35《共點(diǎn)力的平衡條件》

1、3.5 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(guò)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(guò)對(duì)共點(diǎn)力的平衡條件的科學(xué)探究過(guò)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(guó)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。（3）知道我國(guó)古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科

2、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(guò)程與方法（1）在對(duì)共點(diǎn)力平衡問(wèn)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(guò)程中，體驗(yàn)合作，樂(lè)于合作。（2）通過(guò)了解張衡的相關(guān)科學(xué)成就，激發(fā)愛國(guó)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(guò)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)動(dòng)員奧運(yùn)會(huì)比賽奪冠錄像，東方明

3、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(guò)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(guò)我國(guó)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(guó)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(guó)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)探究活動(dòng)，運(yùn)用等效、圖示、推理

4、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(guò)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(guò)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(guò)程。六、教學(xué)流程情景錄像、圖片設(shè)問(wèn)平衡的概念活動(dòng)IDIS實(shí)驗(yàn)物體平衡的條件活動(dòng)II課件交流活動(dòng)III學(xué)習(xí)交流七、教案過(guò)程（一）情景導(dǎo)入，激發(fā)懸念錄像引入：2008北京奧運(yùn)會(huì)我國(guó)舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠錄像播放。教師：張國(guó)政在69公斤級(jí)比賽中以抓舉160公

5、斤和挺舉187.5公斤總成績(jī)347.5公斤而奪冠，裁判員判定舉重運(yùn)動(dòng)員成績(jī)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(wèn)題有關(guān)。（二）通過(guò)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(lái)回顧一下初中已經(jīng)學(xué)過(guò)的二力平衡的知識(shí)。1、例：用一根很輕的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將小

6、鋼球懸掛于鐵架臺(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(lái)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(lái)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(cè)：合

7、力為零。提示：只要能將這幾個(gè)力的大小測(cè)出，我們可以將其中兩個(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(cè)。2、DIS實(shí)驗(yàn)探究三個(gè)力平衡的條件教師：如何測(cè)量幾個(gè)力的大小呢？學(xué)生活動(dòng)：可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量，以可以用力傳感器來(lái)測(cè)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(cè)出兩個(gè)拉力的大小，彈簧秤測(cè)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(lái)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(cè)量出小球重力。教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)學(xué)生代

8、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)。教師：數(shù)據(jù)已經(jīng)測(cè)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(cè)量角度。教師：（質(zhì)疑）懸掛著怎么測(cè)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(lái)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(lái)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

9、。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(wèn)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?？偨Y(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(guó)古代科學(xué)家張衡就巧妙地利用平衡原理制成了測(cè)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(lái)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1.4N,求斜面對(duì)木塊的彈力的大??？教師引導(dǎo)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)