3力的平衡教師版

1、高中物理魯科版：必修一優(yōu)秀教案： 5.3 力的平衡（教師版） 從容說課 教材分析 這一節(jié)內(nèi)容應(yīng)用前一節(jié)的平行四邊形定則， 研究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件， 學(xué)生由 初中時(shí)水平面上靜止物體的二力平衡認(rèn)識(shí)水平上升到平衡條件的一般形式F 合 0；進(jìn)一步 加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能 . 學(xué)生狀態(tài)分析 學(xué)生在生活中對(duì)平衡狀態(tài)有較多的直接經(jīng)驗(yàn)； 在初中學(xué)生已學(xué)習(xí)二力平衡； 學(xué)生會(huì)用平 行四邊形定則求解力的合成與力的分解；學(xué)生具有動(dòng)手實(shí)驗(yàn)研究力的合成與分解的技能 . 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能 知道共點(diǎn)力的概念； 了解物體的平衡狀態(tài)； 理解物體的平衡條件； 了解平衡的種類與穩(wěn) 度. 過程與方法 學(xué)生對(duì)靜止物體的受力研究，

2、形成物體平衡條件的觀點(diǎn)； 通過探究方法， 驗(yàn)證平衡的條 件；提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力 ,對(duì)信息收集和處理能力和交流、合作能力;培養(yǎng)學(xué)生探索物理規(guī) 律的方法 . 情感態(tài)度與價(jià)值觀 激發(fā)學(xué)生對(duì)平衡問題的好奇心與求知欲， 通過學(xué)習(xí)體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣， 培養(yǎng)與他人合作 的精神和團(tuán)隊(duì)精神 . 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)重點(diǎn) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件的得出，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)規(guī)律 . 教學(xué)難點(diǎn) 依據(jù)平行四邊形定則作圖求合力 . 教具準(zhǔn)備 兩學(xué)生分成一個(gè)小組，每小組實(shí)驗(yàn)器材： 六毫米螺母一枚、細(xì)繩套三個(gè)、彈簧秤三個(gè)、木板一塊、折紙兩張、直尺、鉛筆、彎成 半圓的鐵線、教學(xué)錄像素材 . 課時(shí)安排 1 課時(shí) 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課

3、 物體的平衡狀態(tài)： a=0 分析：靜止的物體不一定處于平衡狀態(tài).（舉例說明 ） 平衡靜止是指： a=0、 v=0 兩條件同時(shí)滿足 . 總結(jié)得出：平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)情況表現(xiàn)為：保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng) . 教師活動(dòng) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 教師列舉生活中常見物體運(yùn)動(dòng)不同狀態(tài)， 并給出： 靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫做平 衡狀態(tài) .需要學(xué)生分析課本 96 頁(yè)“討論與交流”并列舉出幾個(gè)處于平衡狀態(tài)物體的實(shí)例 . 學(xué)生活動(dòng)學(xué)生將自己的思考結(jié)果在作業(yè)本上寫下來(lái)，在班上進(jìn)行交流 .形成共識(shí)：在空 中平行飛行和停在機(jī)坪上兩個(gè)階段 .實(shí)例根據(jù)實(shí)際情況討論 . 推進(jìn)新課 教師活動(dòng)教師要求學(xué)生分析水平地面上站立質(zhì)

4、量為60 kg 的人的受力情況 . 學(xué)生活動(dòng)學(xué)生分析、討論、交流：人受重力 G 和支持力 N，而且 GN 600 N，G 與 N 是一對(duì)平衡力， F 合 0. （注意學(xué)生的表述，從而可以看出學(xué)生是否已將合力概念與初中的二力平衡整合起來(lái)） 教師活動(dòng)教師提出： 受一對(duì)平衡力作用的物體處于平衡狀態(tài)， 那么，當(dāng)物體同時(shí)受多個(gè) 共點(diǎn)力作用時(shí)， 物體能處于平衡狀態(tài)嗎？如果物體能處于平衡狀態(tài)， 是在什么情況下處于平 衡狀態(tài)的？ 要求學(xué)生每?jī)扇艘唤M，對(duì)螺母在共點(diǎn)力的平衡條件用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究 . 教師活動(dòng)教師巡視，注意學(xué)生完成情況，及時(shí)與他們交流，并給學(xué)生適當(dāng)幫助 ) 學(xué)生活動(dòng)學(xué)生分組后：用所給的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

5、、完成實(shí)驗(yàn).將實(shí)驗(yàn)成果與其他小組 交流，形成最終結(jié)論：當(dāng) F合0 時(shí)，物體處于平衡狀態(tài) . 需要學(xué)生完成課本 98 頁(yè)的例題 . 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)論和理論推導(dǎo)結(jié)論得出： 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件為： F 合=0. 物體的平衡條件是兩個(gè)：一個(gè)是所受的外力是共點(diǎn)力，一個(gè)是合外力為零 . 知識(shí)拓展 其實(shí)， 當(dāng)物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)， 如果通過平移力的作用線， 使之首 尾相接，必然會(huì)構(gòu)成一個(gè)封閉的多邊形.反過來(lái)，我們也可以根據(jù)物體所受的多個(gè)共點(diǎn)力能 否構(gòu)成封閉的多邊形，判斷物體是否處于平衡狀態(tài).如圖 5-3-1 所示 . 物體處于平衡狀態(tài)時(shí)的共點(diǎn)力的合成 得出規(guī)律之后引導(dǎo)學(xué)生思考以下兩個(gè)問題

