共點力的平衡及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計完美版

1、共點力的平衡及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計 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，就要創(chuàng)建一定的教學(xué)情景。課堂中通過多媒體的應(yīng)用、演示實驗、學(xué)生動手探究實驗、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)生自己通過實驗探究、總結(jié)，將有利于學(xué)生對規(guī)律的理解與應(yīng)用。根據(jù)科學(xué)探究的基本模式：提出問題猜想假設(shè)實驗驗證得出結(jié)論。在教學(xué)設(shè)計中，首先復(fù)習(xí)物體的平衡狀態(tài)，接著利用幾個同學(xué)拉繩子的小實驗

2、，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，然后提出問題：請同學(xué)們設(shè)計一個實驗來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)計實驗，充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、應(yīng)用的激情，對設(shè)計中碰到的問題，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，通過實驗交流，得出結(jié)論。整個過程培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神和物理實驗?zāi)芰??！窘滩姆治觥勘竟?jié)學(xué)習(xí)共點力的平衡及其應(yīng)用，內(nèi)容包括物體的平衡狀態(tài)、平衡條件和力的平衡。共點力平衡問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、列方程運算等多方面物理知識和能力的綜合性問題，是高一物理的難點，同時是解決高中力學(xué)問題的基礎(chǔ)。另外，平衡問題中

3、，涉及到的各種物理模型，在今后物理學(xué)習(xí)中會經(jīng)常見到，對高一學(xué)生來講，這些都是一些基本的模型素材。因此，學(xué)好本節(jié)課對今后力學(xué)學(xué)習(xí)意義重大。但剛開始學(xué)習(xí)時，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)重點是平衡的概念及其條件，難點是實驗探究共點力的平衡條件并加以簡單應(yīng)用?！緦W(xué)情分析】學(xué)生在初中學(xué)習(xí)過牛頓第一定律，理解共點力作用下物體的平衡狀態(tài)會比較容易；利用前面學(xué)過的知識分析推出共點力作用下物體的平衡條件，學(xué)生也不會有太大困難，教師只需適當(dāng)點撥即可；但學(xué)生在設(shè)計實驗并通過實驗探究共點力作用下物體的平衡條件時會感到比較困難，教師要給予及時的引導(dǎo)，并可通過學(xué)生相互討論共同解決。

4、【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1、知道平衡狀態(tài)和平衡力的概念2、了解共點力作用下物體平衡的概念3、知道共點力的平衡條件過程與方法1、通過課堂小實驗，培養(yǎng)學(xué)生實驗觀察能力。2、通過設(shè)計實驗探究物體的平衡條件，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力和實驗?zāi)芰Α?、通過課堂練習(xí),訓(xùn)練學(xué)生進行知識遷移及應(yīng)用情感態(tài)度與價值觀通過互相交流共同設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生與他人合作的精神；通過先從實驗探究，再從理論上總結(jié)共點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)系實際的科學(xué)態(tài)度?！局攸c難點】重點：平衡狀態(tài)的概念及其條件 難點：實驗探究共點力的平衡條件并加以簡單應(yīng)用?！窘虒W(xué)環(huán)境】多媒體教室【教學(xué)方法】實驗探索法

5、、歸納分析法?！窘虒W(xué)過程】第 一 課 時場景一：上課預(yù)備鈴響后，老師并沒有立即上課，而是請一位同學(xué)走上講臺。只見他先將一本課本頂在右手食指間上，旋轉(zhuǎn)起來。同學(xué)嘩然：太簡單了，再來一個。于是該同學(xué)又將另一本課本同時頂在左手食指旋轉(zhuǎn)，并大步向前走動起來。頓時教室一片掌聲，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，飛行中的飛機等 設(shè)問：什么是物體的平衡狀態(tài)？（二）進行新課1（板書）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)或保持勻速直線運動狀態(tài)2設(shè)問：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平衡力設(shè)問：如果物體在互成角度的三個

6、共點力作用下，處于平衡狀態(tài)，這三力的大小、方向應(yīng)該滿足什么條件?場景二：課堂演示實驗：老師將三條繩子系在一個結(jié)上，請三位同學(xué)上前分別拉住三條繩索，互成角度地拉繩結(jié)。師問：如何描述繩結(jié)受到三個力的方向？生答：繩結(jié)受到三個力為沿繩方向，只要觀察繩子的方向即可。師問：這三個力方向間有什么關(guān)系？生1答：不在同一直線上。生2答：不在同一側(cè)。師問：三個力會共面嗎？（學(xué)生七嘴八舌，沒有統(tǒng)一意見） 此時，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)生頓時恍然：如果物體在互成角度的三個力共點作用下，處于平衡狀態(tài)，這三力必共面。3教師提問：如果三個力共面又共點，我們怎么研究這三個力之間的關(guān)系？(學(xué)生討論、

