共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)完美版

1、共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì) 渭南瑞泉中學(xué)徐利平 【教材版本】 上?？萍冀逃霭嫔绺咧形锢恚ū匦抟唬┑谒恼碌谌?jié)【設(shè)計(jì)理念】1“興趣是最好的老師”，而要引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就要?jiǎng)?chuàng)建一定的教學(xué)情景。課堂中通過(guò)多媒體的應(yīng)用、演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生動(dòng)手探究實(shí)驗(yàn)、學(xué)生討論及展示等課堂景觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情及學(xué)習(xí)自主性。2不少同學(xué)感到物理難，就難在物理規(guī)律的應(yīng)用上。本節(jié)課創(chuàng)造性的引導(dǎo)學(xué)生，將原本是平衡條件的推導(dǎo)與應(yīng)用的結(jié)論，讓學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、總結(jié)，將有利于學(xué)生對(duì)規(guī)律的理解與應(yīng)用。根據(jù)科學(xué)探究的基本模式：提出問(wèn)題猜想假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先復(fù)習(xí)物體的平衡狀態(tài)，接著利用幾個(gè)同學(xué)拉繩子的小實(shí)驗(yàn)

2、，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后提出問(wèn)題：請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究物體的平衡條件，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。接著在教師的引導(dǎo)下讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、應(yīng)用的激情，對(duì)設(shè)計(jì)中碰到的問(wèn)題，讓同學(xué)們互相交流共同解決，培養(yǎng)學(xué)生交流與合作精神。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)交流，得出結(jié)論。整個(gè)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神和物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??！窘滩姆治觥勘竟?jié)學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用，內(nèi)容包括物體的平衡狀態(tài)、平衡條件和力的平衡。共點(diǎn)力平衡問(wèn)題是高中物理的重要內(nèi)容之一，它涉及力的概念、受力分析、力的合成與分解、列方程運(yùn)算等多方面物理知識(shí)和能力的綜合性問(wèn)題，是高一物理的難點(diǎn)，同時(shí)是解決高中力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)。另外，平衡問(wèn)題中

3、，涉及到的各種物理模型，在今后物理學(xué)習(xí)中會(huì)經(jīng)常見(jiàn)到，對(duì)高一學(xué)生來(lái)講，這些都是一些基本的模型素材。因此，學(xué)好本節(jié)課對(duì)今后力學(xué)學(xué)習(xí)意義重大。但剛開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)，力的平衡理論并不難掌握，只是后續(xù)應(yīng)用較為困難。由此確定：本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是平衡的概念及其條件，難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力的平衡條件并加以簡(jiǎn)單應(yīng)用。【學(xué)情分析】學(xué)生在初中學(xué)習(xí)過(guò)牛頓第一定律，理解共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)會(huì)比較容易；利用前面學(xué)過(guò)的知識(shí)分析推出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，學(xué)生也不會(huì)有太大困難，教師只需適當(dāng)點(diǎn)撥即可；但學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件時(shí)會(huì)感到比較困難，教師要給予及時(shí)的引導(dǎo)，并可通過(guò)學(xué)生相互討論共同解決。

4、【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1、知道平衡狀態(tài)和平衡力的概念2、了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念3、知道共點(diǎn)力的平衡條件過(guò)程與方法1、通過(guò)課堂小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力。2、通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究物體的平衡條件，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?、通過(guò)課堂練習(xí),訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移及應(yīng)用情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)互相交流共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生與他人合作的精神；通過(guò)先從實(shí)驗(yàn)探究，再?gòu)睦碚撋峡偨Y(jié)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，然后再應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)態(tài)度?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：平衡狀態(tài)的概念及其條件 難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力的平衡條件并加以簡(jiǎn)單應(yīng)用?！窘虒W(xué)環(huán)境】多媒體教室【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)探索法

5、、歸納分析法。【教學(xué)過(guò)程】第 一 課 時(shí)場(chǎng)景一：上課預(yù)備鈴響后，老師并沒(méi)有立即上課，而是請(qǐng)一位同學(xué)走上講臺(tái)。只見(jiàn)他先將一本課本頂在右手食指間上，旋轉(zhuǎn)起來(lái)。同學(xué)嘩然：太簡(jiǎn)單了，再來(lái)一個(gè)。于是該同學(xué)又將另一本課本同時(shí)頂在左手食指旋轉(zhuǎn)，并大步向前走動(dòng)起來(lái)。頓時(shí)教室一片掌聲，大家臉上都是笑容（一） 引入新課投影多媒體圖片：馬踏飛燕，懸空寺，飛行中的飛機(jī)等 設(shè)問(wèn)：什么是物體的平衡狀態(tài)？（二）進(jìn)行新課1（板書(shū)）一、物體的平衡狀態(tài)（引導(dǎo)學(xué)生回顧牛頓第一定律并回答）保持靜止?fàn)顟B(tài)或保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2設(shè)問(wèn)：物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)？（學(xué)生回答）不受任何外力或受到兩個(gè)平衡力設(shè)問(wèn)：如果物體在互成角度的三個(gè)

