第2节二力平衡【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是二力平衡及二力平衡的条件；2．知道物体在平衡力作用下将保持匀速直线运动状态或静止状态；3．能判断物体是否处于平衡状态，并能分析哪两个力是一对平衡力.二、过程与方法1.通过组织学生讨论并对物体进行受力分析，理解二力平衡的概念；2.通过组织学生实验探究得出二力平衡的条件.三、情感、态度与价值观1.培养学生养成实事求是，尊重自然规律的态度.2.引导学生积极参与二力平衡条件的实验探究，培养学生善于与他人合作的精神.【教学重点】二力平衡的条件及应用.【教学难点】会应用二力平衡的知识解决简单的实际问题.【教具准备】多媒体课件、小车、带滑轮支架的长木板、玻璃板、细线、钩码（若干个）.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】师同学们，我们在前面学习了牛顿第一定律，那么牛顿第一定律告诉了我们什么？生：物体在不受力的作用时，将总保持静止状态或匀速直线运动状态.师我们知道，实际生活中不受力的物体是没有的.那为什么还有物体处于静止状态或匀速直线运动状态呢？学生思考、讨论.师当甲、乙两位同学在门里、门外（同一位置，用力方向相反）推门时，如果要门保持静止不动，需要满足什么条件?生：两人用力（大小）相等.师对了，就是因为当两人用力大小相等时，产生的作用效果相互抵消，门相当于不受力.这时我们就说两个力平衡，门处在平衡状态，即处于静止.现实中这样的例子很多，好，我们就一起来探究吧.【进行新课】平衡状态下力与运动的关系师上面的事例告诉我们，当物体处在平衡状态时，受到的力是平衡力.平衡状态是指静止状态、匀速直线运动状态.也就是说当物体处在静止状态或匀速直线运动状态时，物体不受力或受到平衡力的作用.师请大家观察桌面上的书，挂在天花板上的电灯，平直公路上匀速行驶的汽车，分析它们的运动状态和受力情况.学生思考、讨论：生1：放在桌面上的书处于静止状态，受到重力、桌面对书的支持力，表明重力与支持力平衡；生2：挂在天花板上的电灯处于静止状态，受到重力、拉力，表明重力与拉力平衡.生3：平直公路上匀速行驶的汽车（做匀速直线运动），在竖直方向受到重力和支持力，水平方向受到牵引力和阻力，重力与支持力平衡，牵引力与阻力平衡.教师总结：由此可见，物体在平衡状态下，要么不受力，要么受平衡力.反过来，当物体不受力或受平衡力时，就总保持静止状态或匀速直线运动状态.板书：例题1 （用多媒体展示）如图所示,悬挂在树枝上的苹果静止不动,苹果受到力和力作用，它们平衡力，苹果处于平衡状态.（后两空均选填“是”或“不是”）解析：平衡状态就是指运动状态保持不变的状态，即要么处于静止状态，要么处于匀速直线运动状态.题中苹果处于静止不动，即处于平衡状态，那么苹果受到平衡力作用.因为苹果必定受到重力作用，而且重力的方向竖直向下，所以苹果还受到树枝对它竖直向上的拉力作用.答案：重拉是是二力平衡的条件和应用1.二力平衡的条件师物体处于平衡状态时，要么不受力，要么受平衡力作用.若是受平衡力，可以是两个力，也可以是多个力.教师提问：如果处于平衡状态下的物体只受两个力作用时，这两个力满足什么条件才能平衡呢？我们设计实验来探究这两个力的平衡条件.学生猜想：可能与作用力的大小、方向、作用点位置等有关.师我们就以教材P20页图8.2-2中设计的实验来探究.（组装实验器材）进行实验：a.在小车左端挂一个钩码，右端挂两个钩码（使两托盘里的砝码质量不相等）,小车由静止开始向右运动；b.如图（教材P20页）8.2-2所示在小车左右两边各挂一个钩码（使两托盘里的砝码质量相等），放手后小车仍保持静止；师是否只要两个力大小相等，这两个力就可以相互平衡呢？c.在b的基础上转动小车，使小车受到的力不在同一直线上，放手后小车由静止变成转动；得出结论：小车受到大小相等、方向相反，并且在同一直线上的两个力，原来静止的小车仍保持静止状态.