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二力平衡的条件教学设计【导入】［课前叫一位同学上来表演“单脚站立”，看他能坚持多长时间，一会儿，该同学失去了平衡］【师】刚才这位同学失去了平衡，什么叫平衡呢？（静止状态）【师】你在匀速行驶的公交车上能表演“单脚站立”吗？（能）【师】如果汽车速度不变，转了个弯，你还能维持“单脚站立”吗？（不行）【师】谁来说说物体的平衡状态包括哪两种状态？（静止状态或匀速直线运动状态）【师】很好。还是回顾一下牛顿第一定律，但第一定律说物体在怎样的条件下，可以维持静止状态或匀速直线运动状态？（不受外力的情况下）【师】那刚才这位同学单脚站立时有没有受到外力呢？（受到外力了）【师】你能说出他受到了哪些外力吗？（重力，地面给他的支持力）【师】牛顿第一定律告诉我们力是改变物体运动状态的原因。为什么物体受到两个力，物体运动状态反而不变呢？（这两个力的作用效果正好相反，互相抵消了）【师】很好，这位同学看清了问题的本质，在现实生活中，物体往往同时受多个力的作用，而处于静止或匀速直线运动状态。我们称物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡。【师】在受力的前提下，一个物体提要保持平衡状态，至少需要几个力？（两个力）【师】如果物体在两个力的作用下达到平衡状态，我们就说这两个力互相平衡，二力平衡是最简单的力的平衡。【师】那物体受到两个力是不是一定就会平衡呢？（不一定，两匹马拉一架马车，马车的速度改变得更快）【师】那作用在物体上的两个力，需要满足怎样的条件才能使物体平衡呢？（两个力的大小应该相等）【师】很好，这样力的作用效果才有可能抵消。（应该作用在同一物体上）【师】有道理，如果作用在不同物体上，力的作用效果肯定是不能抵消的。（方向应该相反）【师】是不是两个大小相同的力作用在同一个物体上，方向相反就一定会平衡了呢？［教师也是我方向盘时的动作，一只手握在方向盘的左边，另一只手握在方向盘的右臂，两只手用力大概相等，方向相反，方向盘却转动了起来，并没有维持在平衡状态］（两个力在同一直线上）【师】很好，两个力必须同时作用在物体的重心上，才能使力的效果完全抵消，当两个方向相反的力，同时作用在重心上，相当于两个在同一直线上。因此我们猜想两个力要互相平衡，必须满足这三个条件。但这还只是我们的经验之谈，要将它上升为科学结论，必须经过实验的验证，那我们应该怎样设计实验来验证二力平衡的条件呢？【师】首先请同学们说一说实验的思想？（我觉得可以采用对照的实验思想，通过破坏我们要研究的平衡条件，再看物体能否继续维持在平衡状态）【师】有道理，那如何设置对照组呢？（可以进行前后对照）【师】如何排除其他因素的干扰呢？（在原先平衡的基础上，每次只破坏一个条件）【师】很好，接下来就请同学们前后四人一小组，设计实验方案，使之能验证我们提出的猜想。（学生讨论，活动）［学生实验方案预测:在力的大小的改变和控制上，肯定有的同学会想到用弹簧测力计，教师要循问他们如何用弹簧测力计控制力的大小一定；在受力物体的选择上，肯定有的同学会想到用小车；在如何改变力的方向问题上，学生会有困难，教师要加以指导］【师】下面请各小组代表上来汇报一下你们的实验设计。（学生汇报，教师指点）［教师拿出实验室验证二力平衡条件的实验仪器］【师】同学们看，这就是我们实验室验证二力平衡条件的实验仪器，同学们看他是如何改变和控制力的大小的？（通过增减钩码）【师】看，是不是很方便。当然研究力的方向是否要在同一直线上时，如何破坏呢？（可以扭转小纸片，这样力的方向就不在同一直线上了）【师】如果我要改变力的方向，使他们朝一个方向时，该怎么做？（将纸片向下拉，这样力的方向都朝上了）【师】如果要研究是否一定要作用在同一个物体上该怎么办？（用剪刀将小纸片剪成两段）【师】同学们看这个实验是不是设计的很精巧，很便捷。接下来我们就来用这个仪器探究一下。（教师演示各个条件的探究过程）【师】经过了实验的验证，我们刚才的猜想就上升为科学结论:两个力要平衡，必须满足哪三个条件？（①大小相同，②方向相反且在同一条直线上③作用在同一个物体上）【师】简称等大，反向，共线，同体。【师】提到等大，反向，共线，同学们能不能想到前面学习的哪一种力也具有类似的性质？（相互作用力）【师】很好，你能举出一对相互作用力的例子吗？（火箭对空气产生一个向后的推力，空气反过来对火箭产生一个向前的推力）【师】那请同学们思考一下，相互作用力和二力平衡之间有什么区别吗？（相互作用力作用在相互作用的两个物体上，平衡力作用在同一个物体上）【师】很好，相互作用力是分别作用在两个物体上的，而平衡力则是作用在同一个物体上的，只有作用在同一个物体上的两个力才能讨论他们之间是否能够平衡，而分别作用在两个物体上的两个力是不能讨论他们能否平衡的，这是相互作用力和平衡力之间的最根本区别。【师