《3.7共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用》學(xué)習(xí)任務(wù)單

《3.7共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用》學(xué)習(xí)任務(wù)單學(xué)習(xí)任務(wù)單課程基本信息學(xué)科：高中物理年級(jí)：高一學(xué)期：第一學(xué)期課題：滬教版（2019）必修第一冊(cè)第3章力與相互作用3.7共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用學(xué)生信息姓名：[學(xué)生姓名]學(xué)校：[學(xué)校名稱]班級(jí)：[具體班級(jí)]學(xué)號(hào)：[具體學(xué)號(hào)]學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)一：能準(zhǔn)確說出共點(diǎn)力平衡的概念，就像知道自己喜歡的明星的名字一樣清楚。目標(biāo)二：熟練掌握共點(diǎn)力平衡的條件，像玩游戲通關(guān)一樣熟練操作。目標(biāo)三：會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題，像解決生活中迷路了怎么找到回家的路一樣輕松。目標(biāo)四：能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行受力分析，就像給小伙伴們介紹自己的家庭成員一樣準(zhǔn)確。課前學(xué)習(xí)任務(wù)1、閱讀教材88-92頁，就像讀一本有趣的故事書一樣，把里面關(guān)于共點(diǎn)力平衡的部分認(rèn)真看一遍。2、在筆記本上簡(jiǎn)單記錄下自己對(duì)共點(diǎn)力平衡概念的初步理解，哪怕是很幼稚的想法也沒關(guān)系哦。課上學(xué)習(xí)任務(wù)思考：同學(xué)們，咱們想象一下，你和小伙伴一起玩蹺蹺板。如果蹺蹺板保持不動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，那這里面有沒有什么物理原理呢？這就和咱們今天要學(xué)的共點(diǎn)力的平衡有關(guān)哦。【學(xué)習(xí)任務(wù)一】共點(diǎn)力平衡的概念1、概念：-什么是共點(diǎn)力呢？咱們就想象一群小螞蟻在拉一塊小餅干，這些螞蟻拉的力都作用在餅干上的同一個(gè)點(diǎn)或者這些力的作用線相交于一點(diǎn)，這就是共點(diǎn)力啦。-那共點(diǎn)力平衡是怎么回事呢？就像那個(gè)蹺蹺板一樣，物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的作用，如果物體保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那這個(gè)物體就處于共點(diǎn)力平衡狀態(tài)。2、生活中的例子：-大家看教室里的吊燈，它就靜靜地掛在那里，它受到重力和繩子的拉力，這兩個(gè)力就是共點(diǎn)力，而且吊燈處于平衡狀態(tài)。-再看放在水平桌面上靜止的水杯，水杯受到重力、桌面的支持力，這也是共點(diǎn)力平衡的例子?；?dòng)環(huán)節(jié)：讓同學(xué)們互相分享自己想到的生活中的共點(diǎn)力平衡的例子，然后老師請(qǐng)幾位同學(xué)站起來給大家分享?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)二】共點(diǎn)力平衡的條件1、實(shí)驗(yàn)探究：-咱們來做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)（如果有條件的話，可以在課堂上簡(jiǎn)單演示）。用三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉一個(gè)小物體，讓小物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。然后分別讀出三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記錄下力的大小和方向。-通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體處于共點(diǎn)力平衡時(shí)，這些共點(diǎn)力的合力為零。這就像幾個(gè)人拔河，如果兩邊的力量一樣大，繩子就不會(huì)動(dòng)，就達(dá)到了一種平衡狀態(tài)。