人教版選修(2-2)《共點力平衡條件的應(yīng)用》教案

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1、最新人教 版詵修（2-第二節(jié)共點力平衡條件的應(yīng)用人教版高中物理第一冊（必修）第四章第二節(jié)一、教材與學(xué)情分析：1 .教材分析（1）教學(xué)內(nèi)容共點力平衡條件的應(yīng)用是人民教育出版社高中物理第一冊（必修）第 四章第二節(jié)的內(nèi)容。其主要內(nèi)容是對共點力平衡狀態(tài)的進(jìn)一步理解和對平衡條 件的應(yīng)用。（2）教材的地位與作用本章是在前幾章知識的基礎(chǔ)上提出的物體運動的一種特殊狀態(tài)一平衡態(tài)。 要解決好共點力下物體的平衡問題，受力分析是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵。教材列舉了兩 個例題，不僅要讓學(xué)生加深對平衡條件的理解，更是要讓他們學(xué)習(xí)和掌握解決共 點力物體平衡問題的基本思路和方法（即：力的合成法、正交分解法等等）。 因此，它對訓(xùn)練學(xué)生的

2、思維能力有著十分重要的作用。2 .學(xué)情分析高一學(xué)生學(xué)習(xí)了 “受力分析”、“牛頓第二定律”等基礎(chǔ)知識 ，已經(jīng)具有一 些分析簡單物理問題的能力。在此基礎(chǔ)上我們處理平衡問題，利用平衡條件來解 題應(yīng)該問題不大。但是，由于高一學(xué)生對受力分析理解不透徹，而且又是首次接 觸正交分解法的應(yīng)用，所以還不能很靈活地用。二、教學(xué)目標(biāo)依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念和學(xué)生情況，現(xiàn)制定如下教學(xué)目標(biāo)：1 .知識與技能：能利用共點力物體的平衡條件解決平衡問題；通過解決平衡問題進(jìn)一步理解共點力平衡狀態(tài)；能夠熟練地應(yīng)用 力的合成法、分解法、正交分解法等方法來解決實際的 物理問題。2 .過程與方法：通過學(xué)案導(dǎo)學(xué)讓學(xué)生自己探究共點力作用下物體

3、平衡條件的應(yīng)用思路和方法。通過經(jīng)歷完整的探究過程，培養(yǎng)學(xué)生靈活分析和解決問題的能力。通過學(xué)生間的交流和評價培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。3 .態(tài)度情感與價值觀：通過處理平衡問題培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成具體問題具體分析的科學(xué)思維方式。通過平衡問題讓學(xué)生認(rèn)識到平衡問題中的平衡美、對稱美等美育教育。4 .教學(xué)重點：受力分析正交分解法5、教學(xué)難點:受力分析，正交分解法，共點力平衡條件的綜合應(yīng)用 三、教學(xué)媒體：多媒體課件、展示臺、學(xué)案1 / 11四、教學(xué)流程:五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié) （時間）教學(xué)內(nèi)容與教師活動學(xué)生活動設(shè)計意 圖復(fù)習(xí)導(dǎo)入 （利用學(xué) 案）（約5 分鐘）（1）如果一個物體能夠保持 靜止或勻速直線運動，我 們就說

4、該物體處于平衡狀態(tài)。（2）當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時a.物體所受各個力的合力等于空這就是物體在共點力 作用卜的平衡條件；如果把這些共點力分解在相互垂 直的坐標(biāo)軸上，其平衡方程是FxOFy = 0b.它所受的某一個力與它所受的其它各力的合力的關(guān) 系是：二力平衡時：二力等大反向，作用在同一條直線上三力平衡時：其中一個力與其它兩個力的合力等大反向.（而且這三個力可以構(gòu)成一個封閉的三角形）多力平衡時：其中一個力與其它所有力的合力等大反向.（而且這多個力可以構(gòu)成一個封閉的多邊形）K組織形式復(fù)習(xí)共點力平衡狀態(tài)和平衡條件。讓學(xué)生做一力平衡、二力平衡、多力平衡的實驗，并把上面的填空做一做。讓一個學(xué) 生雙腳站在 講臺

