我们需要去思考一下, 这些不同的物体它们各自都在进行什么样的运动形式, 同时我们也要考虑到, 它们每一个都分别承受了哪些具体的力的作用呢。
二、新课教学
关于这个叫做探究点一的地方, 我们要去弄明白什么是二力平衡。
惯性定律明确地告诉我们一个道理, 那就是当物体没有受到力的时候, 它将保持静止的状态或者是匀速直线运动的状态, 可是事实上不受力的物体是并不存在的, 那么为什么会有些物体还会保持静止或者做匀速直线运动这样的状态呢。
我们一起来进行探究活动。首先是第一种情况, 让学生提着书包, 让书包处于不动的状态。这时候书包受到地球向下的引力和手给它的向上的拉力这两个力的作用。那么大家想一想, 为什么书包在接受了这样两个力之后还能够保持静止?
其次是第二种情况, 有一辆汽车在平坦且笔直的马路上匀速行驶。这辆车受到了向前牵引力以及向后阻力的相互作用。那么同样地, 为什么这辆汽车在水平方向上只受到这两个力的影响时, 还会坚持保持匀速直线运动这样的状态。
大家来进行小组讨论和分析, 还要进行交流: 假设把手松开, 书包就会掉到地上, 很明显向上的拉力把书包因为重力而下落的这个效果给抵消了, 这样书包就不会掉下来；按照同样的方法去理解, 汽车的牵引力把阻力产生的效果抵消了, 反过来也就是说阻力把牵引力产生的效果抵消了, 结果就是汽车的速度不会发生改变。
结论就是, 有一些物体它们是受到力的作用的, 只不过这几个力的作用效果彼此之间相互抵消了, 这样的话, 它们的状态就相当于是没有受力。我们对于这些互相平衡的几个力, 就说它们相互处于平衡状态。对于在这个时候的物体, 我们把它称为是处在平衡状态下。
我们要去探究的第二点就是, 所谓的二力平衡条件。
对于物体在受到两个力作用并处于保持平衡状态这个相对简单的情形方面, 我们所开展的研究工作是从这个特定情境入手的。
我们要搞清楚, 当一个物体受到两个力的作用时候, 是不是一定就能保持静止或者匀速直线运动这个状态的。
举个例子, 把一本书放在光滑的斜面上, 它会受到重力的作用以及斜面给它的支持力, 不过在力的作用下, 它还是会顺着斜面往下滑；还有那个电梯, 它也受到了向下的重力, 同时还有向上的拉力, 当电梯开始运行之后, 它的速度会变得越来越快。
关于这个问题, 如果作用在物体上面的力仅仅只有两个那幺, 既然物体是处于平衡的状态, 这两个力到底需要满足什么样的条件呢。
学生们展开讨论, 说出自己的见解。
探究：
1．先提出一些猜想和假设, 然后才进行讨论。
让学生进行猜想, 猜测在何种具体状况下面临二力平衡的情形。这种关联可能涉及作用力的大小维度, 也可能关乎作用力的方向特性, 甚至还可能与作用位置等种种相关因素存在着不可分割的联系。
2．制定实验计划, 进行实验的设计工作。
学生利用桌上摆好的实验设备, 就是大家图中看到的样子, 另外还配备了一些重量一样或者不一样的砝码, 自己构思出一个实验方案，目的在于去搞明白, 在二力相互平衡这个状况下, 那两个力的大小究竟存在什么样的关系, 方向又应当是处于一种什么样的状态, 至于它们的作用点位置, 之间又是怎样的一种联系。
各个实验小组进行互相交流设计的实验方案活动, 并且针对自己设计的方案进行修改操作。
3．让学生们分成小组, 然后去动手做实验。
实验的方法是, 先在两边的盘子里面各放上质量一样多的砝码, 这样一来, 小车就会受到一对大小相同、方向相反, 并且作用在同一个直线上面的力, 于是小车会处在保持平衡的状态, 也就是不动的状态, 接着再来改动小车的受力状况:
把其中一边盘子里面的砝码的质量换一下, 这样小车受到的那些力的大小就不一样了。
把盘子里的砝码全都搬到另一侧去。这样做是让小车在受到的力的方向上变成相同的模样。
将小车进行转动操作, 让这个小车所受到的力不在同一条直线上面。
把木块垂直于小车受力方向移动, 这样做是为了让小车受到的力不在同一条直线上, 并且这两个力的方向可以是相同的, 也可以是不相同的。
把实验所涉及的各个条件还有观察到的具体情形, 都详细且清晰地填写到下方的这个表格里去。
4.进行分析和论证。
老师要带着学生们去把情况分成两类来弄明白, 一类是小车没法保持安安静静不动的, 另一类是小车能够一直停在原地的, 通过这样的对比和分析, 最终让大家得出一个明确的结论。
学生进行归纳和总结, 最后得到了一个结论, 这个结论是说, 作用在一个物体上面的两个力, 要是它们的大小是一样的, 方向是相反的, 而且是在同一条直线上, 那么这两个力就能够彼此达到平衡的状态。
5．进行评价和衡量。
可以向学生指出一个实际情况, 小车在水平方向上面是会面临着摩擦阻力的存在的, 但是在实验的过程之中, 这个阻力是被控制得很小的, 和拉力进行比较的话, 是可以忽略不计的。
教师做出这样的总结, 意思是说两个力要是处于平衡状态的话, 它们的条件必须满足这些内容, 也就是这两个力得是要作用在同一个物体上面才行, 而且它们的大小必须是相等的, 方向还得是相反的, 最后还要保证它们是作用在同一条直线之上的, 为了方便大家记忆, 这里还有一个所谓的八字口诀, 那就是同体、等值、反向、共线。
