2021年3.5《共點(diǎn)力的平衡條件》

1、精選word文檔 下載可編輯5共點(diǎn)力的平衡條件5共點(diǎn)力的平衡條件一、教學(xué)任務(wù)分析本節(jié)的教學(xué)任務(wù)有（1）基于生活中力的平衡的實(shí)例，引出在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。（2）聯(lián)系“力的合成”和“力的分解”的知識(shí)以及對(duì)物體受力情況的分析，通過dis實(shí)驗(yàn)探究，分析歸納共點(diǎn)力的平衡條件f合=0。（3）在課內(nèi)的學(xué)習(xí)討論與訓(xùn)練中，鞏固對(duì)物體在共點(diǎn)力作用下平衡條件的理解。（4）通過對(duì)共點(diǎn)力的平衡條件的科學(xué)探究過程，體驗(yàn)科學(xué)方法的應(yīng)用，了解古代科學(xué)家張衡的科學(xué)成就，激發(fā)愛國主義情懷和對(duì)科學(xué)熱愛。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道什么是共點(diǎn)力，及在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。（2）理解物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件

2、。（3）知道我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就。（4）會(huì)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。2、過程與方法（1）在對(duì)共點(diǎn)力平衡問題的探究中，感受等效、圖示、歸納推理等科學(xué)方法。（2）在共點(diǎn)力平衡條件的實(shí)驗(yàn)研究中，感受猜想、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、分析歸納結(jié)論的科學(xué)探究方法。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）在共同的實(shí)驗(yàn)探究過程中，體驗(yàn)合作，樂于合作。（2）通過了解張衡的相關(guān)科學(xué)成就，激發(fā)愛國主義情感和對(duì)科學(xué)的熱愛。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。難點(diǎn)共點(diǎn)力平衡條件的探究過程。四、教學(xué)資源1、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)dis實(shí)驗(yàn)設(shè)備或彈簧秤；學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材。2、多媒體資源張衡及相關(guān)資料的課件，舉重運(yùn)

3、動(dòng)員奧運(yùn)會(huì)比賽奪冠錄像，東方明珠、趙州橋等圖片。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路以多媒體資源情景和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過觀察、分析認(rèn)識(shí)什么是共點(diǎn)力，形成物體在共點(diǎn)力作用下平衡的概念。再由dis實(shí)驗(yàn)探究，分析、歸納得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件f合=0。最后通過我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就的介紹，激發(fā)愛國主義情懷和對(duì)科學(xué)的追求，鞏固所學(xué)的知識(shí)，感悟物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的重要作用。本節(jié)課要突出的重點(diǎn)是，物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。突出重點(diǎn)的方法是，從觀看奧運(yùn)會(huì)我國舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠的錄像，及東方明珠、趙州橋及靜止的花盆等多媒體資源情景，結(jié)合學(xué)生的親身感受，分析歸納得到物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念。再以分組dis實(shí)驗(yàn)探

4、究活動(dòng)，運(yùn)用等效、圖示、推理等科學(xué)方法得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。本節(jié)課要突破的難點(diǎn)是，共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的建立過程。突破難點(diǎn)的方法是，從二力平衡的條件f合=0出發(fā)，以“力的合成”（或“力的分解”）為基礎(chǔ)，通過dis實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用等效替代的方法，得出不在一直線上、三個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件f合=0，并推廣到一般情況，即共點(diǎn)力的平衡條件為f合=0，體現(xiàn)從特殊到一般的歸納推理過程。六、教學(xué)流程活動(dòng)ii課件交流活動(dòng)iii學(xué)習(xí)交流情景錄像、圖片設(shè)問活動(dòng)i平衡的概念dis實(shí)驗(yàn)物體平衡的條件七、教案過程（一）情景導(dǎo)入，激發(fā)懸念錄像引入201*北京奧運(yùn)會(huì)我國舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠錄像播放。教師張國政在69公斤級(jí)比

5、賽中以抓舉160公斤和挺舉185公斤總成績345公斤而奪冠，裁判員判定舉重運(yùn)動(dòng)員成績有效的依據(jù)是什么？學(xué)生活動(dòng)舉重運(yùn)動(dòng)員能將舉起的杠鈴保持靜止幾秒鐘。教師這與本節(jié)課學(xué)習(xí)的受力平衡問題有關(guān)。（二）通過圖片引入共點(diǎn)力作用下物體的平衡教師生活中的物體有的處于平衡狀態(tài)，有的處于非平衡狀態(tài)，其中的平衡比較常見，而且很有實(shí)際意義。下面給大家看一些熟悉的圖片學(xué)生活動(dòng)教師這些物體均處于平衡狀態(tài)，那么，什么叫平衡狀態(tài)？歸納總結(jié)物體處于靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)。（三）dis實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件教師首先來回顧一下初中已經(jīng)學(xué)過的二力平衡的知識(shí)。1、例用一根很輕的不可伸長的細(xì)線將小鋼球懸掛