6、共點(diǎn)力作用下，處于平衡狀態(tài)，這三力的大小、方向應(yīng)該滿足什么條件?場(chǎng)景二：課堂演示實(shí)驗(yàn)：老師將三條繩子系在一個(gè)結(jié)上，請(qǐng)三位同學(xué)上前分別拉住三條繩索，互成角度地拉繩結(jié)。師問(wèn)：如何描述繩結(jié)受到三個(gè)力的方向？生答：繩結(jié)受到三個(gè)力為沿繩方向，只要觀察繩子的方向即可。師問(wèn)：這三個(gè)力方向間有什么關(guān)系？生1答：不在同一直線上。生2答：不在同一側(cè)。師問(wèn)：三個(gè)力會(huì)共面嗎？（學(xué)生七嘴八舌，沒(méi)有統(tǒng)一意見(jiàn)） 此時(shí)，老師將一片白木板貼近繩結(jié)，任意調(diào)整三條繩索的方向，學(xué)生頓時(shí)恍然：如果物體在互成角度的三個(gè)力共點(diǎn)作用下，處于平衡狀態(tài)，這三力必共面。3教師提問(wèn)：如果三個(gè)力共面又共點(diǎn)，我們?cè)趺囱芯窟@三個(gè)力之間的關(guān)系？(學(xué)生討論、

7、回答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路)：利用彈簧秤互成角度拉細(xì)繩，記錄繩子的方向及彈簧秤的讀數(shù)，用力的圖示將三個(gè)共點(diǎn)力描繪在白紙上。進(jìn)一步提問(wèn)：你的猜測(cè)是什么？你準(zhǔn)備怎么做？需要哪些儀器？桌面上都有嗎？需要幾個(gè)人配合？你們?cè)趺捶止?？如何?yàn)證你的結(jié)論？（學(xué)生討論確定實(shí)驗(yàn)方法）合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案，并分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（拓展思考）如果物體受到的共點(diǎn)力不止三個(gè)呢?你的結(jié)論能推廣嗎?場(chǎng)景三：課堂實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由幾組有代表性的小組上臺(tái)展示，介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)處理方法及結(jié)論。這些小組采用不同的方法和思路，各有各的特點(diǎn)。上臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)成果的學(xué)生自信、大方，語(yǔ)言流暢，小組成員間有較好的

8、分工與合作。4總結(jié)結(jié)論： （1）物體在共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，力的平衡條件為合力為零 （2）在共點(diǎn)下作用下的物體，如果所受合力為零，一定處于平衡狀態(tài) （3）推論：a.當(dāng)物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡時(shí)，其中的任意一個(gè)力必定與余下的兩力的合力等大反向。 b當(dāng)物體受到三個(gè)力共點(diǎn)力的作用而平衡時(shí)，任意建立直角坐標(biāo)系并分解不在坐標(biāo)軸的力，沿兩個(gè)坐標(biāo)軸方向的合力均為零 c三個(gè)共點(diǎn)力構(gòu)成封閉的三角形（引導(dǎo)學(xué)生將此推論拓展到多個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)的情景） (三)、練習(xí)鞏固課本P98的1、2、3、第 二 課 時(shí)【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1、能用共點(diǎn)力的平衡條件，解決有關(guān)力的平衡問(wèn)題；2、進(jìn)一步學(xué)習(xí)受力分析，正交分解等

9、方法。過(guò)程與方法學(xué)會(huì)使用共點(diǎn)力平衡條件解決共點(diǎn)力作用下物體平衡的思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生靈活分析和解決問(wèn)題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生明確具體問(wèn)題具體分析【重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用難點(diǎn)：受力分析、正交分解、共點(diǎn)力平衡條件的綜合應(yīng)用。【教學(xué)環(huán)境】多媒體教室【教學(xué)方法】講練法、歸納法【教學(xué)過(guò)程】 一、導(dǎo)入新課 1、用幻燈片出示復(fù)合題： （1）如果一個(gè)物體能夠保持 或 ，我們就說(shuō)物體處于平衡狀態(tài)。 （2）當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)： a.物體所受各個(gè)力的合力等于 ，這就是物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。 b.它所受的某一個(gè)力與它所受的其余外力的合力關(guān)系是 。 2、學(xué)生回答問(wèn)題后，師進(jìn)行評(píng)價(jià)和糾正

