六、二力平衡课堂实录【3】

【教学设计思路】

本节课整体思路是以知识为载体，以过程为主线，充分体现探索性，通过实验探究、逻辑推理、归纳总结等方式使学生从中理解物理知识，学会科学方法，以提高科学素养。

在环节设计上首先通过趣味立鸡蛋的活动引入新课，激发学生兴趣，然后利用日常生活中熟悉情景，对平衡物体进行运动状态和受力分析的讨论，从而建立平衡状态和平衡力的概念。然后让学生自主设计和选择实验方案探究二力平衡的条件，通过实际操作和对比观察，让学生在观察现象、解决问题、体验探究的过程中，实现知识的自我建构。最后让学生应用二力平衡条件解决分析生活中实际问题，体现从物理走向社会的科学理念，并培养学生应用知识解决实际问题的能力。

【教学目标】

1.知识与技能：

(1)通过观察和分析生活中的现象和实例,知道什么是平衡状态,什么是二力平衡； (2)通过实验探究，总结归纳出二力平衡条件；

(3)认识二力平衡的条件，学***衡的知识分析问题。

2.过程与方法：

让学生亲历二力平衡条件的实验探究过程，培养学生敢于猜想、大胆实践的创新精神，培养他们的观察能力、实验探究能力、分析概括能力和应用物理知识解决问题的能力。

3.情感态度与价值观：

在二力平衡条件的探究实验中，学会物理研究问题的科学方法和思想，提高学生的科学素质，培养学生的科学态度；通过观察生活中的平衡现象，初步领略自然现象中的美妙与和谐. 【教学重点难点】

1.教学重点：二力平衡的条件及其探究过程

2.教学难点：物体做匀速直线运动时的二力平衡及运用二力平衡的条件解决实际问题

【教学资源】

学生实验资源：二力平衡实验板、弹簧测力计、公仔、钩码、纸片、塑料片、细绳、鸡蛋

教师实验资源：多媒体课件

【教学过程】

一、导入新课

视频新闻——湖南长沙一名火车司机崔师傅挑战吉尼斯纪录，用最快的时间把鸡蛋立在铅笔尖上。

教师活动:让同学们从简单的挑战开始，比一比谁最快把鸡蛋立在桌面上。

学生活动：兴奋、踊跃地进行尝试

教师活动：说明立放鸡蛋应用的物理原理中包括本节课的“二力平衡”知识，并引入课题

（设计意图：从生活新闻引入，再通过充满趣味和挑战的活动让学生亲身感受和体验，激发学习动机和兴趣）

二、新课教学

（一）平衡状态和平衡力

1.平衡状态

教师活动：说明鸡蛋静止时保持运动状态不变，这种状态称为平衡状态。让学生列举教室内保持平衡状态的物体

学生活动：列举教室内静止平衡的物体——电灯、讲台、桌椅等

教师活动：播放视频投影幕下公仔，在屏幕带动下上升，提问学生：若公仔匀速上升或下降，它是否处于平衡状态？判断的依据是什么？

学生活动：思考、分析、回答

教师活动：归纳平衡状态包括二种情况，物体保持静止或匀速直线运动

（设计意图：以生活素材为基础，吸引学生注意，通过观察和分析身边的现象和实例,从而认识物体平衡的两种状态，使学生对平衡的概念和特征形成清晰的认识）

2.平衡力和二力平衡

教师活动：复习牛顿第一定律，提问学生：在什么条件下，物体将保持静止或匀速直线运动？上面讨论的鸡蛋和公仔是否受外力？受几个力？

学生活动：思考回答

教师活动：举例说明保持静止和匀速直线运动的物体可以是受二个力或多个力，并以受皮筋拉力的纸片为例，说明三个拉力的效果不同，但由于力的效果相互抵消，而使纸片保持静止，这种性质的力称为平衡力。

学生活动：听讲、思考

（设计意图：利用牛顿第一定律的前认知，在新旧知识的结合点设疑冲突；并通过皮筋形变的可视化，引导学生会根据力的效果判断力的存在，在通过说明皮筋拉力效果的相互抵消建立平衡力的概念）