师用手拨动小车，小车会怎么样呢？d.用手拨动小车，小车运动很短一段距离会停下来；师为什么小车运动很短一段距离会停下来，而不是一直运动下去？生：受到木板对小车的阻力（摩擦力）.e.把光滑的玻璃板放在木板上，小车放在玻璃板上重做上面的步骤，小车滚动的距离会更远.进行推理：如果物体表面绝对光滑，小车受到的阻力为零，同时受到大小相等、方向相反，并且在同一直线上的两个力，原来运动的小车将一直保持匀速直线运动下去.在学生讨论的基础上，让学生观看二力平衡多媒体Flash动画，让学生对二力平衡的条件有更直观的印象.教师引导学生得出结论，并进行板书：板书：二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡，这两个力称为一对平衡力.（简记：同体、等值、反向、共线.）注意：这四个条件必须同时具备，缺一不可.尤其要注意作用在同一物体上，不能是作用在不同的物体上.例题2 (用多媒体展示)在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的的.如图所示是可供选择的两种探究方案.（1）图a的探究方案中研究对象是小卡片，图b的探究方案中研究对象是；（2）小明选择了图a所示的探究方案.他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码.这是用于探究两个力的和对物体平衡的影响；（3）探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手.这样做的目的是用于探究不在上的两个力对物体平衡的影响.（4）两个探究方案相比较，你认为哪个方案的探究过程对实验结论的影响小一些？为什么？解析：图b中研究的对象是小车，观察小车在受到水平方向的两个拉力（忽略小车与木板之间的摩擦阻力的理想情况）作用下的运动状态时，如果小车做匀速直线运动，那么小车受到的是平衡力.由于实际当中，小车要受到阻力，所以两边所挂钩码的质量略有差别. 图a研究的是小卡片，由于小卡片的质量很小，所以它的重力可忽略不计，因此可不考虑竖直方向的受力，仅仅只考虑水平方向的受力，因此a实验效果更明显.答案：（1）小车（2）大小方向（3）同一条直线（4）a方案的探究过程对实验结论的影响小些，因为小卡片的重力可忽略不计，它只受两个拉力的作用（或b方案中要受到阻力的影响）2.二力平衡的应用师二力平衡在实际中有着广泛的应用，如水平行驶的列车重力为1×108N，那么它受到的轨道对它的支持力为多少N，方向如何？生：支持力1×108N，方向竖直向上.师为什么？生：因为列车在竖直方向处于平衡状态，因此，受到的重力和轨道对它的支持力是一对平衡力，二者大小相等，方向相反.板书：二力平衡条件的应用：①根据物体处于静止状态，或匀速直线运动状态，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向；②根据物体的受力情况判断物体的运动状态.平衡力与相互作用力师在前面刚学力时，我们知道，物体间力的作用是相互的，即一个物体在对别的物体施加力的同时，也要受到别的物体对它施加力的作用.也就是说，力总是成对出现的，把其中的一个力叫作用力，另一个力叫反作用力，作用力与反作用力是一对相互作用力.那么它与平衡力有什么区别呢？我们不妨就以放在桌面静止的书为例进行分析比较它们的相同点和不同点.学生讨论、思考.教师引导学生作图分析受力情况.A.一对平衡力：书受到的重力G与桌面对书的支持力F.（如图甲所示）B.一对相互作用力：桌面对书的支持力F与书对桌面的压力F′.（如图乙所示）教师用多媒体播放课件“平衡力与相互作用力的区别”，并讲解.“平衡力与相互作用力的区别”（多媒体课件）注意：二者最明显的区别是：平衡力的两个力是作用在同一物体上的，而相互作用力的两个力是作用在不同的物体上的.