10、。 3、引入：本節(jié)課我們來(lái)運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件求解一些實(shí)際問(wèn)題。二、新課教學(xué)1、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件的應(yīng)用舉例： 案例1 如圖所示，細(xì)線的一端固定于A點(diǎn)，線的中點(diǎn)掛一質(zhì)量為m的物體，另一端B用手拉住，（1）當(dāng)AO與豎直方向成角，OB沿水平方向時(shí)，AO及BO對(duì)O點(diǎn)的拉力分別是多大？（2）現(xiàn)設(shè)法增大夾角，仍保持OB水平，是分析AO、BO兩繩中拉力的變化情況。 師解析本題：（1）先以物體m為研究對(duì)象，它受到兩個(gè)力，即重力和懸線的拉力，因?yàn)槲矬w處于平衡狀態(tài)，所以懸線中的拉力大小為Fmg。 再取O點(diǎn)為研究對(duì)像，該點(diǎn)受三個(gè)力的作用，即AO對(duì)O點(diǎn)的拉力F1，BO對(duì)O點(diǎn)的拉力F2，懸線對(duì)O點(diǎn)的拉力F，如

11、圖所示：a.用力的分解法求解將Fmg沿F1和F2的反方向分解，得到得到b.用正交分解合成法求解建立平面直角坐標(biāo)系 由Fx合=0;及Fy合=0得到:F合F1F2F解得: c.用合成法求解將F1和F2合成得到F，F(xiàn)合=Fmg，所以（2）由可以看出，當(dāng)增大時(shí)，的值變小，的值變大，兩繩中的拉力F1和F2都變大。2、結(jié)合例題總結(jié)求解共點(diǎn)力作用下平衡問(wèn)題的解題步驟： （1）確定研究對(duì)象 （2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)受力圖； （3）據(jù)物體的受力和已知條件，采用力的合成、分解、圖解、正交分解法，確定解題方法；（4）解方程，進(jìn)行討論和計(jì)算。3、學(xué)生用上述方法求解課本P95案例2，并抽查部分同學(xué)的答案在投影

12、儀上進(jìn)行評(píng)析。 4、講解有關(guān)斜面問(wèn)題的處理方法： 案例2 如圖甲，物體A在水平力F1=400N的作用下，沿傾角為60°的斜面勻速下滑，物體A的重力G=400N，求斜面對(duì)物體A的支持力和A與斜面間的動(dòng)摩擦因素u。 （2）分析本題； a定物體A為研究對(duì)象； b對(duì)物體A進(jìn)行受力分析； 物體A共受四個(gè)力的作用：豎直向下的重力G，水平向右的力F1，垂直于斜面斜向上方的支持力F2，平行于斜面向上的滑動(dòng)摩擦里F3，其中G和F1是已知的，由滑動(dòng)摩擦定律F3uF2可知，求得F2和F3，就可以求出u。 c畫(huà)出物體的受力圖； d本題采用正交分解法； 對(duì)于斜面，常取平行于斜面的方向?yàn)閤軸，垂直于斜面的方向?yàn)?/p>

13、y軸，將力沿這兩個(gè)方向分解，應(yīng)用平衡條件求解； e用投影片展示本題的解題過(guò)程。 解：如圖乙，取平行于斜面的方向?yàn)閤軸，垂直于斜面的方向?yàn)閥軸，分別在這兩個(gè)方向上應(yīng)用平衡條件求解，由平衡條件可知，在這兩個(gè)方向深的合力Fx合和Fy合應(yīng)分別等于零，即 5、鞏固訓(xùn)練：如圖所示：重為G10N的小球在豎直擋板作用下靜止在傾角為=30o的光滑斜面上，已知擋板也是光滑的，求：（1）擋板對(duì)小球彈力的大?。唬?）斜面對(duì)小球彈力的大小。 三、小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了以下幾點(diǎn)： 1、應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件解題時(shí)常用的方法：力的合成法、力的分解法、正交分解法 2、解共點(diǎn)力作用下物體平衡問(wèn)題的一般步驟： （1）確定研究對(duì)象； （2）對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)出受力示意圖； （3）分析研究對(duì)象是否處于平衡狀態(tài)； （4）運(yùn)用平衡條件，選用適當(dāng)方法，列出平衡方程求解。四、作業(yè)課本P98 7題 五、板書(shū)設(shè)計(jì)：不論何時(shí)，都要盡可能讓思考與反省預(yù)見(jiàn)到突發(fā)的激情，這于審慎者可輕而易舉做到。心煩意亂之時(shí)，首先要做的就是意識(shí)到這一點(diǎn)。先控制住自己的情緒，下決心不再使之加劇。有了這種高明的防范，就能很快終止怒氣。要懂得制怒之法，且止息于當(dāng)止之時(shí)：奔跑時(shí)停下來(lái)最難；狂怒時(shí)保持頭腦清醒也一樣難。過(guò)分激動(dòng)，不論程度高低，都會(huì)影響理智。一旦對(duì)發(fā)怒有了這種警醒，就不會(huì)使你因怒氣而失控