§8.2《二力平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)
★整體設(shè)計(jì)說(shuō)明★
本課重視生活實(shí)際，是“牛頓第一定理”的深入，同時(shí)較好的滲透了“力與運(yùn)動(dòng)”的關(guān)系。通過(guò)備考“牛頓第一定理”，展示生活現(xiàn)象，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“二力平衡”的條件。這樣不但充分彰顯的化學(xué)始于生活而用于生活的特征，教學(xué)目標(biāo)也自然能達(dá)到了。
★教材剖析★
本課安排在學(xué)習(xí)《牛頓第一定理》之后，學(xué)習(xí)《摩擦力》之前。
一、教材的地位和作用
1．本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了牛頓第一定理和慣性以后，對(duì)力的平衡進(jìn)行研究，包括其定義和探究二力平衡的條件。
2．這一節(jié)內(nèi)容是對(duì)牛頓第一定理進(jìn)一步的闡釋（不受力和受平衡力），也為旁邊學(xué)習(xí)磨擦力、壓強(qiáng)和壓強(qiáng)奠定了重要的基礎(chǔ)，二力平衡或說(shuō)力的平衡是剖析熱學(xué)問(wèn)題不可缺乏的理論和技巧，所以本節(jié)課是整個(gè)九年級(jí)的重點(diǎn)。
3．科學(xué)探究是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，它一種以問(wèn)題為載體、以主動(dòng)探究為特點(diǎn)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，是中學(xué)生在班主任的指導(dǎo)下，在學(xué)習(xí)中自主地發(fā)覺(jué)問(wèn)題、探究問(wèn)題、獲得推論的過(guò)程。本節(jié)還安排了《探究二力平衡的條件》，讓中學(xué)生在自我探究過(guò)程中培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)造性思維的能力，迸發(fā)中學(xué)生的探究意識(shí)力的平衡教學(xué)設(shè)計(jì)，有利于充分發(fā)揮中學(xué)生的主體作用，挖掘中學(xué)生的潛能,培養(yǎng)其創(chuàng)造思維能力。本探究還為中學(xué)生提供了一種研究問(wèn)題的新方式，即：忽視次要誘因，捉住主要誘因。
★教法建議★
本課有三個(gè)內(nèi)容：平衡狀態(tài)；二力平衡的條件；二力平衡的應(yīng)用。一些中學(xué)生對(duì)“牛頓第一定理”中的“物體不受力”的理解力的平衡教學(xué)設(shè)計(jì)，逗留在死記硬背，且不能否運(yùn)用該定理來(lái)解決遇到的問(wèn)題。對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而言，物體“受平衡力”與物體“不受力（合力為0）”是等效的。因而加深對(duì)“力與運(yùn)動(dòng)”的理解。所以本節(jié)課班主任要按照中學(xué)的條件，靈活設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓中學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中把握。探究過(guò)程彰顯了班主任的指導(dǎo)作用，中學(xué)生的主導(dǎo)作用，培養(yǎng)中學(xué)生在復(fù)雜情形下，通過(guò)分類的方式，使思路清晰上去，并逐漸總結(jié)出規(guī)律的能力。
★學(xué)情剖析★
中學(xué)生早已有了初步的畫(huà)力的示意圖的能力，了解了“牛頓第一定理”，曉得力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的誘因，但對(duì)物體受力時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變及怎樣改變，并不清楚；同時(shí)對(duì)一些比較陌生的物體情景下的物體受力剖析還很模糊。本節(jié)課培養(yǎng)中學(xué)生依據(jù)物體所處的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行受力剖析，突破相關(guān)的謎團(tuán)。
★學(xué)法引導(dǎo)★
放手讓中學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真觀察，同時(shí)深入思索，之后小組朋友之間互相討論交流，歸納總結(jié)。這樣來(lái)學(xué)習(xí)，既滿足了中學(xué)生的好奇心，也鍛練了動(dòng)手能力、溝通能力，自然也加深了對(duì)內(nèi)容的理解。
★教學(xué)目標(biāo)★
1.根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)平衡力和平衡狀態(tài)的概念，會(huì)判定物體遭到的力是否為平衡力。
2.經(jīng)歷探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，歸納、總結(jié)出推論。
3.會(huì)借助二力平衡的知識(shí)剖析解決實(shí)際問(wèn)題。
★重點(diǎn)難點(diǎn)★
重點(diǎn)：（1）二力平衡條件；（2）按照平衡狀態(tài)剖析物體的受力情況。
難點(diǎn)：分辨“二力平衡”與“相互斥力”。
★課時(shí)安排★
1課時(shí)
★教學(xué)過(guò)程★
一、新課引入（約3分鐘）
情境創(chuàng)設(shè)：（靜止在桌面上的花瓶，正在勻速吊裝的物體，正在勻速直線前進(jìn)的車(chē)輛等）
班主任：剛剛我們所見(jiàn)到畫(huà)面里的物體的運(yùn)動(dòng)有些哪些特征？
中學(xué)生：保持靜止?fàn)顟B(tài)或在做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
班主任：她們?yōu)楹螘?huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢？回顧備考牛頓第一定理的內(nèi)容。
中學(xué)生回答。