5、上不 動，再單腳 站起來（體 會二力平 衡）；讓 學(xué)生把文具 盒放在書上 不滑下（體 會三力平 衡）；讓學(xué)生輕 輕推書緩慢 移動（即: 勻速運動）（體會多力 平衡）。然 后，回憶總 結(jié)出物體處 于平衡狀態(tài) 的條件。讓學(xué)生 體會二 力 平 衡、三 力 平 衡、多 力 平 衡。同 時也通 過學(xué)生 的參與 來調(diào)動 學(xué)生學(xué) 習(xí)的積 極性和 主動性， 創(chuàng)設(shè)一 個和諧 的學(xué)習(xí) 氛圍。進(jìn)彳課一、三力平衡問題的解題思路和方法?！締栴}情境】（教材72頁的例題1）例題1:沿光滑的墻壁用網(wǎng)兜把一個足球掛在 A / 點，如圖1,足球的質(zhì)量為m,網(wǎng)兜的質(zhì)量不計。足 /球與墻壁的接觸點為B,懸繩與墻壁的夾角 為明 求聶維

6、對球的特大口墻壁對球幺彳學(xué)生思考 并分組討 論，畫出受 力分析圖。 教師在實物 投影儀上展 示。學(xué)生分組 討論用盡可 臺匕夕日h七什通過 學(xué)生的 討論與 思考培 養(yǎng)學(xué)生 的合作的支持力。工探究1:K問題1圖1目匕多日勺萬出 解決本題。學(xué)習(xí)能5 / 11三力平衡 的解題思 路與方 法。（約13 分鐘）教師在實物 投影儀上展 示學(xué)生的解 法。同時分組 讓學(xué)生來進(jìn) 行講解，并 展開競爭。讓學(xué)生來 進(jìn)行評價， 教師也要進(jìn) 行鼓勵性的 評價。F2的作用線也必過。點，即原來的三個力是共點力力。 通過學(xué) 生的分 組競爭 培養(yǎng)他 們競爭 的意識， 同時可 以活躍 課堂氛 圍。通過 學(xué)生的 互評與 教師的 評價

7、讓 學(xué)生找 到自己 的不足， 激發(fā)探 究的動 機(jī)、學(xué) 習(xí)的熱 情。通過學(xué)生的 合作與探究 學(xué)習(xí)可以得 出三力平衡 的解題思路 和不同方 法。然后，如此一題多你準(zhǔn)備選哪個物體作為研究對象？分析你所選的研究對象處于什么狀態(tài)？分析你所選的研究對象的受力情況?？梢杂媚男┓椒▉砬蠼?？能否概括一下用共點力平衡條件來解題的步驟？K組織形式在學(xué)習(xí)例題時，請先遮住例1的解答自 已思考并分組討論，畫出受力分析圖；讓學(xué)生還要分組討論用盡可能多的方法解決本題（3）把學(xué)生分成幾個小組進(jìn)行競爭、比賽，教師要適當(dāng) 點撥。教師分析取足球和網(wǎng)兜作為研究對象，分析它受到 那些力的作用。如圖 2所示。它共受到三個力的作用：重力 生

8、mg,墻壁的支持力Fi,懸繩的拉力F2.這三 個力一定是共點力。重力的作用點在球心 O點,支持力 Fi,沿球的半徑方向,G和Fi的作用線必交與 。點。用 平行四邊形定則求出它們的合力F,這時足球和網(wǎng)兜相當(dāng)于受到兩個力（F和F2） o由二力平衡條件可判定（投影儀展示解法） 解法一:合成法解取足球和網(wǎng)兜為研 究對象。由共點力的平衡 條件可知,Fi和mg的合力 F與F2大小相等、方向相 反。從圖示的平行四邊形 可求得：Fi =mgtan ;F2=mg/cos ;（這個方法很多同學(xué)都能夠想到，它實際就是把三力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡）【拓展】：由Fi和F2的合力與重力G等大反向；或則由 F2和重力G的合力與

9、Fi等大反向能夠求出Fi和F2嗎?(可能有同學(xué)提出：分解的方法) 解法二：分解法解取足球和網(wǎng)兜為研究 對象，受三個共點力作用，如 圖所示，將重力G分解為F； 和F2,由共點力平衡條件可 知,Fi和F；的合力必為零，F(xiàn)2 和F2的合力必為零。所 以：由學(xué)生自己 加以概括用 共點力解題 的一般步 驟。Fi = F 1 =mgtan ; F2 =F2 =mg/cos ;(預(yù)案)(可能有同學(xué)提出：正交分解的方法) 處理方法：把正交分解的方法放在后面多力平衡中作 為重點來講?！痉此肌浚毫Φ暮铣煞?、力的分解法實際上就是解三 角形?！究偨Y(jié)】求解共點力下物體平衡的一般步驟：K組織形式讓學(xué)生總結(jié)并進(jìn)行概括(1)