探究点三这个部分, 主要讲的是二力平衡在实际应用里面是怎么具体被使用的。
1．根据物体的运动状态来判断受到的力的大小的情况, 这样是可以的。
这里有一个问题需要大家去仔细想一想, 就是那一盏被吊在空中保持静止不动状态的电灯, 假如现在电线对它的拉力数值是2N, 那么这盏灯自己本身受到的那个重力的大小究竟应当是多少呢。
学生对这个情况的分析是, 电灯受到了重力和电线的拉力这两个力的作用, 因为它是处于静止的状态, 所以可以认为重力和电线的拉力是一对平衡力, 既然这两个力是一对平衡力, 那它们就一定是遵循了二力平衡的条件, 换句话说, 就是这两个力的大小是相等的, 方向是相反的, 并且是在同一条直的线上, 基于这样的逻辑推导, 最后得出的结论就是灯受到的重力为2N。
教师进行了总结, 这个总结的内容是, 如果一个物体呈现出静止这样的状况, 又或者保持着匀速直线运动这种状态不发生变化的话, 我们就能得出结论, 说是作用在这个物体上面的那一对力构成了平衡的状态, 并且, 基于这一判断依据, 我们能够进一步地去推算出来, 所要寻找的那个具体的力, 它究竟有着多大的数值以及指向哪一个确切的方向。
2．我们是需要根据物体所受到的力的具体情况, 进而对它的运动状态进行判断的。
我们来考虑一下火车在平直的轨道上行驶的情况, 这时候火车在水平方向上会受到牵引力以及阻力的作用, 那么如果牵引力是大于阻力的话, 火车将会做加速运动, 而当牵引力是小于阻力时, 火车将会做减速运动, 最后如果牵引力和阻力是相等的情况下, 火车将会保持匀速直线运动状态。
学生在进行了一番讨论之后, 给出的回答是: 当牵引力是大于阻力的那个情况的时候, 火车呢就会去加速；如果说牵引力是小于阻力, 那火车就可能会去减速；而要是牵引力和阻力这两个力它是相等的话, 那么在水平方向上这两个力它就是平衡的呀, 这时候它就会做那种匀速直线的运动。
教师做出总结, 说是在这个情况下, 物体要是没有受到力的作用, 那么它就应该继续保持匀速直线运动或者继续保持静止状态, 接着又说如果物体只受到了一个力, 那么这个物体的运动状态就会发生改变, 这就是力所产生的基本效果, 然后进一步解释, 当物体受到平衡力的时候, 它要么保持静止状态, 要么继续做匀速直线运动, 具体来说, 原来静止的物体在受到平衡力的作用之后, 依然会保持原来的静止样子不变化, 而原本就在运动的物体在受到平衡力的作用下, 也仍然会继续维持匀速直线运动这种状况。
3．一对平衡力和一对相互作用力的区别。
我们需要对一对平衡力和一对相互作用力进行区别。这两者之间存在许多相似之处, 同时也存在一些不同的地方。请你试着对它们加以区分。
学生经过讨论以后给出的答案是, 这两者的相同点在于, 两者都满足了大小相等、方向相反以及作用在同一直线上的这些条件, 而在不同点方面, 其中一对平衡力是属于那一种作用于同一个物体上面的力, 另外一对相互作用力则属于分别作用于不同的两个物体上面的那些力, 如果说是两个力的情形, 那么它们只要不是作用在同一个物体的上面, 这个情况下就不可能是平衡力, 还有如果在两个力之中, 发生作用的那些物体里面只要出现第三个物体的存在, 这个情况下就不可能是相互作用力。
三、板书设计
第2节 力有两个, 这两个力是平衡的。
这一节的内容, 分成两个部分, 分别是“二力平衡的条件”, 以及“二力平衡条件的应用”。在上课的时候, 重点放在二力平衡的条件上面。关键在于让学生去经历那个探究的过程, 亲自做实验, 把二力平衡的条件找出来。
这部分教学里面, 难点是怎么样来应用这些条件。要突破这个难点, 办法是对生活里面的例子进行观察, 再进行仔细的分析, 然后引导学生把这条件归纳、总结出来, 最后在实际当中去运用它。
相关教案
在2020到2021这个年度周期当中, 针对8.2这一项内容, 也就是关于二力平衡的相关教学任务, 所制定的相关设计方案的详细说明。
这是一份教学设计, 它的主题是二力平衡, 对应的章节是8.2, 所属的学年是2020-2021学年, 总共有5页。
针对物理学科八年级下册教材当中第八章所涵盖的内容即关于运动与力的相关主题, 具体的第二节知识点为二力平衡情况, 此处提供了一份堪称精品的详细教学设计方案。
我手头现在有的这一个内容, 就是关于物理这一门课的教学设计, 这个设计是针对八年级下册的, 在教材的这个第八章里面, 讲的是运动和力这一块的内容, 具体的小节名称叫作二力平衡。然后这整个的一个教学设计的总页数一共有三页那么多。
初中物理人教版八年级下册8.2 二力平衡教学设计及反思：
这份文件是关于初中物理人教版八年级下册内容, 也就是第8.2节二力平衡的教学设计以及教学反思, 总页数一共有6页。教案里面主要包含了这样一些板块, 教学目标、教学的重点和难点、所采用的教学策略、准备用的教学资源, 还有详细的教学过程等等内容, 欢迎大家来进行下载并且阅读和使用。