班主任：既然物體在不受外力作用時(shí)，要保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這么，我們能不能說(shuō)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體就不受外力的作用呢？生活中有沒(méi)有遭到兩個(gè)力的作用且又能保持靜止?fàn)顟B(tài)的物體呢？有沒(méi)有遭到兩個(gè)力的作用勻速上升的物體呢？或則一個(gè)物體遭到多個(gè)力的作用也能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢？
中學(xué)生小組討論、舉例。
班主任從朋友們舉例中選出兩個(gè)實(shí)例：
①靜止在桌面上的花瓶，遭到重力和支持力的作用而保持靜止。
②正在馬路上作勻速直線運(yùn)動(dòng)的車(chē)輛。
請(qǐng)2名朋友上臺(tái)畫(huà)出上述兩例中物體的受力示意圖。
實(shí)驗(yàn)證明：物體在遭到外力作用的時(shí)侯，也才能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【設(shè)計(jì)意圖】課始，通過(guò)對(duì)上節(jié)課內(nèi)容的回顧，提出新的問(wèn)題，引起中學(xué)生的思索，通過(guò)中學(xué)生討論互相啟發(fā)，引出本課課題。
二、新課講解
1．平衡狀態(tài)與二力平衡（約2分鐘）
班主任：假若物體遭到力作用的時(shí)侯，也才能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們稱之為“平衡狀態(tài)”，物體在遭到幾個(gè)力作用時(shí)，假若物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這幾個(gè)力互相平衡。假若物體只受兩個(gè)力的作用，使物體處于平衡狀態(tài)，這就是二力平衡。
2．探究二力平衡的條件（約20分鐘）
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)討論：
（1）須要選哪些器材？
（2）怎樣改變貨車(chē)兩端拉力的大小？
（3）怎樣改變貨車(chē)兩端拉力的方向？
（4）怎樣按照貨車(chē)的狀態(tài)來(lái)判定“二力平衡”？
（5）表格設(shè)計(jì)。
引導(dǎo)中學(xué)生分組討論：
（1）貨車(chē)、鉤碼等；
（2）通過(guò)改變鉤碼的數(shù)目來(lái)改變兩端拉力的大小；
（3）通過(guò)扭轉(zhuǎn)貨車(chē)，改變拉力的方向；
（4）當(dāng)貨車(chē)處理靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，則覺(jué)得這兩個(gè)力平衡了。
（5）表格設(shè)計(jì)：
活動(dòng)一：研究在改變物體受力大小的情況下，物體在水平方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：中學(xué)生分別用手使貨車(chē)靜止在桌面上，先后改變鉤碼的個(gè)數(shù)，放手后，請(qǐng)朋友觀察貨車(chē)是否還靜止不動(dòng)？若運(yùn)動(dòng)，貨車(chē)向那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？
中學(xué)生邊做實(shí)驗(yàn)，邊填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)記錄單。（內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得到推論）
中學(xué)生匯報(bào)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和所得到的推論。
師生互動(dòng)：剖析二力平衡的條件——兩個(gè)力的大小關(guān)系。
得到推論：要使兩個(gè)力互相平衡，兩個(gè)力的大小必須相等。
活動(dòng)二：研究在改變物體受力方向的情況下，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將貨車(chē)扭轉(zhuǎn)一定的角度后，拉力的方向發(fā)生改變了，且不在同仍然線上。觀察貨車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀況，并注意兩根綿線最后在不在同一條直線上。
中學(xué)生邊做實(shí)驗(yàn)，邊填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)記錄單。（內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得到推論）
中學(xué)生匯報(bào)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和所得到的推論。
師生互動(dòng)：剖析二力平衡的條件——兩個(gè)力是否須要作用在同一條直線上。
得到推論：要使兩個(gè)力互相平衡，兩個(gè)力必須方向相反，且作用在同一條直線上。
綜合討論：
班主任：作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，須要滿足什么條件就是二力平衡了呢？
中學(xué)生：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，且作用在同一條直線上，二力能夠平衡。
班主任：本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)該裝置有沒(méi)有要改進(jìn)的地方？請(qǐng)朋友們討論一下實(shí)驗(yàn)方案。
中學(xué)生舉辦探究活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案。
班主任對(duì)中學(xué)生匯報(bào)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并從中選出一個(gè)最佳方案。
可以用硬紙片取代貨車(chē)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如右圖：
