5/7共點(diǎn)力作用下物體的平衡北京十中張康教學(xué)設(shè)計(jì)思路：共點(diǎn)力平衡問題是高中物理的重要內(nèi)容之一．與質(zhì)點(diǎn)、位移、速度等這些獨(dú)立的概念不同，它是涉及力的概念、受力分析、力的合成與分解、列方程運(yùn)算等多方面物理知識(shí)和能力的綜合性問題，是高一物理的難點(diǎn)，也是高考試題的熱點(diǎn)．平衡思想與守恒思想是解決物理問題的科學(xué)思想和基本出發(fā)點(diǎn)．另外，平衡問題中涉及到的各種物理模型，在今后物理學(xué)習(xí)中會(huì)經(jīng)常遇到，對(duì)高一學(xué)生來講，這些都是一些基本的模型素材．所以在設(shè)計(jì)本節(jié)內(nèi)容時(shí)，力求最大程度地發(fā)揮學(xué)生的主體作用，采取提出問題——猜想假設(shè)——實(shí)驗(yàn)方法探究——實(shí)驗(yàn)——總結(jié)結(jié)論的方法，帶領(lǐng)學(xué)生討論、分析，對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)引導(dǎo)，通過日常生活中的實(shí)例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性．學(xué)習(xí)任務(wù)分析：學(xué)生在原有二力平衡知識(shí)的引導(dǎo)下，進(jìn)一步理解多個(gè)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，并能利用它解決一些實(shí)際問題．通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、分析總結(jié)能力，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．學(xué)習(xí)者分析：物體的平衡，學(xué)生在初中已有所了解，并且對(duì)同一直線上二力平衡的條件有較好的理解，能較熟練地應(yīng)用，這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)多個(gè)共點(diǎn)力的平衡有一定的幫助．但是學(xué)生對(duì)物體的受力分析、力的分解、力的合成的知識(shí)掌握得不是很熟練，綜合應(yīng)用能力還比較弱，需在本節(jié)課中進(jìn)一步提升．教學(xué)目標(biāo)：1．知識(shí)與技能（1）了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念．（2）通過實(shí)驗(yàn)和牛頓第二定律得出共點(diǎn)力平衡的條件．（3）知道共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件在日常生活中的普遍應(yīng)用．2．過程與方法（1）經(jīng)歷探究性實(shí)驗(yàn)的過程，培養(yǎng)觀察能力、分析能力和概括能力．（2）體會(huì)物理學(xué)的研究方法．3．情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)探究知識(shí)的態(tài)度和合作精神．（2）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)事求是的科學(xué)研究態(tài)度．教學(xué)準(zhǔn)備：三個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)、小鐵環(huán)、圖板、白紙、圖釘、直尺、鉛筆．教學(xué)過程：教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引入板書：一、共點(diǎn)力特點(diǎn)：作用點(diǎn)或作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)二、平衡狀態(tài)物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)叫平衡狀態(tài)a＝0多媒體出示圖片：（1）杯子放在水平桌面上靜止不動(dòng)（2）貨物被鋼絲繩吊著在空中勻速上升問題：1．杯子受到哪些力？處于什么狀態(tài)？2．貨物受到哪些力？處于什么狀態(tài)？3．這些力有什么特點(diǎn)？（引導(dǎo)學(xué)生分析物體受到的力的作用線的特點(diǎn)）結(jié)論：1．杯子受重力和支持力的作用而保持靜止?fàn)顟B(tài)2．貨物受重力和拉力的作用而保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)3．物體受到的力都作用在物體的同一點(diǎn)上，或者幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn)．由上述結(jié)論得出共點(diǎn)力和平衡狀態(tài)的概念．學(xué)生分析物體的受力情況，得出結(jié)論，歸納總結(jié)出共點(diǎn)力和平衡狀態(tài)的概念學(xué)生完成習(xí)題：下列物體處于平衡狀態(tài)的是（）A．靜止在斜面上的物體B．水平軌道上勻速行駛的汽車C．豎直上拋的物體在最高點(diǎn)速度為零時(shí)D．空中勻速盤旋的飛機(jī)利用簡(jiǎn)單的二力平衡知識(shí)引入本課，使學(xué)生易于接受新知識(shí)從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度理解物體的平衡狀態(tài)三、共點(diǎn)力的平衡條件實(shí)驗(yàn)方案演示實(shí)驗(yàn)：小車放在斜面上某處，放手后，觀察小車做什么運(yùn)動(dòng)？結(jié)論：勻加速直線運(yùn)動(dòng)．提問：若想使小車保持平衡狀態(tài)，應(yīng)采取什么措施？教師演示，對(duì)物體施加向上的拉力，使小車靜止在斜面上剛好不下滑．提問：此時(shí)小車受到幾個(gè)力的作用？這個(gè)力應(yīng)是多大？教師板畫．提出問題：我們學(xué)過物體受兩個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)時(shí)合外力為零，那么物體受三個(gè)、四個(gè)，甚至更多的力作用時(shí)的平衡條件是什么呢？