【教师结束语】通过这节课的学习，我们进一步理解了力与运动的关系，明白了物体处于平衡状态时（即处于静止或匀速直线运动状态时）不受力或受到平衡力.反之，当物体不受力或受到平衡力时，物体处于平衡状态（即静止的物体将总是静止，运动的物体将总是保持匀速直线运动）.最后我们还知道了平衡力与相互作用力的区别，体会到平衡力与我们的生产、生活密切相关.好，谢谢大家！课后作业完成本课时对应练习.1.本节教学从牛顿第一定律分析入手，提出不受力是一种理想状态，实际中物体是受力的，但又发现物体处于静止状态或匀速直线运动状态，进而提出问题：这又怎么理解呢？让学生带着问题去思考，引导学生为寻求谜底而去探究学习.接着立即从身边常见事例入手，带领学生走向知识殿堂，启发学生思考，引导学生猜想、分析，然后通过实验去验证他们的猜想，做到“从生活走向物理，从物理走向社会”，体现了新的教学理念，充分激发了学生学习物理的兴趣.2.在充分调动学生的自主学习时，教师引领学生参与实验，采用边提问、边实验、边讨论、边总结的方法，引导学生参与知识形成的全过程.在教学中结合一个个新问题的提出和解决，使学生领会提出问题的思路，解决问题的方法.通过有序地进行观察、分析的训练，培养学生的观察、实验能力和分析、概括能力.第3节摩擦力第1课时认识摩擦力【教学目标】一、知识与技能1.知道摩擦力的存在和对物体运动的影响.2.知道影响摩擦力大小的因素.二、过程与方法1.通过观察、操作，体会摩擦力的存在.2.经历探究摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程.3.经历制定计划、设计实验过程，学习控制变量的方法.4.学习设计表格、分析实验现象、归纳实验结论的一般方法.三、情感、态度与价值观通过对生产、生活中摩擦现象的分析，激发学生学习的兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲.【教学重点】影响滑动摩擦力大小的因素.【教学难点】摩擦力大小、方向的判断.【教具准备】多媒体课件、筷子、橡皮、洗洁精、木块、木板、毛巾、弹簧测力计、砝码等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】师请两位同学上来帮忙.这里有两双筷子，其中一双筷子前端蘸有洗洁精，请两位同学各自挑选一双筷子把桌面上的橡皮夹起来.实验现象：没有蘸洗洁精的筷子很轻松地就将橡皮夹起来了；蘸有洗洁精的筷子很难将橡皮夹起来.教师引导学生思考为什么会出现这种现象.生：因为蘸有洗洁精的筷子太滑，阻力太小.师我们骑自行车时，停止用力蹬车，最后车子会慢慢停下来，为什么？生：受到摩擦阻力作用.师好，我们现在就来研究关于摩擦力的问题.【进行新课】摩擦力1.认识摩擦力师请同学们双手掌心相对，一起来动手做几个实验：实验1：双手并拢，用其中一只手推或拉，使其中一只手在另一只手掌上运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；实验2：双手并拢，保持双手不动，也不用力推或拉，感受有没有一个阻碍手运动的力；实验3：双手并拢，使双手做相向运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；实验4：双手并拢，保持双手同时向上、向下运动，感受有没有一个阻碍手运动的力.教师组织学生根据实验讨论下面几个问题：（1）摩擦力产生的条件是什么？（2）摩擦力的作用点在哪？（3）摩擦力的方向如何？（4）摩擦力的作用是什么？学生回答：（1）摩擦力产生的条件：一是两个物体相互接触；二是两个物体发生相对运动.（2）摩擦力的作用点：在接触面上.（3）摩擦力的方向：与相对运动的方向相反.（4）摩擦力的作用：阻碍物体的相对运动.关于摩擦力的作用，教师可多举例让学生分析，例如：我们穿球鞋跑步不容易摔倒，摩擦力起什么作用？