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八年級(jí)物理大單元設(shè)計(jì)第八單元《運(yùn)動(dòng)和力》單元概述【單元內(nèi)容】本章在第一章“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”和第七章“力”的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的初步知識(shí)。它具有承上啟下的作用,既是上一章所學(xué)力學(xué)知識(shí)的延續(xù),又是繼續(xù)學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”“浮力”等各章的預(yù)備知識(shí),同時(shí)更是學(xué)生在高中階段進(jìn)一步學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)和力是人們?cè)谏a(chǎn)和生活中經(jīng)常接觸到的物理現(xiàn)象。早在兩千多年以前人們就開始研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,直到伽利略和牛頓時(shí)代,這個(gè)問(wèn)題才得以解決。運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題不僅深化了人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí),而且體現(xiàn)了科學(xué)研究的基本方法,對(duì)人類的思維發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。我們知道,牛頓第一定律是經(jīng)典力學(xué)的核心內(nèi)容之一,它指出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。教科書把牛頓第一定律放在十分重要的位置,它是本章乃至整個(gè)初、高中物理課程的基礎(chǔ)。本章的章首圖展示的是跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員整個(gè)身體在空中飛行的姿態(tài)。運(yùn)動(dòng)員在空中飛行時(shí)受到重力和空氣阻力的作用。在空中飛行時(shí),運(yùn)動(dòng)員身體前傾,與滑雪板幾乎平行,這是為了減少空氣阻力,同時(shí)能更好地運(yùn)用飛行中的空氣升力,延長(zhǎng)空中停留時(shí)間,以便能跳躍更遠(yuǎn)的距離。我們利用此情境意在引發(fā)學(xué)生思考運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題。本章知識(shí)圍繞牛頓第一定律展開,教科書通過(guò)演示阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響,引出牛頓第一定律。牛頓第一定律描述的是物體在不受力的作用時(shí)的理想狀況;而現(xiàn)實(shí)世界中,不受力的物體是不存在的,由此引出物體在受力平衡時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。在測(cè)量摩擦力時(shí),需要用到二力平衡的知識(shí),因而把摩擦力知識(shí)安排在本章“二力平衡”后教學(xué)。【課標(biāo)要求】本章內(nèi)容屬于課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)內(nèi)容的第二個(gè)主題“運(yùn)動(dòng)和相互作用”,是該主題下的二級(jí)主題“機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力”中的部分內(nèi)容。內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)要求如下:2.2.4能用示意圖描述力。會(huì)測(cè)量力的大小。了解同一直線上的二力合成。知道二力平衡條件。例5分析靜止在水平桌面上杯子的受力情況。2.2.5通過(guò)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理,認(rèn)識(shí)牛頓第一定律。能運(yùn)用物體的慣性解釋自然界和生活中的有關(guān)現(xiàn)象。例6了解伽利略在探究與物體慣性有關(guān)問(wèn)題時(shí)采用的思想實(shí)驗(yàn),體會(huì)科學(xué)推理在科學(xué)研究中的作用。例7能運(yùn)用慣性,解釋當(dāng)汽車急剎車、轉(zhuǎn)彎時(shí),車內(nèi)可能發(fā)生的現(xiàn)象,討論系安全帶等保護(hù)措施的必要性?!締卧獙W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn),確認(rèn)阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。2.經(jīng)歷建立牛頓第一定律的科學(xué)推理過(guò)程,認(rèn)識(shí)牛頓第一定律。3.能通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)和大量事實(shí)認(rèn)識(shí)一切物體都具有慣性。能用物體的慣性解釋生活和自然中的有關(guān)現(xiàn)象。4.依據(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)判斷物體受到的力是否為平衡力。5.經(jīng)歷探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,歸納、總結(jié)出結(jié)論。6.會(huì)利用二力平衡的知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題。7.明確力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,并會(huì)利用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行受力分析。【單元情境】跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員整個(gè)身體在空中飛行的姿態(tài)。