共點(diǎn)力的平衡教學(xué)設(shè)計-高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

1、共點(diǎn)力的平衡教學(xué)設(shè)計【單元設(shè)計理念】本節(jié)內(nèi)容是以初中所學(xué)二力平衡知識為基礎(chǔ)，進(jìn)一步研究在多個共點(diǎn)力作用下的平衡問題；是高中研究運(yùn)動與相互作用關(guān)系的起點(diǎn)。之所以是起點(diǎn)的重要原因是運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件解決物體受力問題的思路是一個在高中物理中具有普遍意義的重要思路。這一思路即明確研究對象、分析作用的量（受力分析），隨后要根據(jù)相互作用的效果（加速度為0的平衡狀態(tài)）和相互作用的規(guī)律（合力為零）來建立數(shù)學(xué)關(guān)系。這種解決問題的思維鏈條為今后運(yùn)用牛頓第二定律、歐姆定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問題的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)基礎(chǔ)?！颈竟?jié)教材分析】本節(jié)課引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出共點(diǎn)力平衡的應(yīng)用。采取如下步驟：“提出方案”“實(shí)驗(yàn)

2、探究”“理論驗(yàn)證”“解決問題”。教材中通過“問題”，引入物體受共點(diǎn)力平衡情況。再通過之前力的合成與分解知識，得到共點(diǎn)力平衡條件。之后，教材分別列舉了兩道例題，其中例題1對應(yīng)新課標(biāo)的要求，選取了生活中小孩坐滑梯的場景，以勻速下滑的小孩為研究對象；例題2研究了靜止的被細(xì)繩懸掛的重物。這兩道例題分別從勻速和靜止兩種平衡狀態(tài)來進(jìn)行共點(diǎn)力的分析。在講解兩道例題的過程中，注重引導(dǎo)物理模型的構(gòu)建；講解完畢之后，對例題的解題思路進(jìn)行歸納總結(jié)，并將解口訣，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。并能利用所學(xué)聯(lián)系和解決實(shí)際問題。【學(xué)情分析】學(xué)生在之前已經(jīng)對運(yùn)動和力的關(guān)系有了一定了解，已經(jīng)具備物體的平衡狀態(tài)等已有知識；但在對共

3、點(diǎn)力的平衡條件進(jìn)行應(yīng)用時，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型是較為困難的，需要教師引導(dǎo)學(xué)生理清思路，建立模型，及時歸納總結(jié)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知道什么是共點(diǎn)力在二力平衡的基礎(chǔ)上，經(jīng)過科學(xué)推理，得出共點(diǎn)力平衡的條件：物體所受的合力為0。會用共點(diǎn)力平衡的條件，分析生活和生產(chǎn)中的實(shí)際問題，體會物理學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用價值。掌握共點(diǎn)力的概念，掌握共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)及其條件；運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件解決實(shí)際問題；【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條件；教學(xué)難點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的應(yīng)用【教學(xué)方法】講授法、討論法、實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)媒介】多媒體設(shè)備、黑板、刻度尺、輕桿、細(xì)繩、彈簧測力計、鐵架臺【教學(xué)流程】流程圖如下：課堂引入請同學(xué)們

4、觀看視頻中雜技演員阿迪力走鋼絲的動作，體會其中的平衡狀態(tài)。可以看到在雜技表演中，演員處于平衡狀態(tài)，受到重力作用、及繩索給予的支持力作用，請同學(xué)們思考一下雜技演員是怎么保持平衡的呢？答：人和桿系統(tǒng)的重心豎直通過腳底。二、新課教學(xué)（一）共點(diǎn)力問題1.右圖兩個情境下物體的受力具有什么樣的特點(diǎn)？答：靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，都是受二力平衡問題2.師生共同分析書中四幅圖來理解共點(diǎn)力和平行力。答：乙、丙是平行力；甲、丁是共點(diǎn)力（此處引入共點(diǎn)力的概念）問題3.甲真的是共點(diǎn)力嗎？給出理由。答：對稱性思考4. 如果甲圖中F1、F2不具有對稱性，三者是否一定交于一點(diǎn)呢？思考5. 如果甲圖中F1、F2、G三者不在

5、同一平面內(nèi)（即是空間的），此時物體還能處于平衡狀態(tài)嗎？（二）共點(diǎn)力的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究問題6.通過分析甲圖，引導(dǎo)學(xué)生提出問題“受三個力作用的物體在什么條件下保持平衡狀態(tài)”首先將物理情境轉(zhuǎn)化為可測量的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀］p桿受到三個拉力的作用，保持靜止。在三個拉力的作用下保持靜止，下面給出了對應(yīng)的幾個實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)一：（1）要求調(diào)整木棒(忽略木棒的重力)平衡，力可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，觀察其位置特點(diǎn)，并畫出示意圖答：共面（2）要求保持木棒原位置平衡，力可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，觀察其位置特點(diǎn)答：平行（3）（調(diào)整三節(jié)點(diǎn)重合）要求保持木棒原位置平衡，力可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，觀察其位置特點(diǎn)答：共點(diǎn)（4）（調(diào)整三節(jié)點(diǎn)重合）要求

6、調(diào)整木棒平衡，力可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，觀察其位置特點(diǎn)，并畫出示意圖答：共點(diǎn)（5）（調(diào)整兩節(jié)點(diǎn)重合）要求調(diào)整木棒平衡，力可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，觀察其位置特點(diǎn)答：共點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：三個拉力的合力為零。即共點(diǎn)力平衡的條件是合力為零。教師總結(jié)：如果物體受到多個共點(diǎn)力的作用處于平衡態(tài)時，可以按照上述方法利用等效思想，通過力的合成，將任意兩個力合成為與之作用效果相同的一個力，最終將多個共點(diǎn)力平衡的問題轉(zhuǎn)化為兩個共點(diǎn)力平衡的問題。（三）解決問題例1生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來改變或固定懸吊物的位置。如圖，懸吊重物的細(xì)繩，其O點(diǎn)被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成角。若懸吊物所受的重力為G，則細(xì)繩AO和水平繩BO所受的拉力各等于多少？例2.某幼兒園要在空地上做一個滑梯，如圖甲所示，根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6米。設(shè)計時，滑板和兒童褲子之間的動摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？思維小結(jié)三、當(dāng)堂小練1.物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是( )A物體的速度在某一時刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài)B物體相對另一物體保持靜止時，物體一定處于平衡狀態(tài)C物體所受合力為零，就一定處于平衡狀態(tài)D物體做勻加速運(yùn)動時，物體處于平衡狀態(tài)2.如圖所示，某個物體在F1、F2、F3、F4四個