6、于鐵架臺(tái)上，并保持靜止。教師小球處于什么狀態(tài)？學(xué)生活動(dòng)平衡狀態(tài)。教師請(qǐng)一位同學(xué)來畫小球的受力示意圖。學(xué)生活動(dòng)（畫小球受力示意圖）小球受到重力g和拉力t的作用。教師這兩個(gè)力的大小、方向有什么關(guān)系？學(xué)生活動(dòng)大小相等，方向相反，且在作用在同一直線上。教師這兩個(gè)力的合力是多少？學(xué)生活動(dòng)合力為零。歸納1、二力平衡f合=0教師如果用一個(gè)水平拉力使小球偏離原來位置一個(gè)角度，并再次達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，小球共受哪些力的作用？學(xué)生活動(dòng)重力g，水平拉力f，沿細(xì)線方向的拉力t。教師小球現(xiàn)在還處于平衡狀態(tài)嗎？學(xué)生活動(dòng)是的。教師這三個(gè)力的方向不在同一直線上，它們的合力多大？學(xué)生猜測合力為零。提示只要能將這幾個(gè)力的大小測出，我們

7、可以將其中兩個(gè)力等效成一個(gè)力，變成二力平衡-物理學(xué)研究方法之一等效替代法。下面我們就用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證一下你們的猜測。2、dis實(shí)驗(yàn)探究三個(gè)力平衡的條件教師如何測量幾個(gè)力的大小呢？學(xué)生活動(dòng)可以用彈簧測力計(jì)測量，以可以用力傳感器來測量。教師介紹實(shí)驗(yàn)儀器力傳感器（兩個(gè)）、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)。我們用力傳感器測出兩個(gè)拉力的大小，彈簧秤測出重力，然后再怎么辦呢？學(xué)生活動(dòng)可以在紙上畫出力的圖示，然后分析有什么關(guān)系。教師非常好，那么我們請(qǐng)兩位同學(xué)配合來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生活動(dòng)兩位同學(xué)上臺(tái)配合完成實(shí)驗(yàn)，并得出ft圖，測量出小球重力。教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)學(xué)生代表完成實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)下面學(xué)生觀察和思考實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)。

8、教師數(shù)據(jù)已經(jīng)測得了，我們知道力是矢量，要知道三個(gè)力的關(guān)系，還要知道方向，那么我們?cè)诋媹D時(shí)怎么確定這幾個(gè)力的方向呢？學(xué)生活動(dòng)用量角器測量角度。教師（質(zhì)疑）懸掛著怎么測量？我們可以用一張白紙輕輕放在懸掛的裝置后面，然后用鉛筆把力的方向畫在紙上，然后再在紙上做三個(gè)力的圖示，找出結(jié)論。學(xué)生活動(dòng)在紙上畫力的圖示，4人一組地探究三個(gè)力之間的關(guān)系。教師我們來看看幾個(gè)小組的討論結(jié)果。學(xué)生活動(dòng)2個(gè)小組來展示他們畫圖后得出的結(jié)論，三個(gè)力合力為零。歸納1、任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。2、這三個(gè)力的合力為零。教師想一想，如果物體受到的是4個(gè)力或5個(gè)力的作用，物體的平衡條件是否還是合

9、力為零？學(xué)生活動(dòng)（議論）應(yīng)用類似研究三個(gè)力平衡問題的等效替代的方法，可得到多個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件仍是合力為零。總結(jié)共點(diǎn)力平衡的條件作用在物體上各力的合力為零，即f合=0（四）學(xué)生課件交流（了解張衡及其成就）教師我們知道，早在1800多年前，我國古代科學(xué)家張衡就巧妙地利用平衡原理制成了測定地震的侯風(fēng)地動(dòng)儀。課前老師請(qǐng)同學(xué)們回去查找關(guān)于張衡的資料，并制作powerpoint。教師下面請(qǐng)幾位同學(xué)上來展示一下他們查找的結(jié)果，供大家共同學(xué)習(xí)。學(xué)生課件展示交流。學(xué)生談?dòng)^看感受。（五）實(shí)際應(yīng)用示例用彈簧秤沿著光滑斜面的方向?qū)⒁粔K重5n的木塊勻速向上拉，這時(shí)彈簧秤的讀數(shù)是4n,求斜面對(duì)木塊的彈力的大小？教師引導(dǎo)

10、學(xué)生應(yīng)用作圖法、解三角形的數(shù)學(xué)方法、正交分解法等三種方法求解。求解完畢后，引導(dǎo)學(xué)生歸納應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件解決實(shí)際問題的步驟（1）確定分析對(duì)象。（2）對(duì)分析對(duì)象作受力分析，畫受析示意圖。（3）如果是三力平衡，可應(yīng)用合成法畫圖用作圖法求解，或應(yīng)用解三角形的數(shù)學(xué)方法求解。（4）如果是三力或以上的平衡，可適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸，對(duì)物體的受力作正交分解后，分坐標(biāo)軸方向列物體平衡的代數(shù)方程求解。擴(kuò)展閱讀5共點(diǎn)力的平衡條件教案(粵教版必修1)本資料來自于資源最齊全的世紀(jì)教育網(wǎng)5共點(diǎn)力的平衡條件一、教學(xué)目標(biāo)了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。理解共點(diǎn)了平衡的條件，會(huì)用來解決有關(guān)平衡的問題。二、教學(xué)重點(diǎn)理解物體平衡的概念