（二）探究二力平衡的条件

1.猜想二力平衡的条件

教师活动：说明初中阶段只研究最简单的二力平衡，提问学生：当忽略重力时，如何让纸片只受二个力？在剪断其中一根皮筋的瞬间，纸片是否能保持平衡？

学生活动：思考回答

教师活动：让学生思考——纸片在剪断瞬间和最后静止时都是受到两个拉力（忽略纸片重力），那么两个拉力要满足怎样的条件才会让纸片平衡？

学生活动：思考，回答

教师活动：概括学生的回答，板书归纳学生对力的相关因素的猜想

（设计意图：通过纸片受二个拉力先运动最后静止的现象，引导学生猜想二力平衡的条件，启发学生根据已知的力三要素知识进行合理、有依据的猜想）

2.设计探究实验方案

教师活动：介绍实验器材，让学生从纸片和塑料片中选择研究对象，并根据提供的器材，让各小组讨论如何设计实验方案，通过实验证明二力平衡要满足的四个条件。

学生活动：学生讨论方案

教师活动：在小组间巡回指导

（设计意图：采用“引导—合作—探究”的学习方法，小组进行合作讨论，自己确定实验对象和实验方案，自己独立完成实验。）

3.进行实验，探究静止物体二力平衡的条件

学生活动：根据小组讨论的实验方案，相互协作，依次探究二力平衡条件的四个猜想是否成立。

教师活动：对各小组的实验进行巡堂指导，用手机拍摄各小组实验过程的典型照片。

（设计意图：让学生充分进行动手实验，在实验中培养学生的动手操作能力和自主合作学习能力）

4.实验交流、评估

学生活动：请某个小组学生展示汇报探究过程

教师活动：针对探究平衡二个力的方向是否要在同一直线的实验操作，用照片展示其它小组的不同方案，让学生讨论哪种方案正确。

学生活动：观看、思考、回答

教师活动：归纳探究两个力的方向不在同一直线时，应怎样操作才能保证两个力方向相反。

教师活动：提示如果提供一把剪刀，如何验证两个力要作用在同一物体上这个条件。

学生活动：思考、回答

教师活动：针对各小组选择研究对象的不同，通过演示和对比观察，引导学生思考选择研究对象要注意什么

学生活动：思考、讨论和回答

（设计意图：引导学生对实验方案的设计进行评估，学习科学的探究方法，帮助学生树立良好的科学态度，养成严谨的科学习惯）

5.探究匀速运动的物体二力平衡的条件

教师活动：提出问题——刚才研究的物体静止时二力平衡条件，是否也适用于物体受二个力保持匀速直线运动状态的情况？并以提着公仔匀速上升为例，通过对公仔的受力分析，让学生自主设计实验，验证对拉力和重力的大小关系的猜想。

学生活动：设计实验，验证猜想

（设计意图：给学生提供更多体验的情境和机会，放手让学生根据提供的器材进行实验探究，然后汇报交流，充分发挥学生的主动性）

教师活动：请一个小组上台演示是如何进行实验的，并通过问题的不断追问，让学生理解测力计所测实际是拉力大小，而根据拉力大小获知物体重力大小就是应用物体静止时二力平衡的条件，

学生活动：汇报的同学在老师的追问下思考、回答，其它同学听讲和积极思考，。

（设计意图：把习题融在实验中，通过问题串的设计，让学生思考弹簧测力计测量物体重力的原理是什么，让学生动手的同时需要动脑，使实验与思维同步，并渗透等效替代的思想方法）

教师活动：引导学生回想在提公仔上升过程中，拉力大小是否始终都等于公仔的重力大小

学生活动：思考、回答，重新实验再细心观察

（设计意图：培养学生在实验中对细节的观察能力，并为下节课学***衡力和运动的关系打下伏笔）

教师活动：针对学生在前面实验时控制公仔匀速上升的困难，介绍用电动机、传感器和光电门制作的实验装置，可以通过电动机确保钩码做匀速运动，并用传感器和光电门可分别测出钩码所受拉力和钩码运动速度的大小，并显示在屏幕上。

学生活动：观察演示器材、听讲

教师活动：先让学生猜想钩码匀速上升或匀速下降时拉力大小与钩码重力的大小关系？再让同学们观察演示实验并验证猜想

学生活动：观察演示实验视频并回答

教师活动：再提出如果钩码上升的速度变大，所受拉力是否会变大，再让学生先猜想再观察演示。

学生活动：观察演示实验视频并回答

教师活动：归纳无论是受二个力保持静止或匀速直线运动的物体，均需满足等大、反向、共线、同体四个条件。

（设计意图：若只探究静止状态下二力平衡的条件，则无法说明由静止得出的二力平衡条件是否适用于匀速直线运动状态，为有效突破这一教学难点，先增加学生用测力计提钩码匀速运动的体验活动，再通过DIS实验系统实现信息技术与教学的整合，从而探究匀速运动时二力的大小关系，使二力平衡条件更准确可信）

（三）二力平衡条件的应用

1．下列哪组中的两个力相互平衡（ ）

2.起重机的钢丝绳吊着5000N重物在空中静止不动，则钢丝绳的拉力将

5000N，当重物匀速上升时，则钢丝绳的拉力将 5000N，重物匀速下降时钢丝则钢丝绳的拉力将 5000N。（填“大于”“等于”或“小于”）（忽略空气阻力）

（设计意图：巩固二力平衡的基础知识，培养学生能通过分析物体是否受平衡力，来判断物体能否保持平衡状态；也能根据物体运动状态，判断物体受力的关系，对学生进行思维训练）

3.解释“鸡蛋立笔芯”“演员走钢丝”中二力平衡的知识

教师活动：通过对鸡蛋和演员的受力分析，使学生明白不断调整鸡蛋或金属杆的目的是使重力的作用线通过支撑点，让重力方向和支持力方向在一条直线上。说明二力平衡条件是成功立放鸡蛋的条件之一

学生活动：思考、分析受力，回答。

4．魔术“火柴悬浮”揭秘

教师活动：提出反例，让学生思考物体只受一个力能否处于静止状态，并现场表演火柴悬浮魔术，让学生分析原因

学生活动：观看老师表演，猜想原因。

教师活动：让学生拿出事先放好的魔术道具，亲身体验

学生活动：玩魔术、发现魔术的秘密

教师活动：说明学习科学知识作用是让我们学会理性的分析和思考生活中的现象

（设计意图：学以致用，让物理知识回归社会与生活，用于分析生活中的实际问题；通过对鸡蛋和演员的受力分析，培养学生解决问题的思维习惯。并通过火柴悬浮的反例让学生明白学习科学知识可以帮助我们理性的分析问题）

（四）小结 教师活动:小结本节课知识，并介绍英国艺术家格雷用石头的平衡给我们带来艺术之美

【板书设计】

静止

平衡状态

受平衡力

匀速直线运动

（二力平衡）

大小相等？

方向相反？

作用在同一直线？

作用在同一物体？

7.3 二力平衡