【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，小組合作實(shí)驗(yàn)、討論交流，總結(jié)得出“二力平衡”的條件，重視知識(shí)的生成過(guò)程。
班主任：力的作用是互相的，“作用力與反斥力”的關(guān)系與“二力平衡”有什么優(yōu)缺點(diǎn)？
中學(xué)生：
比較
二力平衡
互相斥力
相同點(diǎn)
（1）大小
（2）方向
（3）是否共線
不同點(diǎn)
（1）是否同體
（2）同時(shí)性
一個(gè)力消失，另一個(gè)力
同時(shí)
3．二力平衡的應(yīng)用
班主任：受兩個(gè)力的物體，假若處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則這兩個(gè)力有哪些特征？
中學(xué)生：這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力。這個(gè)物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同仍然線上。
班主任：假如兩個(gè)力為平衡力，則物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變嗎？“力一定會(huì)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”這句話對(duì)嗎？
中學(xué)生：受平衡力作用的物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變，物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；所以物體遭到了力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一定會(huì)發(fā)生改變。
班主任：二力平衡條件對(duì)我們有哪些好處？你可以借助這種知識(shí)解決什么問(wèn)題？
中學(xué)生合作討論，并回答交流。歸納：只要改變其中一個(gè)力的大小、改變其中一個(gè)力的方向、讓二力不是作用在同一條直線上或作用在同一個(gè)物體上，能夠改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)提出需求，引導(dǎo)中學(xué)生討論“二力平衡”的應(yīng)用，加深對(duì)“力與運(yùn)動(dòng)”的理解。
三、課堂小結(jié)（約2分鐘）
讓中學(xué)生歸納這節(jié)課學(xué)到的知識(shí)。
四、課堂例題（約5分鐘）投影
1．一輛重為1.5×104N的小車(chē)輛，當(dāng)它以60km/h的速率在水平橋面上勻速行駛時(shí)遭到牽引力為2000N，這么車(chē)輛遭到的阻力為_(kāi)____N；當(dāng)它停在水平橋面上時(shí)，它遭到的支持力為_(kāi)____N。
2．在“探究二力平衡條件”的活動(dòng)中，主要是通過(guò)探究力對(duì)物體的作用療效來(lái)實(shí)現(xiàn)探究目的的。如右圖所示是可供選擇的兩種探究方案。
（1）圖A的探究方案中研究對(duì)象是小卡片，圖B的探究方案中研究對(duì)象是；
（2）小光選擇了圖A所示的探究方案。他將系于小卡片兩對(duì)角的細(xì)線分別越過(guò)左右支架上的滑輪后，就在兩線端掛上鉤碼。這是用于探究?jī)蓚€(gè)力的和對(duì)物體平衡的影響；
（3）探究活動(dòng)中還要求要把小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，之后再松手。這樣做的目的是用于探究不在上的兩個(gè)力對(duì)物體平衡的影響。
（4）兩個(gè)探究方案相比較，你覺(jué)得那個(gè)方案的探究過(guò)程對(duì)實(shí)驗(yàn)推論的影響小一些？為何？
兩道例題，讓中學(xué)生快速思索回答，老師做適當(dāng)點(diǎn)評(píng)。
五、達(dá)標(biāo)測(cè)試（約10分鐘）教案
讓中學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)單獨(dú)完成達(dá)標(biāo)測(cè)試的8道題，對(duì)中學(xué)生錯(cuò)誤的題目進(jìn)行講解。
六、布置作業(yè)（約1分鐘）
【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)中學(xué)生自己總結(jié)和歸納，以及達(dá)標(biāo)測(cè)試演習(xí)、課后作業(yè)等方法，是運(yùn)用不同的手段來(lái)考評(píng)評(píng)價(jià)中學(xué)生這節(jié)課所學(xué)的知識(shí)技能與思想方式的把握情況。
★板書(shū)設(shè)計(jì)★
一、平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
二、二力平衡
1．作用在同一物體上的兩個(gè)力，假如大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上，則這兩個(gè)力互相平衡。
記憶：同體、等值、反向、共線。
2．二力平衡與互相斥力的主要區(qū)別：是否同體。
三、二力平衡的應(yīng)用
★教學(xué)反省★
本節(jié)課通過(guò)觀看視頻、演示實(shí)驗(yàn)和中學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，把要研究的化學(xué)現(xiàn)象生動(dòng)地詮釋在中學(xué)生的面前，使中學(xué)生通過(guò)平時(shí)熟知的生活現(xiàn)象，了解其背后的數(shù)學(xué)規(guī)律。使其倍感驚奇，形成疑惑，導(dǎo)致思維，迸發(fā)興趣。為了化解本節(jié)課的難點(diǎn)突出重點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓中學(xué)生經(jīng)歷“提出問(wèn)題──實(shí)驗(yàn)探究──交流評(píng)估”這一個(gè)性化的過(guò)程，去主動(dòng)突破教學(xué)重難點(diǎn)，通過(guò)與“相互斥力”的對(duì)比，分析易錯(cuò)點(diǎn)，使中學(xué)生“不僅知其然，但是知所以然”。
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