運(yùn)動(dòng)員在空中飛行時(shí)受到重力和空氣阻力的作用。在空中飛行時(shí),運(yùn)動(dòng)員身體前傾,與滑雪板幾乎平行,這是為了減少空氣阻力,同時(shí)能更好地運(yùn)用飛行中的空氣升力,延長(zhǎng)空中停留時(shí)間,以便能跳躍更遠(yuǎn)的距離?!緦W(xué)習(xí)導(dǎo)航】單元名稱學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時(shí)力和運(yùn)動(dòng)1.探究建構(gòu)牛頓第一定律、慣性22.應(yīng)用遷移二力平衡23.重構(gòu)拓展力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1【學(xué)法指導(dǎo)】1、教學(xué)中應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)探究與科學(xué)推理相結(jié)合的方法,使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析,以及科學(xué)的想象和推理,合理推測(cè)、總結(jié)規(guī)律,以此培養(yǎng)觀察實(shí)驗(yàn)、科學(xué)推理的能力。2、通過(guò)對(duì)生活中實(shí)例的觀察與分析,引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)、應(yīng)用二力平衡條件。【分節(jié)或者知識(shí)點(diǎn)】牛頓第一定律和慣性【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn),確認(rèn)阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。2.經(jīng)歷建立牛頓第一定律的科學(xué)推理過(guò)程,認(rèn)識(shí)牛頓第一定律。3.能通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)和大量事實(shí)認(rèn)識(shí)一切物體都具有慣性。能用物體的慣性解釋生活和自然中的有關(guān)現(xiàn)象?!菊n堂引入】觀看視頻,觀察思考。視頻1:狗狗滑滑板我們發(fā)現(xiàn):滑滑板時(shí),腳蹬地,滑板快速向前滑動(dòng),如果不蹬地,它最終會(huì)停下來(lái)。視頻2:踢足球我們發(fā)現(xiàn):踢足球時(shí),用力踢足球,足球想前滾動(dòng),如果不踢它,足球會(huì)慢慢停下來(lái)。引導(dǎo)學(xué)生思考:如果要讓物體運(yùn)動(dòng),是不是一定要施加外力呢?【使用說(shuō)明】激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,主動(dòng)思考,引起對(duì)“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的思考。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思考能力。通過(guò)歷史上兩位名人對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的探討,從而引導(dǎo)學(xué)生探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。古希臘哲學(xué)家亞里士多德:地面上物體的“自然本性”是靜止的,要維持物體的運(yùn)動(dòng),就必須給它施加一定的力;不受力而能夠一直運(yùn)動(dòng)的物體是不存在的。所以,亞里士多德認(rèn)為,物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持。了解伽利略的理想實(shí)驗(yàn)。意大利物理學(xué)家伽利略:物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持,運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來(lái),是因?yàn)槭艿搅俗枇ΑK裕だ哉J(rèn)為,力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。所以物體的運(yùn)動(dòng)到底需不需要力來(lái)維持呢?運(yùn)動(dòng)和力之間又滿足什么關(guān)系?接下來(lái)我們就這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn),來(lái)探討一下阻力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)到底有什么影響?!臼褂谜f(shuō)明】引導(dǎo)學(xué)生了解歷史上人們對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的探討,引入阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生知道實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),不要盲目迷信權(quán)威;活動(dòng)一、阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響提出問(wèn)題:阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)有什么影響?猜想假設(shè):運(yùn)動(dòng)著的物體受到的阻力越大,物體運(yùn)動(dòng)的距離越短;受到的阻力越小,物體運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):將同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下,改變水平面的粗糙程度(水平面上分別鋪上布、毛巾、玻璃),觀察小車在水平面上速度變化的快慢,并比較小車在不同水平面上的運(yùn)動(dòng)距離。注意:這里為了使小車到達(dá)水平面的初速度相同,我們要使用同一小車從斜面同一高度滑下,運(yùn)動(dòng)了控制變量法。