地面滚动的弹珠最后停了下来，摩擦力又起什么作用？教师引导学生分析，使学生明白：摩擦力有时起推动作用，有时起阻碍作用.教师用多媒体播放课件“摩擦力的产生和种类”，并针对性地讲解.摩擦力的产生和种类（多媒体课件）（1）摩擦力产生的条件：①两个物体相互接触且有压力.②接触面粗糙.③两物体间有相对运动或存在相对运动的趋势.(2)摩擦力的种类:①滑动摩擦力:两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力.如：用铅笔写字时，笔与纸张的摩擦属于滑动摩擦.②滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力.如：用圆珠笔写字时，笔尖上的小圆珠与纸张的摩擦属于滚动摩擦.③静摩擦力:两个相互接触的物体,当它们之间有相对运动的趋势而又保持相对静止时,在接触面间产生的摩擦力叫静摩擦力.静摩擦力总与外力平衡,当外力逐渐增大时,静摩擦力也随之增大.当外力增大到某一程度,物体就会运动起来,此时的静摩擦力是最大静摩擦力.如：用力推一个物体而未推动，就是因为物体受到静摩擦力的作用.注意：摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向或相对运动的方向相反，但不一定是与物体运动的方向相反（“物体间相对运动”不等于“物体运动”）.如刚放在水平运动的传送带上的货物，由于相对传送带向后运动，因此货物受到向前的摩擦力（与传送带运动方向、货物运动方向一致）；当货物的速度达到与传送带的速度相同时，二者之间不存在相对运动，因此不再受到摩擦力.例题1 (用多媒体展示)如图所示，木块A从斜面顶端滑下，运动到水平面上，判断木块在整个运动过程中是否受到滑动摩擦力，若受到，请画出摩擦力的示意图.解析：木块从斜面顶端滑下过程中，始终与斜面、水平面都相互接触，而且挤压，因此受到了摩擦力，而且木块相对于接触面向前运动，因而所受滑动摩擦力的方向与其运动方向相反.答案：如图所示.例题2 (用多媒体展示)关于摩擦力，下列说法中错误的是（）A.只要两个物体接触并互相挤压，且接触面不光滑，它们之间就一定产生摩擦力B.运动的物体可能不受摩擦力的作用C.摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同D.静止的物体可能受到摩擦力的作用解析：因为根据摩擦力定义可知，产生摩擦力必须满足四个条件：①两个物体相互接触；②接触面不光滑；③两个物体间有压力；④要发生或已经发生相对运动.选项A中没有“两个物体要发生或已经发生相对运动”的条件，因此是错误的.根据摩擦力产生的条件，选项B和D的情况都有可能出现.摩擦力阻碍两物体相对运动，因此，物体有向后运动趋势时，摩擦力的方向就会向前.例如：人走路时，脚向后蹬地面，在不打滑的情况下,脚此时有相对地面向后的运动趋势，但脚没有向后运动，这时脚受到地面向前的摩擦力，此力是人向前走的动力.故选项C也是正确的.答案：A例题3 (用多媒体展示)下列摩擦属于滚动摩擦的是（）A.铅笔与卷笔刀间的摩擦B.花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦C.旱冰鞋与地面间的摩擦D.自行车刹车时闸皮与钢圈间的摩擦解析：用卷笔刀削铅笔，实际上是刀在笔上滑动，选项A错误；花样滑冰时，鞋下面的冰刀与冰面之间是滑动的，其摩擦属于滑动摩擦，选项B错误；旱冰鞋下面是滚动轮，当人前进时，轮在地上滚动，其摩擦属于滚动摩擦，选项C正确；自行车刹车过程中，闸皮与钢圈之间有一小段相对滑动过程，其摩擦属于滑动摩擦，选项D错误.答案：C2.探究影响滑动摩擦力大小的因素师同学们，生活中我们经常遇到实例：百米跑比赛时，运动员穿上钉鞋，而溜冰的运动员则穿上光滑的溜冰鞋；生锈的铁锁打不开，当加了几滴油后就可以打开了；人们搬运重石，在底下垫上圆木等等，请大家思考，摩擦力的大小与哪些因素有关.