2、矢量合成的方法：-我們可以用平行四邊形定則來合成力。就好比我們要把兩個(gè)方向不同的力合并成一個(gè)等效的力，就像把兩個(gè)不同方向的箭頭組合成一個(gè)新的箭頭一樣。-當(dāng)物體處于共點(diǎn)力平衡時(shí)，不管我們?cè)趺春铣蛇@些力，最后得到的合力都得是零?；?dòng)環(huán)節(jié)：讓同學(xué)們分組，每組用不同的方法（比如作圖法和計(jì)算法）來驗(yàn)證一個(gè)簡(jiǎn)單的共點(diǎn)力平衡問題，然后每組派一個(gè)代表到黑板上展示自己組的成果。【學(xué)習(xí)任務(wù)三】用共點(diǎn)力平衡條件解決實(shí)際問題1、簡(jiǎn)單的受力分析：-我們先從簡(jiǎn)單的物體開始。比如說，一個(gè)靜止在斜面上的滑塊。我們要分析它受到哪些力。首先肯定有重力，就像地球在使勁拽著它一樣。然后有斜面給它的支持力，這個(gè)力垂直于斜面，就像斜面在托著滑塊不讓它掉下去。還有可能有摩擦力，如果斜面是粗糙的話，摩擦力就沿著斜面方向，阻止滑塊下滑。-我們把這些力都畫出來，就像給滑塊的“力量小伙伴”們畫個(gè)全家福一樣。2、解題步驟：-第一步，確定研究對(duì)象。就像我們要幫助誰解決問題一樣，這里就是要確定我們要分析哪個(gè)物體的受力情況。-第二步，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。把它受到的所有力都找出來，一個(gè)都不能少哦。-第三步，建立坐標(biāo)系。這個(gè)坐標(biāo)系就像我們的地圖一樣，方便我們分析力在不同方向上的作用。一般我們會(huì)把坐標(biāo)軸建立在方便計(jì)算的方向上，比如沿著斜面和垂直于斜面的方向。-第四步，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列方程求解。就像根據(jù)游戲規(guī)則來計(jì)算得分一樣。例：一個(gè)質(zhì)量為m=5kg的物體靜止在一個(gè)傾角為θ=30°的斜面上，斜面粗糙，求物體受到的摩擦力和支持力的大小。-首先，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體受到重力G=mg=5×10=50N（這里g取10m/s2），方向豎直向下；斜面的支持力F_N，垂直于斜面向上；摩擦力F_f，沿斜面向上。-然后建立坐標(biāo)系，以沿斜面方向?yàn)閤軸，垂直于斜面方向?yàn)閥軸。-在y軸方向上，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，F(xiàn)_N-Gcosθ=0，所以F_N=Gcosθ=50×cos30°=50×sqrt(3)/2=25sqrt(3)N。-在x軸方向上，F(xiàn)_f-Gsinθ=0，所以F_f=Gsinθ=50×sin30°=25N?；?dòng)環(huán)節(jié)：老師在黑板上出一道類似的題目，讓同學(xué)們?cè)诰毩?xí)本上做，然后同桌之間互相檢查并討論解題過程?？偨Y(jié)提升：1、今天我們學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力平衡的概念、條件和解題方法。就像我們學(xué)會(huì)了一套新的魔法技能一樣。2、大家要記住，受力分析是關(guān)鍵，就像找到寶藏的地圖一樣重要。3、共點(diǎn)力平衡在生活中有很多應(yīng)用，大家要善于觀察哦。課堂習(xí)題：【練習(xí)1】一個(gè)物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用，這三個(gè)力的大小分別為3N、4N和5N，則物體所受的合力的最大值為多少？最小值為多少？-答案：當(dāng)三個(gè)力同向時(shí)，合力最大，最大值為3+4+5=12N。因?yàn)?N、4N、5N這三個(gè)力可以構(gòu)成一個(gè)直角三角形（滿足勾股定理），所以它們的合力可以為零，最小值為0N?！揪毩?xí)2】一個(gè)質(zhì)量為m的小球用細(xì)線懸掛在天花板上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，求細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球受到的水平方向的力。-答案：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受到重力mg，細(xì)線的拉力T。在豎直方向上，Tcosθ-mg=