4、實(shí)驗(yàn)操作:條件允許的情況下,帶領(lǐng)學(xué)生一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,若條件不足,可以觀看實(shí)驗(yàn)操作的演示視頻,掌握實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。5、記錄數(shù)據(jù):分析與論證:小車受到的阻力越小,小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn),速度減小得越慢。提問(wèn)思考:假如水平面足夠光滑,小車的運(yùn)動(dòng)情況又會(huì)怎樣?回答:假如水平面絕對(duì)光滑,小車受到的阻力為零,小車的速度將不會(huì)減小,它將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。6、推理:如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力,它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。伽利略對(duì)類似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析,并進(jìn)一步推測(cè):如果物體受到的阻力為零,速度就不會(huì)減小,物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。后來(lái),英國(guó)科學(xué)家牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果,概括出著名的牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(1)牛頓第一定律的含義。=1\*GB3①“一切”指適用于所有物體。=2\*GB3②“沒有受到力的作用”是定律成立的條件。=3\*GB3③“總”一直、不變。=4\*GB3④“或”指一個(gè)物體只能處于一種狀態(tài)。到底處于哪種狀態(tài),由原來(lái)的狀態(tài)決定,原來(lái)靜止就保持靜止,原來(lái)運(yùn)動(dòng)就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)關(guān)于牛頓第一定律的說(shuō)明=1\*GB3①牛頓第一定律不是由實(shí)驗(yàn)直接得到的,它是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)推理得到的。=2\*GB3②力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。=3\*GB3③牛頓第一定律不能經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn),因?yàn)椴皇芰Φ沫h(huán)境是找不到的?!臼褂谜f(shuō)明】在探究過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的交流意識(shí)與團(tuán)結(jié)協(xié)作精神;分析阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響,知道運(yùn)動(dòng)的物體所受阻力越小,速度變化得越慢,運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)。培養(yǎng)學(xué)生樂于參與科學(xué)實(shí)踐的情感,在實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。掌握科學(xué)推理法。知道如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力,它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)歷建立牛頓第一定律的科學(xué)推理過(guò)程,認(rèn)識(shí)牛頓第一定律?!揪毩?xí)】1.關(guān)于力和運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.物體不受外力時(shí)一定保持靜止?fàn)顟B(tài)B.物體不受外力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定不變C.停止用力時(shí)運(yùn)動(dòng)的物體一定會(huì)停下來(lái)D.以上說(shuō)法都不對(duì)答案:B2.如圖是小明自創(chuàng)的“大炮”示意圖。當(dāng)瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生的氣體增多時(shí),瓶塞會(huì)水平向右沖出,若此時(shí)所有外力全部消失,瓶塞將()A.立即沿豎直方向下落到地面上B.向上運(yùn)動(dòng)C.水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.立即靜止答案:C3、在探究“阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)中,將同一輛小車分別從相同的高度由靜止開始沿斜面下滑后,小車分別停在如圖所示的位置。(1)讓小車從斜面的同一高度滑下,是為了使小車到達(dá)水平面時(shí)的______相同。(2)小車在三個(gè)水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),水平面越光滑,小車受到的摩擦阻力越______,小車運(yùn)動(dòng)距離越______,速度減小得越______(選填“快”或“慢”)。由此推斷,當(dāng)小車不受摩擦阻力時(shí),將保持______狀態(tài)。(3)本實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與______有關(guān)。【答案】
速度
小
遠(yuǎn)
慢
勻速直線運(yùn)動(dòng)
