平衡力作用下物体的运动
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 理解并掌握二力平衡的条件;
(2) 理解伽利略理想实验原理,学会牛顿第一定律实验的探究方法; (3) 理解并掌握牛顿第一定律的内容。 2. 过程与方法
经过举例理解并掌握二力平衡的条件,通过实验探究得出牛顿第一定律。
3. 情感、态度和价值观
形成从实际现象中分析并获得物理规律的推理意识。 【仪器材料】 书本、铅笔、毛巾、木板、光滑玻璃 授课时间: 1课时 【 教学过程 】
一、复习提问 提问:什么是合力与分力?
提问:同一直线上方向相反的两个力怎么求合力? 二、新课引入 小聪和小明在光滑的冰面上沿同一直线去拉静止的小车,在下列情况下,小车将怎样运动呢?
1. 小聪和小明都向右拉小车,小车将向____方向运动。 2. 小聪比小明用力小,小聪向左拉,小明向右拉,小车将向_______方向运动。
3. 小聪和小明用大小相等,方向相反的力拉小车,小车所受的合力为_______ ,静止的小车将________。 (从而引入二力平衡课题。)
三、二力平衡
定义:同时作用在物体上的两个力,若大小相等,方向相反,作用在同一直线上,我们就说这两个力为一对平衡力,称为二力平衡。 上题第 3 题中,小聪和小明对小车的拉力是一对平衡力,可以看出小车原来静止,在平衡力的作用下,小车仍然保持静止状态,因此平衡力不改变物体的运动状态。
二力平衡的现象到处可见,下图中的船舶和汽车有平衡力的作用,请同学们找出它们所 回答: 1. 重力和浮力;
受的平衡力(图9-2-3、图9-2-4)。 2. 重力和支持力。
请同学们找出平时生活当中的二力平衡
的事例。 如在空中匀速下降的降落伞、静止在地面的课桌等。
学生举出一些例子。 由事例可以看出,若同时作用在物体上只有两个力,且此二力平衡,因合力为零,就等效于物体上没有外力的作用。 在一般情况下,物体会同时受到几个力的作用,若这几个力的作用效果相互抵消,即合力为零,就称这几个力为平衡力,等效于物体上没有受到外力的作用。
四、实验探究:牛顿第一定律 (一)提出问题:一个没有受到外力作用 的物体将会怎样运动呢?
(二)根据物理现象提出猜想
如图9-2-3所示安臵的两个光滑的斜面,当球从左边一个斜面的顶端滚下后,通过光滑的平面BC,会沿对面的斜面上滚,观察表明, 小球几乎能上滚到原来的高度。
逐步减少右边斜面的斜度,球仍差不多到达原来高度。
若把右边的斜面放平,斜面像冰面那样光滑,并有足够长度,小球会滚多远呢?
学生猜想:小球会不停地 运动下去。 (三)实验
在水平桌面上把书本一端垫高,形成一个 斜面,让圆柱形的铅笔从顶部沿斜面滚下底
端,分别在水平桌面上铺上毛巾、木板、光滑玻璃,比较铅笔经过这些面上的运动情况。 学生动手操作,带着问题 做实验。
(四)推理与讨论
铅笔在______面上运动距离最长 , 在 ______面上运动距离最短 , 如果用比玻璃更
光滑的平面取代水平面 , 铅笔在这个面上运动的距离将比在玻璃面上运动的距离更______。 铅笔在水平面上最终停下来的原因是________。 设想如果用一个没有摩擦的面取代水平面 , 铅笔在这个面上运动的距离
将会怎样? 回答:光滑玻璃;毛巾; 回答:远;水平面有摩擦力。 (五)结论
铅笔从斜面顶端运动到底端,在没有摩擦的水平面,受的合力为零,因此铅笔在水平面
上将一直运动下去。
伽利略从自己的实验中,进行推理得到的结论是:运动的物体,如果不受力的作用(或合力为零),它的速度将保持不变,永远运动下去。 (六)牛顿第一定律
一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。 不受力的物体是不存在的,只要在平衡力(合外力为零)作用下,物体总保持静止或匀速直线运动状态。 (七)平衡状态
1. 物体保持静止或匀速直线运动,就说这个物体处于平衡状态。 2. 处于平衡状态的物体受到各个力的合力一定为零。
3. 处于平衡状态的事例:房屋、桥梁、起重机、路上匀速行驶的汽车等。
学生自己举例。 五、课堂小结 本节课我们学习了二力平衡的概念,通过伽利略的理想实验和同学们的探
究实验,体验到了在实验的基础上进行合理推理的实验方法的作用,并且得出 了牛顿第一定律。大家完成课后练习,帮助自己更好地理解本节课所学内容。 六、课后作业 学生活动手册的练习。 【 实践活动 】
在百科全书或互联网上查找有关牛顿和伽利略的资料,制作一份关于两位伟大科学家的小报告。 【 板书 】
第二节 平衡力作用下物体的运动 一、二力平衡
同时作用在物体上的两个力,若大小相等,方向相反,作用在同一直线上,我们就说这两个力是一对平衡力,称为二力平衡。 二、实验探究:牛顿第一定律 (1) 猜想: (2) 制定方案:
(3) 结论:运动的物体,如果不受力的作用(或合力为零)它的速度将保持不变,永远运动下去。
(4) 牛顿第一定律:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。