7、回答實驗設(shè)計思路)：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)，用力的圖示將三個共點力描繪在白紙上。進一步提問：你的猜測是什么？你準(zhǔn)備怎么做？需要哪些儀器？桌面上都有嗎？需要幾個人配合？你們怎么分工？如何驗證你的結(jié)論？（學(xué)生討論確定實驗方法）合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等學(xué)生討論實驗方案，并分小組進行實驗。（拓展思考）如果物體受到的共點力不止三個呢?你的結(jié)論能推廣嗎?場景三：課堂實驗結(jié)果展示：實驗結(jié)束后，由幾組有代表性的小組上臺展示，介紹實驗過程、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。上臺展示實驗成果的學(xué)生自信、大方，語言流暢，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)物體受到三個共點力的作用而平衡時，其中的任意一個力必定與余下的兩力的合力等大反向。 b當(dāng)物體受到三個力共點力的作用而平衡時，任意建立直角坐標(biāo)系并分解不在坐標(biāo)軸的力，沿兩個坐標(biāo)軸方向的合力均為零 c三個共點力構(gòu)成封閉的三角形（引導(dǎo)學(xué)生將此推論拓展到多個共點力平衡時的情景） (三)、練習(xí)鞏固課本P98的1、2、3、第 二 課 時【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1、能用共點力的平衡條件，解決有關(guān)力的平衡問題；2、進一步學(xué)習(xí)受力分析，正交分解等

9、方法。過程與方法學(xué)會使用共點力平衡條件解決共點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題的能力。情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生明確具體問題具體分析【重點難點】重點：共點力平衡條件的應(yīng)用難點：受力分析、正交分解、共點力平衡條件的綜合應(yīng)用?！窘虒W(xué)環(huán)境】多媒體教室【教學(xué)方法】講練法、歸納法【教學(xué)過程】 一、導(dǎo)入新課 1、用幻燈片出示復(fù)合題： （1）如果一個物體能夠保持 或 ，我們就說物體處于平衡狀態(tài)。 （2）當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時： a.物體所受各個力的合力等于 ，這就是物體在共點力作用下的平衡條件。 b.它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關(guān)系是 。 2、學(xué)生回答問題后，師進行評價和糾正

10、。 3、引入：本節(jié)課我們來運用共點力的平衡條件求解一些實際問題。二、新課教學(xué)1、共點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，線的中點掛一質(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，AO及BO對O點的拉力分別是多大？（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為研究對象，它受到兩個力，即重力和懸線的拉力，因為物體處于平衡狀態(tài)，所以懸線中的拉力大小為Fmg。 再取O點為研究對像，該點受三個力的作用，即AO對O點的拉力F1，BO對O點的拉力F2，懸線對O點的拉力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，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)求解共點力作用下平衡問題的解題步驟： （1）確定研究對象 （2）對研究對象進行受力分析，并畫受力圖； （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，進行討論和計算。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、儀上進行評析。 4、講解有關(guān)斜面問題的處理方法： 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，求斜面對物體A的支持力和A與斜面間的動摩擦因素u。 （2）分析本題； a定物體A為研究對象； b對物體A進行受力分析； 物體A共受四個力的作用：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摩擦里F3，其中G和F1是已知的，由滑動摩擦定律F3uF2可知，求得F2和F3，就可以求出u。 c畫出物體的受力圖； d本題采用正交分解法； 對于斜面，常取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為

13、y軸，將力沿這兩個方向分解，應(yīng)用平衡條件求解； e用投影片展示本題的解題過程。 解：如圖乙，取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為y軸，分別在這兩個方向上應(yīng)用平衡條件求解，由平衡條件可知，在這兩個方向深的合力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）擋板對小球彈力的大?。唬?）斜面對小球彈力的大小。 三、小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了以下幾點： 1、應(yīng)用共點力平衡條件解題時常用的方法：力的合成法、力的分解法、正交分解法 2、解共點力作用下物體平衡問題的一般步驟： （1）確定研究對象； （2）對所選研究對象進行受力分析，并畫出受力示意圖； （3）分析研究對象是否處于平衡狀態(tài)； （4）運用平衡條件，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、板書設(shè)計：不論何時，都要盡可能讓思考與反省預(yù)見到突發(fā)的激情，這于審慎者可輕而易舉做到。心煩意亂之時，首先要做的就是意識到這一點。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：奔跑時停下來最難；狂怒時保持頭腦清醒也一樣難。過分激動，不論程度高低，都會影響理智。一旦對發(fā)怒有了這種警醒，就不會使你因怒氣而失控