接觸面的粗糙程度活動(dòng)二:觀看視頻,用慣性解釋相關(guān)現(xiàn)象。視頻1:撥動(dòng)簧片,把小球與支座之間的金屬片彈出時(shí),小球?yàn)槭裁礇]有隨金屬片彈出?因?yàn)樾∏蚓哂袘T性,當(dāng)金屬片彈出時(shí),小球由于慣性保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),沒有飛出,又由于重力作用,向下落到支座上。視頻2:用力擊打一摞棋子中間的一個(gè),該棋子飛出而上面的棋子為什么會(huì)落下?因?yàn)樯厦娴钠遄泳哂袘T性,當(dāng)下面的棋子飛出時(shí),上面的棋子由于慣性保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),沒有飛出,又由于重力作用,向下落到桌面上。視頻3:將雞蛋下方的玻璃片快速?gòu)棾?,雞蛋為什么沒有隨著玻璃瓶一起飛出去?因?yàn)殡u蛋具有慣性,當(dāng)下面的玻璃片飛出時(shí),雞蛋由于慣性保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),沒有飛出,又由于重力作用,向下落入水中。結(jié)論(1)慣性是物體本身的一種屬性。一切物體都有慣性,即物體無(wú)論是靜止還是運(yùn)動(dòng),無(wú)論是受力還是不受力,在任何時(shí)候,任何狀態(tài)下都具有慣性。(2)慣性不是力。在解答問(wèn)題時(shí),只能說(shuō)“由于慣性”“具有慣性”,而不能說(shuō)“受到慣性”“由于慣性的作用”“克服慣性”等,否則就將慣性和作用混為一談。(3)所有的物體都有慣性,但不同物體的慣性大小是不同的,物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)。物體的質(zhì)量越大,慣性越大;物體的質(zhì)量越小,慣性越小,質(zhì)量是物體慣性的量度。解釋慣性現(xiàn)象的基本思路:=1\*GB3①明確研究對(duì)象開始的時(shí)候處于什么狀態(tài)。=2\*GB3②觀察物體或物體的某一部分受到外力作用時(shí),突然改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并指明其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的情況。=3\*GB3③分析研究對(duì)象由于慣性保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而出現(xiàn)了題中的現(xiàn)象?!臼褂谜f(shuō)明】能通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)和大量事實(shí)認(rèn)識(shí)一切物體都具有慣性。能用物體的慣性解釋生活和自然中的有關(guān)現(xiàn)象?!揪毩?xí)】慣性與社會(huì)生活。汽車突然剎車乘客向前倒,為什么?【答案】原本乘客和汽車共同運(yùn)動(dòng),剎車時(shí),乘客的腳已隨車停止運(yùn)動(dòng),而身體的上部由于慣性要保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),因此身體會(huì)前傾。2.小明和爸爸乘汽車途中,當(dāng)汽車突然減速,小明和爸爸的身體將會(huì)______傾,父子兩人比較,父親傾斜程度更甚,是因?yàn)楦赣H的質(zhì)量______。【答案】
前
大3、下列關(guān)于慣性的說(shuō)法中,正確的是………………()A、人走路時(shí)沒有慣性,被絆倒時(shí)有慣性B、百米賽跑到終點(diǎn)時(shí)不能立即停下是由于慣性,停下時(shí)就沒有慣性了C、物體沒有受外力作用時(shí)有慣性,受外力作用后慣性被克服了D、物體的慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況均無(wú)關(guān)【答案】D活動(dòng)三:慣性的應(yīng)用及危害控制生活中對(duì)慣性的利用投籃:籃球和手共同運(yùn)動(dòng),手停止運(yùn)動(dòng),籃球由于慣性保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài),脫離人手,繼續(xù)在空中向前運(yùn)動(dòng)。扔鉛球:鉛球和手共同運(yùn)動(dòng),手停止運(yùn)動(dòng),鉛球由于慣性保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài),脫離人手繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。踢足球:腳和足球一起運(yùn)動(dòng),腳停止運(yùn)動(dòng),足球在離開腳時(shí),由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。緊固錘頭:錘頭和錘柄共同向下運(yùn)動(dòng),錘柄受到撞擊力后,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止;錘頭沒有受到撞擊力,由于慣性,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變,仍保持原來(lái)向下運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),這樣反復(fù)多次后,錘頭就套緊了。拍打被子:衣物和灰塵共同靜止,衣物受到拍打后,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng);灰塵沒有受到拍打,由于慣性,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變,仍保持原來(lái)靜止的狀態(tài),就會(huì)與衣物分離而脫落。生活中是如何預(yù)防慣性造成的危害。為了安全,道路上汽車不能超載和超速,與前車保持安全距離,急轉(zhuǎn)彎路段也要嚴(yán)格限制車輛行駛的速度。防止緊急情況需要?jiǎng)x車時(shí),由于慣性,制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致與前車發(fā)生碰撞。為了防止汽車緊急剎車時(shí)駕駛員和乘客由于慣性而被撞傷,駕駛員和乘客必須使用安全帶?!臼褂谜f(shuō)明】掌握生活中對(duì)慣性的利用。知道生活中慣性可能帶來(lái)的危害,并知道如何預(yù)防?!揪毩?xí)】1.(1)當(dāng)小汽車發(fā)生被追尾交通事故時(shí),坐在車上乘客的頭部會(huì)向______(選填“前傾”或“后仰”);(2)請(qǐng)你解釋造成這種現(xiàn)象的原因______;(3)此時(shí)車上的______安全設(shè)備能夠起到保護(hù)頭頸部的作用?!敬鸢浮?/p>
后仰
被追尾后,坐在該車內(nèi)的乘客身體加速向前運(yùn)動(dòng),而頭部由于慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以頭部會(huì)向后仰
