而引出力的平衡,再根据初中物理由研究最简单的情况入手,转入对二力平衡的研究,通过实验,一步步观察、分析得出二力平衡的条件,接着通过实例讲述了如何运用二力平衡条件分析问题、解决问题。
教材的这种编写思路,主要体现了编者以下意图:
符合初中学生实践—理论—实践的认知规律,其中通过实验,在学生观察、分析、综合、归纳和演绎的过程中,有效地获取知识、发展能力,并促进科学世界观和方法论的形成,充分体现了物理学以观察和实验为基础的学科特点。
2、力学是本册书中的重点内容,二力平衡又是力学中的重点之一,所以二力平衡条件是重中之重。
首先,本章前两节已学习了惯性定律和惯性现象,为学习二力平衡做了充分的知识准备。
其次,本节知识的学习和应用,为后面学习摩擦力和浮力等知识奠定了知识基础,也做好了思路和方法上的准备。
再次,通过实验,使学生的观察、分析、综合、归纳和演绎能力得到进一步加强,为今后研究问题奠定了能力基础。
因此,本节知识是联系新旧知识的纽带,在力学中起着承上启下的作用,是解决力学问题的理论基础。
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