（1）学生讨论、进行猜想：①滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关.（如实验图甲、丙）③滑动摩擦力可能与压力有关.（如实验图甲、乙）④滑动摩擦力可能与物体运动速度有关.（略）④滑动摩擦力可能与接触面积的大小有关.（略）（2）学生提出猜想后，教师引导学生对一些同类的猜想进行归类，同时引导学生设计实验方案，用实验来验证自己的猜想是否正确.教师检查学生的实验方案及所设计的实验数据记录表格.如果学生不能针对所归纳的猜想进行选择，教师要根据小组探究内容有针对性的进行分工调整，以保证结论的严密性.同时，教师引导学生归纳实验方法：控制变量法.（3）设计表格（供参考）A.每个小组对其所选的猜想进行实验验证.（下面以验证摩擦力大小与压力的关系为例）①小组讨论得出不变因素为：接触面的粗糙程度、运动速度、接触面积的大小等，需要改变的因素是：压力的大小，主要通过改变木块上砝码的数量.②器材确定：一个弹簧测力计、四个砝码、一个长方体木块、一块长木板②实验步骤：将长木板置于水平桌上，用弹簧测力计水平拉动长方体木块在长木板上匀速滑行，记下测力计的示数.在长方体木块上放置不同数量砝码重复上面步骤（如图甲、乙），并记录相关数据.③分析数据，归纳结论：在其他条件不变时，滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大.⑤讨论反思实验过程，总结注意事项和实验方案的不足与改进措施.(有时间可重新进行改良后的实验)B.实验结束后，各组派代表上黑板填上实验记录，并交流、讨论，对结果进行分析.C.各个小组一起归纳、总结，得出结论：①滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关，表面受到的压力越大，滑动摩擦力就越大.②滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大.教师用多媒体播放课件“影响摩擦力大小的因素”，并总结.影响摩擦力大小的因素（多媒体课件）①作用在物体表面的压力：表面受到的压力越大,滑动摩擦力越大.②接触面的粗糙程度：接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.③滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面积无关.压力和接触面粗糙程度相同时,滚动摩擦比滑动摩擦小得多.④静摩擦力总是与使物体产生运动趋势的外力大小相等.板书：影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小；接触面的粗糙程度.【教师结束语】这节课大家应该收获不少，我们共同学习了摩擦力，了解了摩擦力的概念、产生的条件和影响滑动摩擦力大小的因素.谢谢大家！课后作业完成本课时对应练习.摩擦力是日常生活中的常见力，与我们息息相关，但学生对于摩擦力的理论却知之甚少.这节课教学的内容主要是引导学生了解摩擦力，探究影响摩擦力大小的因素，并通过实验探究活动及自主学习活动提高学习物理和应用物理的能力.本节课的重点(也是难点)在“探究影响摩擦力的大小因素”实验上.采用的突破方法——控制变量法，运用二力平衡原理来间接测量摩擦力大小.其中重点又放在如何设计实验、进行实验、设计表格、记录数据，当实验设计好了，分析概括，得出结论自然就容易了.第3节摩擦力第2课时摩擦力的综合应用【教学目标】一、知识与技能1.知道摩擦力的利与弊.2.知道增大、减小摩擦力的方法.二、过程与方法通过观察、操作，体会增大或减小摩擦力的方法.三、情感、态度与价值观通过对日常生活、生产中实例的分析，培养学生用基础知识解决实际问题的能力，养成用所学知识联系生活、生产的好习惯.