頭枕力的合成與二力平衡【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、
理解合力、分力和力的合成的概念;2、經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)會(huì)怎樣求同一直線上二力合成。3.依據(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)判斷物體受到的力是否為平衡力。4.經(jīng)歷探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,歸納、總結(jié)結(jié)論。5.會(huì)利用二力平衡的知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題。創(chuàng)設(shè)情景1、兩個(gè)小孩一同提一桶水,一個(gè)大人就可以提起來(lái)2、汽車陷進(jìn)泥濘的路上時(shí),很多人努力可以將它推出來(lái),而拖拉機(jī)也能單獨(dú)把汽車從泥濘的路上拉出來(lái)3、兩個(gè)女生一起搬動(dòng)一個(gè)桌子,一個(gè)男生也可以單獨(dú)搬動(dòng)。由這些例子引出合力、分力和力的合成的定義。我們可以看到:一個(gè)力作用在物體上產(chǎn)生的效果可以與兩個(gè)力或幾個(gè)力同時(shí)作用在這個(gè)物體上產(chǎn)生的效果相同。從而引出定義:一個(gè)力對(duì)物體的作用與幾個(gè)力對(duì)物體的作用,如果產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。已知分力求合力,就叫做力的合成。力的合成,是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,我們討論簡(jiǎn)單的情況,在同一直線上兩個(gè)力的合成?!臼褂谜f(shuō)明】激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,主動(dòng)思考,引入合力的定義,進(jìn)一步熟悉等效替代法在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用?;顒?dòng)一:同一條直線上兩個(gè)力的合成(一)提出問(wèn)題并進(jìn)行猜想:怎樣求出兩個(gè)力的合力?1.小車同時(shí)受推力F1和拉力F2的作用,這兩個(gè)力在同一條直線上,且方向相同2.張傘下落的運(yùn)動(dòng)員受到重力G和拉力T的作用,這兩個(gè)力在同一直線上且方向相反。(二)制定方案11.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)豎直向上拉下端固定的橡皮條S,使它伸長(zhǎng)到一個(gè)恰好的位置,記下這時(shí)橡皮條S上端的位置A和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2。2.用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉橡皮條S,使它的上端仍達(dá)到位置A,記下這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。(三)注意事項(xiàng)11.兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用點(diǎn)應(yīng)在一點(diǎn)上。2.為保證橡皮條S的上端到達(dá)的位置A在兩次操作中為同一點(diǎn),應(yīng)在A點(diǎn)位置水平固定一標(biāo)尺。多次測(cè)量,將數(shù)據(jù)填入制定的表格。(四)分析論證1通過(guò)分析所得數(shù)據(jù),引導(dǎo)學(xué)生得出以下結(jié)論:沿同一直線上兩個(gè)方向相同的力的合力,其大小等于這兩個(gè)力的大小____,其方向跟這兩個(gè)力的方向相____。(五)制定方案21.一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)和橡皮條S的下端固定,他們的上端共同作用于另一彈簧測(cè)力計(jì),另一彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉它們的上端。記下這時(shí)橡皮條S上端的位置A和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2。2.用個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉橡皮條S,使它的上端仍達(dá)到位置A,記下這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。(六)注意事項(xiàng)21.下端的彈簧測(cè)力計(jì)和橡皮條應(yīng)水平,并且其上端的作用點(diǎn)應(yīng)為同一點(diǎn)。2.為保證橡皮條S的上端位置A在兩次操作中為同一點(diǎn),應(yīng)在A點(diǎn)位置水平固定一標(biāo)尺。3.多次測(cè)量,將數(shù)據(jù)填入制定的表格。(七)分析論證2沿同一直線上兩個(gè)方向相反的力的合力,其大小等于這兩個(gè)力的大小_(八)解決問(wèn)題前面提出的兩個(gè)問(wèn)題的答案是什么?在這兩個(gè)例子中,合力分別為1.F=F1+F2;2.F=|G—T|?!臼褂谜f(shuō)明】學(xué)生先動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作,在探究過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的交流意識(shí)與團(tuán)結(jié)協(xié)作精神;將不能解決的共同性問(wèn)題提出來(lái),共同討論最后得出結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生樂于參與科學(xué)實(shí)踐的情感,在實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度?!