10、選擇研究對象。(2)受力分析并畫出受力示意圖。(3)根據(jù)平衡條件列方程學(xué)生總結(jié)并 進(jìn)行概括解可以 訓(xùn)練學(xué) 生的思 維能力， 提高學(xué) 生的物 理 素 質(zhì)。 可以培 養(yǎng)學(xué)生 良好的 思維品 質(zhì)。 更顯得 合作學(xué) 習(xí)的重 要。可以 實現(xiàn)分 層 教 學(xué)。(4)求解，必要時需要進(jìn)行討論。一方面 讓學(xué)生 養(yǎng)成反 思的習(xí)探究2:多個共點 力下用平 衡條件解 題的思路 與方法（正交分 解法）（ 約19min）慣，另一 方面提 高學(xué)生 的表達(dá) 能力。卜而我們來一個例題（投影題目），想一想：你會怎 樣做？看用上面的方法能否做出來？二、多個共點力下用平衡條件解題的思路與方法（正交分解法）從上面的分析可以知道物體在三

11、個共點力作用卜平衡 ， 其中任意兩個力的合力f跟第三個力大小相等 ，方向 相反,當(dāng)物體受到三個以上共點力作用時，我們又將怎樣 分析解答呢？【問題情境】例題2:物體A在沿斜面向上的外力 F作用卜，沿傾角e的斜面 勻速卜滑，如圖2。物體A受的重力為Go求斜面對物 體A的支持力口 A與斜面間的動摩擦因數(shù) 人K問題1學(xué)生獨立物體處于什么狀態(tài)？思考，畫出 物體的受力分析你所選的研究對象的受力情況。分析圖。能否畫出物體的受力分析圖。選取什么方法求解？又如何建立坐標(biāo)系呢？讓一部分學(xué)牛沿斜面和垂直斜面建系再讓另一部分學(xué)牛沿水平方向與:豎立方向建系，并比較二者的優(yōu)越學(xué)生分組 討論用什么 方法求解/性。如此探究用

12、正交分解法解題的方法。（這樣先把力F設(shè)計成沿斜而方向就使題的難度減少 了，同時也遵循了循序漸進(jìn)的原則）K組織形式學(xué)生獨立思考2min,然后周圍分小組討論、交流和探究，交流過程中可以請教老師。完成研學(xué)生討論11 / 11究后,選兩三個小組上臺報告（包括演示過程、言語表如何建立坐 標(biāo)系？學(xué)生通過 合作學(xué)習(xí)并 探究用正交 分解解題的 方法解題。讓兩組學(xué) 生沿斜面和 垂直斜面建 立坐標(biāo)系求 解；另兩組 沿水平和豎 直方向建立 坐標(biāo)系求 解。這四組 同學(xué)比賽看 哪種方法 好，然后讓 學(xué)生作出點 評。(1)圖4【例題3】:（教材72頁的例題2）學(xué)生獨立通過 循序漸 進(jìn)分步 讓學(xué)生 分析，可 以優(yōu)化 學(xué)生的

13、 思維，讓 學(xué)生的 思維變 得有條 理。通過 學(xué)生的 交流與 討論可 以培養(yǎng) 學(xué)生合 作學(xué)習(xí) 的 能述和板演），師生作出評價。（3） 學(xué)生要通過探究比較出沿斜面與垂 直斜面和沿水平方向與垂直水平方 向建系哪種方法好。（投影儀展示解題過程）解受力分析如圖3所示：1.沿斜面和垂直斜面建立坐標(biāo)系 x 方向：Fx合= F + Fr Gsine =0 y 方向：Fy合=N -Gcose = 0 又因為：F=rn 解得：N=Gcoso.Gsin0 - F =G cos 日物體A在水平力Fi= 400 N的作用下，沿傾角9 =60的 斜面勻速下滑。 物體A受的重力G = 400N,求斜面對 物體A的支持力和

14、A與斜面間的動摩擦因數(shù) 以。K問題1：確定研究對象是哪個物體？：對物體A進(jìn)行受力分析。：畫出物體的受力圖。：本題采用什么方法，如何建坐標(biāo)系？K組織形式(1)學(xué)生先獨立思考，然后分小組討論、 交流和探究如何建立坐標(biāo)系比較簡單。(2)學(xué)生分x與y軸列出方程.教師與學(xué)生互評，多鼓 勵性評價。(3)由各組的學(xué)生代表來概括用正交分解法解題的一 般步驟。思考，畫出 物體的受力 分析圖。學(xué)生討論 如何建立坐 標(biāo)系？ 學(xué)生書寫 完整的解題 過程。教師點評 與學(xué)生點評 相結(jié)合，教 師投影學(xué)生 的答題情 況。學(xué)生概括 用正交分解 法解題的一 般步驟。力。通過 學(xué)生的 板演可 以使學(xué) 生規(guī)范 解題。解Fx 合=Fg