【教学重点】增大和减小摩擦力的方法.【教学难点】根据具体实际生活问题提出解决方法.【教具准备】多媒体课件.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【进行新课】摩擦的利用与防止教师播放视频:下雪天，汽车在雪地上行驶，车轮打滑，当车轮缠上防滑链后可以正常安全行驶.学生观看，教师提问：这是为什么？接着教师指导学生阅读教材P26页《科学世界》——“减小摩擦的方法”：（1）要求学生认真阅读教材，归纳出改变摩擦的方法.（2）要求学生回顾课前看到的相关情景，说说人们是采用什么办法来增大和减小摩擦的.（3）引导学生从生活中再举出一些不同的例子.学生分析，教师得出结论.板书：1.摩擦力有利也有弊，有利的摩擦我们要设法增大，有弊的摩擦要设法减小.2.增大有益摩擦的方法：①增大物体间的压力；②增大接触面的粗糙程度；③用滑动摩擦来代替滚动摩擦.3.减小有害摩擦的方法：①减小物体间的压力；②减小接触面的粗糙程度；③用滚动摩擦来代替滑动摩擦；④使两个互相接触的摩擦面彼此分离.教师说明：使接触面分离的常见方式：①加润滑油，加润滑油可以在摩擦面间形成一层油膜，使摩擦面不接触，运动部件只在油膜上滑过，大大减小了摩擦，如图所示；②利用压缩气体在摩擦面间形成一层气垫，使摩擦面脱离接触，可以使摩擦变得更小，如气垫船；③利用磁悬浮使摩擦面脱离接触，可以使摩擦大大减小，如磁悬浮列车.例题1 (用多媒体展示)如图是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验装置.(1)在测量滑动摩擦力的大小时，必须让木块在水平面上做运动；（2）分析比较甲、乙可以得到：（3）分析比较甲、丙可以得到：解析：（1）为了探究木块在滑动过程中受到的摩擦力大小，必须使木块处。
力学中的平衡问题及解题方法力学是物理学的一个重要分支，研究物体的运动和相互作用。
在力学中，平衡是一个关键概念，指的是物体在外力作用下保持静止或者匀速运动的状态。
解决平衡问题是力学学习的基础，本文将重点介绍平衡问题的概念及解题方法。
一、平衡问题概述在力学中，平衡是指物体的合力与合力矩均为零的状态。
合力指的是物体受到的所有力的矢量和，合力矩是指物体受到的所有力矩之和。
当一个物体处于平衡状态时，其合力为零，即物体受到的所有力相互抵消；合力矩也为零，即力矩的总和等于零。
通过解决平衡问题，我们可以推导出物体的受力关系及各个力的大小和方向。
二、解题方法解决平衡问题的思路和方法有很多，下面将介绍几种常用的方法。
1. 通过自由体图分析自由体图是解决平衡问题的重要工具。
通过将物体从整体中分离出来，将作用在物体上的力单独画在一张图上，即可更清晰地分析受力情况。
首先，选择心理上合适的参考点，计算该点的合力和合力矩，然后利用力的平衡条件和力矩的平衡条件，推导出物体的受力关系。
在绘制自由体图时，需要标注各个力的名称、大小和方向，以便更好地进行分析。
2. 利用转动平衡条件解题当物体可以绕某个轴进行转动时，我们可以利用转动平衡条件解题。
转动平衡条件是指物体的合力矩等于零，即物体受力矩的总和等于零。
通过将每个力的力矩与其距离乘积求和，然后令其等于零，我们可以解得物体的未知量。
在利用转动平衡条件解题时，需要注意选择正确的参考点和力臂的方向。
3. 使用迭加法解题迭加法是一种常用的解决力学问题的方法。
对于一个复杂的平衡问题，我们可以将其分解为多个简单的平衡问题来处理。
将物体逐步分解，每次只考虑其中的一部分受力情况，然后根据平衡条件解题。
最后通过迭代计算，得到物体的受力关系和未知量。
4. 运用静摩擦力解决问题在某些平衡问题中，静摩擦力起到重要的作用。
静摩擦力是指物体接触面上的摩擦力，当其超过一定程度时，可以阻止物体发生滑动。
通过利用静摩擦力的性质，我们可以解决涉及摩擦力的平衡问题。