揪毩?xí)】1.F1、F2是同一水平直線上的兩個(gè)力,它們的合力大小為30N,方向向左,F(xiàn)1的大小是10N,則關(guān)于F2的大小和方向,下列說(shuō)法中正確的是()A.F2的大小可能是40N B.F2的大小一定是20NC.F2的方向一定沿水平向右 D.F2的方向可能向左,也可能向右【答案】A2.同一直線上的兩個(gè)力,同時(shí)作用在一個(gè)物體上,已知其中一個(gè)力是300N,合力是500N,則另一個(gè)力()A.一定等于200N B.一定小于200NC.一定大于800N D.可能等于800N【答案】D活動(dòng)二:平衡狀態(tài)與平衡力物體受到幾個(gè)力的作用時(shí),如果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)力相互平衡。物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都叫做平衡狀態(tài)。通過(guò)下面三個(gè)例子,進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析,讓學(xué)生掌握物體可以受到多個(gè)力而保持平衡。1.跳傘員和降落傘在兩個(gè)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力相互平衡。2.水桶在三個(gè)力的作用下靜止不動(dòng),處于平衡狀態(tài),這三個(gè)力相互平衡。3.汽車在四個(gè)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),這四個(gè)力相互平衡。加深對(duì)平衡力的理解。搬而未起、推而不動(dòng)時(shí),物體的受力情況雖發(fā)生改變,但仍處于靜止?fàn)顟B(tài),其受力仍然平衡??梢酝ㄟ^(guò)分析推箱子沒有推動(dòng)的角度進(jìn)行理解,注意此時(shí)沒有推動(dòng),并不是推力小于阻力。講解二力平衡并舉例分析。一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)力作用,如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),那么這兩個(gè)力就相互平衡,我們稱之為二力平衡。例如:靜止不動(dòng)的花瓶,受到重力和支持力;勻速下落的跳傘員和降落傘,受到重力和阻力;吊著不動(dòng)的吊燈,受到重力和拉力。這些物體都是二力平衡狀態(tài)?!臼褂谜f(shuō)明】依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)平衡力和平衡狀態(tài)的概念,學(xué)習(xí)分析一個(gè)物體上受到幾個(gè)力,會(huì)判斷受到的力是否為平衡力?!揪毩?xí)】1.如圖所示是小球在水平面上運(yùn)動(dòng)的頻閃照片(閃光燈每隔0.02s閃亮一次),觀察圖中小球的位置,可以判斷小球做的______(選填“是”或“不是”)勻速直線運(yùn)動(dòng),則小球在水平方向上受到的力是_______(填“平衡力”或“非平衡力”)?!敬鸢浮?/p>
不是
非平衡力活動(dòng)三:探究二力平衡的條件提問(wèn):如果處于平衡狀態(tài)下的物體只受兩個(gè)力作用,這兩個(gè)力要滿足什么條件才能平衡呢?引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表見解:1.兩個(gè)力的作用效果要能相互抵消,那么它們大小一定相等。2.剛剛那些實(shí)例中,兩個(gè)力都作用在一個(gè)物體上,并且方向都是相反的。3.這兩個(gè)力還需要作用在一條直線上。根據(jù)上述討論,列出猜想。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),根據(jù)想法對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行講解。組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。(可讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備需要用到的相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材)對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄的現(xiàn)象進(jìn)行分析討論,得出二力平衡的條件。作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反、并且在同一條直線上,這兩個(gè)力就彼此平衡。注意:所用的兩個(gè)托盤、兩個(gè)小車要相同;應(yīng)選擇較光滑的桌面和質(zhì)量較大的砝碼,這樣可以減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響??偨Y(jié)出四個(gè)詞語(yǔ):同體、等大、反向、共線?!臼褂谜f(shuō)明】通過(guò)實(shí)驗(yàn)交流,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論,得出二力平衡的條件。2、讓學(xué)生在自我探究過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的能力,激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí),有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,挖掘?qū)W生的潛能,培養(yǎng)其創(chuàng)造思維能力。本探究還為學(xué)生提供了一種研究問(wèn)題的新方法,即:忽略次要因素,抓住主要因素。【練習(xí)】1.在“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用了如圖所示的裝置-------把小車放在長(zhǎng)木板上,鉤碼通過(guò)細(xì)線向兩端拉小車。(1)在實(shí)驗(yàn)時(shí),要求長(zhǎng)木板必須______放置,而且它的表面要盡量光滑;(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們?cè)鰷p兩端所掛的鉤碼數(shù)目,當(dāng)兩端鉤碼數(shù)相等時(shí),小車將處于_______狀態(tài);(3)保持兩端所掛的鉤碼數(shù)相等,把小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度,然后放手,發(fā)現(xiàn)小車會(huì)發(fā)生_______,這樣做的目的是驗(yàn)證______的兩個(gè)力能否平衡;(4)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明:作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果大小相等,方向______,并且作用在______上,這兩個(gè)力就互相平衡。【答案】