11、及條件。三、教學(xué)難點(diǎn)對(duì)物體平衡概念的深刻理解。教學(xué)過程在日常生活中我們所見的有些物體將保持著原來靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（例放在桌面上的物體，勻速運(yùn)動(dòng)的汽車等）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在力的作用下發(fā)生改變，因此，從物體受力的角度去尋找物體保持原狀態(tài)的條件是解決問題的關(guān)鍵所在。（一）平衡狀態(tài)共點(diǎn)力（復(fù)習(xí)回顧）幾個(gè)力如果作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。平衡狀態(tài)一個(gè)問題在共點(diǎn)力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說這個(gè)外同處于平衡狀態(tài)。共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征加速度為零。“保持”某狀態(tài)與“瞬時(shí)”某狀態(tài)有區(qū)別豎直上拋的物體運(yùn)動(dòng)到最該點(diǎn)

12、時(shí)，這一瞬間的速度為零。但這一狀態(tài)不能保持，因而這一不能保持靜止?fàn)顟B(tài)不屬于平衡狀態(tài)。（二）共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件平衡條件使物體處于平衡狀態(tài)必須滿足的條件平衡條件的理論推導(dǎo)物體處于平衡狀態(tài)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變加速度為零根據(jù)牛頓第二定律f=ma有物體所受的合外力f合=0反之亦然。共點(diǎn)力作用下的物體平衡條件在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零f合=0力的平衡作用在物體上的幾個(gè)力的合力為零，這種情形叫做力的平衡。f合=0則在任一方向上物體所受合力也為零。將物體所受的共點(diǎn)力正交分解，則平衡條件可表示為下列方程組fx=0，fy=0。特例物體受兩個(gè)共點(diǎn)力作用若兩個(gè)力組成平衡力

13、，f合=0，則物體處于平衡狀態(tài)。物體受三個(gè)共點(diǎn)力作用若任兩個(gè)力的合力與第三力組成平衡力，f合=0，則物體處于平衡狀態(tài)。平衡條件的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證用一個(gè)彈簧秤和鉤碼演示驗(yàn)證兩力平衡的條件用兩個(gè)彈簧秤和一個(gè)鉤碼演示驗(yàn)證三力平衡的條件。如圖4-1-1，結(jié)點(diǎn)o平衡時(shí)，記下兩彈簧秤的示數(shù)f1、f2及方向，并按f1、f2的大小和方向做出力的圖示，根據(jù)平行四邊形定則，做出力f1、f2的合力跟砝碼對(duì)o的拉力大小f3（大小等于砝碼重力g）存在大小相等方向相反的關(guān)系。如圖4-1-2所示。21世紀(jì)教育網(wǎng)-中國最大型、最專業(yè)的中小學(xué)教育資源門戶。版權(quán)所有21世紀(jì)教育網(wǎng)本資料來自于資源最齊全的世紀(jì)教育網(wǎng)f1f2og圖4-1-1

14、圖4-1-2【例1】下列物體中處于平衡狀態(tài)的是（）a.靜止在粗糙斜面上的物體b.沿光滑斜面下滑的物體c.在平直路面上勻速行駛的汽車d.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開始下落的瞬間【解析】在共點(diǎn)力的作用下，物體如果處于平衡狀態(tài)，則該物體必同時(shí)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來說，物體保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為零；從受力情況來說，合力為零。物體在某一時(shí)刻的速度為零，并不等同這個(gè)物體保持靜止，如果物體所受的合外力不為零，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就要發(fā)生變化，在下一個(gè)瞬間就不能靜止的了，所以物體是否處于平衡狀態(tài)要由物體所受的合外力合加速度判斷，而不能認(rèn)為物體某一時(shí)刻速度為零，就是處于平衡狀態(tài)，本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為a、c。物體在某一時(shí)刻的速度為零與物體保持靜止是兩個(gè)不同的概念。物體在某一時(shí)刻速度為零，并不能說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài)；物體處于平衡狀態(tài)，也不一定速度為零?！纠?】如圖4-1-3所示，某個(gè)物體在f1、f2、f3、f4四個(gè)力f2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若f4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60而保持f1其大小不變化，其余三個(gè)力的大小和方向不變，則此時(shí)物體所受到的合力大小為（）a.3f4f4b.c.f4d.3f422f4【解析】由共點(diǎn)力的平衡條件可知，f1、f2、f3、f4的合力應(yīng)f3與等值反向。當(dāng)?shù)姆较蜓啬鏁r(shí)針轉(zhuǎn)過6