學(xué)生猜想結(jié)果：合力可能也為零．教師出示實(shí)驗(yàn)器材，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生敘述實(shí)驗(yàn)方案，教師與學(xué)生共同完善實(shí)驗(yàn)方案：1．將圖板平放在桌面上，板面上用圖釘固定好白紙，將平放在圖板上的三個(gè)測(cè)力計(jì)掛鉤用細(xì)線系在小鐵環(huán)上．先固定好兩個(gè)測(cè)力計(jì)，再沿某一方向拉著第三個(gè)測(cè)力計(jì)．當(dāng)鐵環(huán)平衡時(shí)，分別記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1、F2和F3，按各力的大小、方向作出力的圖示．按平行四邊形定則，合成F1和F2，作出合力F12，比較F12和F3的大小和方向，由此找出三個(gè)力的合力．教師與學(xué)生共同分析，對(duì)該方案予以肯定，并對(duì)該同學(xué)進(jìn)行表?yè)P(yáng)（如無學(xué)生質(zhì)疑，教師可進(jìn)行引導(dǎo)）學(xué)生觀察并敘述學(xué)生思考，得出答案：給小車一個(gè)向上的拉力學(xué)生分析小車的受力情況學(xué)生猜想小組討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案小組派代表敘述實(shí)驗(yàn)方案，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)生質(zhì)疑：能否合成F2、F3，用它們的合力F23與F1比較，或合成F1、F3，用它們的合力與F2進(jìn)行比較？培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思考能力培養(yǎng)學(xué)生敢于猜想和假設(shè)的能力．增強(qiáng)學(xué)生的探究意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力．培養(yǎng)學(xué)生的的語(yǔ)言表達(dá)能力培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維實(shí)驗(yàn)教師提示實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先校正彈簧測(cè)力計(jì)的零刻度2．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量使彈簧秤的掛鉤不與外殼接觸，以減少實(shí)驗(yàn)誤差學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生共同協(xié)作、相互交流和動(dòng)手操作的能力板書：F合＝0請(qǐng)各小組派一位代表匯報(bào)本小組的實(shí)驗(yàn)探究過程，把實(shí)驗(yàn)中得到的圖形用實(shí)物投影進(jìn)行演示，并進(jìn)行分析總結(jié)．結(jié)論：兩個(gè)力的合力的大小與第三個(gè)力相等，方向相反．物體在三個(gè)力的作用下的平衡條件是：F合＝0．教師引導(dǎo)：如果物體受到多個(gè)力的作用，其中任意一個(gè)力與其他幾個(gè)力的合力總是大小相等方向相反學(xué)生分析結(jié)論培養(yǎng)學(xué)生的分析總結(jié)能力理性探究教師提問：我們通過實(shí)驗(yàn)得出了共點(diǎn)力作用下物件的平衡條件，那能否運(yùn)用牛頓第二定律對(duì)本結(jié)論進(jìn)行推導(dǎo)？學(xué)生看教材第103頁(yè)內(nèi)容并推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析能力完成活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生看教材的“活動(dòng)”，并提示學(xué)生用正交分解的方法解決問題，最終得出平衡條件也可表示為：Fx＝0；Fy＝0學(xué)生討論并分析，學(xué)會(huì)用共點(diǎn)力的平衡知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題使學(xué)生學(xué)有所用解決問題引導(dǎo)學(xué)生觀看板畫教師出示題目：如果小車重為20N，小車與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，斜面的傾角為45°，當(dāng)小車在拉力F作用下恰不下滑時(shí)，拉力F應(yīng)為多大？學(xué)生完成，體會(huì)如何利用正交分解法解決問題．利用平衡知識(shí)解決前面提出的問題，達(dá)到前后呼應(yīng)的目的小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了物體的平衡條件，學(xué)會(huì)分析一些物體的平衡問題，同時(shí)，我們也親身體驗(yàn)了科學(xué)探究的過程：提出問題猜想與假設(shè)實(shí)驗(yàn)探究討論與交流得出結(jié)論，這是物理學(xué)的基本研究方法．板書設(shè)計(jì)一、共點(diǎn)力：二、平衡狀態(tài)：物體保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)a＝0三、物體受共點(diǎn)力的平衡條件：F合＝0或Fx＝0；Fy＝0教學(xué)流程：學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)：本節(jié)課整體效果較好，學(xué)生參與的積極性很高，對(duì)本節(jié)課的知識(shí)掌握較好．但學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ写谶M(jìn)一步提高．教學(xué)反思：本節(jié)課引入時(shí)用到了兩個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例分析，給學(xué)生一個(gè)舒緩的鋪墊，讓學(xué)生輕松步入新知識(shí)的學(xué)習(xí)．之后用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)物理情景，激