水平
靜止
運(yùn)動(dòng)
不在同一直線上的
相反
同一直線活動(dòng)四:比較二力平衡與相互作用力的異同【使用說(shuō)明】1、比較平衡力和相互作用力的異同。2、培養(yǎng)學(xué)生善于歸納、比較、總結(jié)能力?!揪毩?xí)】1.書放在水平桌面上,下列幾種情況屬于平衡力的是()A.書受到的重力和書對(duì)地球的吸引力B.書受到的重力和桌面對(duì)書的支持力C.書對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)書的支持力D.書對(duì)桌面的壓力和書受到的重力【答案】B2.如圖所示,A、B兩物體疊放在水平地面上保持靜止。下列說(shuō)法中正確的是()A.物體B對(duì)物體A的壓力與物體B受到的重力是一對(duì)平衡力B.物體A對(duì)物體B的支持力與物體B受到的重力是一對(duì)平衡力C.物體A對(duì)地面的壓力與物體B對(duì)物體A的壓力是一對(duì)相互作用力D.物體B對(duì)物體A的壓力與物體B受到的重力是一對(duì)相互作用力【答案】B活動(dòng)五:二力平衡條件的應(yīng)用可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求受力:分析相關(guān)實(shí)例,掌握解題技巧。根據(jù)受力情況分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài):該內(nèi)容難度較大,老師可根據(jù)情況進(jìn)行講解。當(dāng)阻力大小等于重力大小時(shí),跳傘運(yùn)動(dòng)員將勻速下落。【使用說(shuō)明】掌握二力平衡條件應(yīng)用的解題技巧。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,分析問(wèn)題的能力。有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)?!揪毩?xí)】1.如圖所示,在水平面上放置一個(gè)物體A,已知GA=20N,在拉力F作用下,開始時(shí)A處于靜止?fàn)顟B(tài);(1)當(dāng)拉力F=3N時(shí),物體A靜止不動(dòng),則A受到的合力為_______N;此時(shí),A受到的摩擦力為_______N,方向______。(2)當(dāng)拉力F=5N時(shí),物體A還是靜止不動(dòng),則A受到的合力為_______N;此時(shí),A受到的摩擦力為______N,方向_______。(3)當(dāng)拉力增加至8N時(shí),物體A剛好能向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度v1=3m/s;則A受到的合力為_______N;此時(shí),A受到的摩擦力為_______N,方向_______;在外力作用下,某時(shí)刻,A的速度變?yōu)?m/s,并且在外力F的作用下,物體A繼續(xù)保持以v2=5m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則:A受到的合力為_______N,外力F為_______N;此時(shí),A受到的摩擦力為_______N,方向_______。(4)當(dāng)拉力F增大至10N時(shí),A將向_______做________運(yùn)動(dòng),合力為_______N,方向______,此時(shí),A受到的摩擦力為______N,方向_______。(5)在上面(4)的運(yùn)動(dòng)情況下,把拉力F撤掉:則A將向______做______運(yùn)動(dòng),合力為_______N,方向______,此時(shí),A受到的摩擦力為_______N,方向_______?!敬鸢浮?/p>
0
3
水平向左
0
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水平向左
0
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水平向左
0
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水平向左
右
加速
2
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8
水平向左
右
減速
8
水平向左
8
水平向左力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過(guò)觀察,了解物體在力的作用下運(yùn)動(dòng)的變化;通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,理解力是如何改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的;知道在非平衡力的作用下,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生變化,發(fā)生怎樣的變化。創(chuàng)設(shè)情景同學(xué)們,把手中的小氣球吹起然后松手,說(shuō)說(shuō)看氣球?yàn)槭裁茨芄钠鹩譃槭裁茨茱w出去?活動(dòng)一:物體在力的作用下運(yùn)動(dòng)的變化舉幾組例子,要求學(xué)生判斷各組運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。1、熟透的蘋果由靜止開始下落;2、靜止的小車因受到水平向右的拉力開始運(yùn)動(dòng)。答:由靜到動(dòng)。3、豎直下落的蘋果,在重力的作用下,越落越快;4、水平向右運(yùn)動(dòng)的小車,由于受到水平向右的拉力,越來(lái)越快。答:由慢到快。5、水平滾動(dòng)的小
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