6、： (1) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件與牛頓第二定律的關(guān)系.( 特殊與一般的關(guān)系 ) (2) 由牛頓第一定律知不受力的物體將保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng).說明 F 合=0 對(duì)物體平動(dòng)的 影響與物體不受力力的效果相同 . 啟發(fā)學(xué)生思考 若用正交分解法表示共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件， 結(jié)論怎樣表示？得出 在兩個(gè)互相垂直的方向上合力均為零的結(jié)論.表示為： Fx 合=0 Fy 合=0 教師精講 應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件解題的一般步驟： (1)選取研究對(duì)象； (2)進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖； (3) 應(yīng)用力的合成與分解方法對(duì)某些力進(jìn)行處理； (4) 根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列方程 ,或建立直角坐標(biāo)系， 選取坐標(biāo)軸應(yīng)

7、使較多的力與坐標(biāo)軸重合， 使需要分解的力的個(gè)數(shù)降到最少，以簡(jiǎn)化解題過程,列出平衡方程為： Fx合=0, Fy 合=0. (5) 解方程，代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果 . 綜合反饋，效果驗(yàn)收 (學(xué)生練習(xí) ) 例題剖析 在粗糙的水平面上放有一個(gè)質(zhì)量為 m 的三角形木塊 abc，在它的粗糙斜面上放 有質(zhì)量為 m1 的物體，如圖 5-3-2 所示 .已知兩個(gè)物體都是靜止的，則粗糙水平面對(duì)三角形木 塊是否有摩擦力，如果有，摩擦力的方向怎樣？ 分析： 當(dāng)共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài)時(shí)， 這幾個(gè)共點(diǎn)力中任意一個(gè)力必然與其他幾 個(gè)力的合力大小相等、方向相反 即木塊對(duì) m1 的作用力 .由于 m1 靜止，處于平衡狀態(tài)，故

8、 F1 必與 G1 大小相等、方向相反 .因 此 m1給木塊的反作用力 F2 =F1=G 1，方向豎直向下，所以木塊 abc受力圖如圖 5-3-4 所示.在 此基礎(chǔ)上如果地面再給木塊一個(gè)水平方向上的摩擦力， 則木塊的合力將不可能為零， 也就不 可能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故地面對(duì)木塊沒有摩擦力 . 解法二： 由于兩者保持相對(duì)靜止， 故可看成一個(gè)整體， 這個(gè)整體受一個(gè)總的重力和一個(gè) 地面給它豎直向上的彈力， 如果再受一個(gè)地面的摩擦力， 則整體無(wú)法保持靜止?fàn)顟B(tài)， 故不受 地面的摩擦力 . (平衡的種類和穩(wěn)度 ) 教師活動(dòng) 教師演示用手指頂半圓鐵線， 展示沿半圓凹向頂很容易平衡， 而沿凸向頂不容 易平衡 ,需

9、要學(xué)生動(dòng)手做這個(gè)實(shí)驗(yàn) . 學(xué)生活動(dòng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并嘗試說明現(xiàn)象 . 教師活動(dòng)教師演示課本 98頁(yè)圖 5-33 實(shí)驗(yàn)，并講授平衡的種類：不穩(wěn)平衡、穩(wěn)定平衡、 隨遇平衡 . 教師活動(dòng)教師播放錄像，內(nèi)容有：帶三腳架的照相機(jī)，兩側(cè)帶平衡浮筒的帆船、一級(jí)方 程賽車 .需要學(xué)生思考三腳架下面為什么要張開、浮筒的作用、車的重心很低. 學(xué)生活動(dòng) 學(xué)生討論、 交流并得到： 物體的穩(wěn)度與物體重心的高低和支持面的大小兩個(gè)因 素有關(guān) . 課堂小結(jié) 1. 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力的平衡條件是F 合0. 2. 平衡狀態(tài)的兩個(gè)特征是： a0； 速度 v 恒定； 3. 物體所受的合力為零，在正交分解時(shí)常采用： Fx 合=0;Fy合=0 布置作業(yè) 1.完成課本 P100(1)、 (2)、 (5). 2.觀察高壓電線的塔架有何特點(diǎn) . 3.閱讀信息窗 . 板書設(shè)計(jì) 力的平衡 平衡狀態(tài) : 物體在共點(diǎn)力作用下處 于靜止或勻速 直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡平衡條件 :F合 0 推論 : 當(dāng)物體處于平衡時(shí) , 它所受的某一個(gè)力與其 余的力的合力等值反向 活動(dòng)與探究 請(qǐng)同學(xué)們每人制作一個(gè)“不倒翁” . 習(xí)題詳解 1. 答：右邊的會(huì)摔到 .因?yàn)橹亓Φ淖饔镁€在支持面以外 . 2. 答：增大支持面 . 3. 答：