15、+ F1cos 0 Gsin 0 =0(1)Fy 合=N- Fisin 0 - Gcos0 =0(2)由(2)式得N= Gcos 0 +Fsin 0 =564N由(1)得F k G sin 0 - FiCOS 0 =146 Nw = F/N =0.27【反思】如果沿水平與豎直方向建立坐標(biāo)系又如何呢 ？建立坐標(biāo)系的原則：i )要讓更多的力落在坐標(biāo)軸上.獨立思 考并畫 受力分 析圖讓 學(xué)生自 己體會 探究正 交分解 方法的 應(yīng)用。教師1- Jii )盡量讓未知力落在軸上與學(xué)生 的互評 不僅活 躍了課 堂氛圍 同時提 高了學(xué) 生的能 力。讓學(xué) 生概括 并回答 可以培 養(yǎng)學(xué)生 的表達(dá) 能力與 思維能

16、力?！究偨Y(jié)】求解共點力下物體平衡的方法：三力平衡時用 力的合成法、力的分解法 多力平衡時用正交分解法。用正交分解法解共點力平衡的一般步驟：(1)選擇研究對象。(2)受力分析(3)建立坐標(biāo)系(要讓盡可能多的力在軸上)(4)根據(jù)平衡條件列方程Fx合=0;Fy 合=0。(5)求解，必要時需要進(jìn)行討論。小結(jié)（約3min）對本節(jié)內(nèi)容及探究思路進(jìn)行小結(jié)，并對 學(xué)生活動進(jìn)行評價。學(xué)生共同 參與、相 互補充歸納知 識、整 理 思 路、總 結(jié)方 法。知識應(yīng)用 與鞏固作業(yè)布置：完成學(xué)案中的“鞏固練習(xí)”。思考題：教材73頁練習(xí)一第（4）題學(xué)生課后 獨乂元成鞏固、落實課題:共點力平衡條件的應(yīng)用六、板書設(shè)計:、三力平衡

17、問題的解題思路和方法。1、合成法;2、分解法;3、正交分解法。若點力下用平衡條件解題的思路與方法（正交分解法）A心?？?*/、八、策耳獺的期制艇她取平衡狀態(tài)的進(jìn)一步理解和對平衡條件的能兒。哧伊欲怖，學(xué)生學(xué)習(xí)了什么是共點力的平衡狀態(tài)與平衡條件。那如何 （2）受力分析并回出示意圖？一一 .一 的希麗轉(zhuǎn)必珊時靂斯蹲赧植論正交分解法等）。難點是對正交分解法的理解與應(yīng)用U希望通過學(xué)習(xí)解物體平衡問題的思路和方法_,培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范靈活分析.，解決問題的能力。本節(jié)課的教學(xué)程序安排如下:1.知識回顧，引入新課：通過讓全體學(xué)生共同參與小實驗：讓學(xué)生起立后站 在地上不動回答是平衡狀態(tài)嗎？讓學(xué)生把文具盒放在書上不滑下讓

18、學(xué)生輕輕推書緩慢移動。讓一部分學(xué)生站到過道上跳起來，在最高點時他們是不是也是處于平衡狀態(tài)呢？然后回憶總結(jié)出物體處于平衡狀態(tài)的條件。2教學(xué)過程：主要是通過教材第一個例題創(chuàng)設(shè)問題情景, 然后讓學(xué)生自己來探究 : 三力平衡的解題思路與方法 - 合成法、分解法；為了探究多力平衡的解題思路與方法- 正交分解法, 精心設(shè)計了一個例題 , 起到了極佳的作用。同時又層層推進(jìn), 并通過教材上的例題 2 不但回顧了前面的解題方法而且又上升了一個層次即 : 對前面的解題思路加以了總結(jié)。教學(xué)中 , 學(xué)生很是活躍, 積極回答問題并上黑板板演。更可喜的是有學(xué)生還有創(chuàng)新的想法。如：有學(xué)生提出了用矢量三角形、正交分解的方法等

19、等。3反思總結(jié): 主要是引導(dǎo)學(xué)生自己來反思、總結(jié)。通過引導(dǎo)有學(xué)生能夠積極主動地站起來對所講的內(nèi)容加以了總結(jié), 而且總結(jié)得特別清楚、完整、重點突出, 以致把課堂推向了高潮。整個課堂教學(xué)進(jìn)程順利 ,學(xué)生活躍 , 能夠積極主動地探究、思考問題。但是還存在不足：1在今后的教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用還應(yīng)該加強。物理課堂不僅要閃耀著智慧的光輝 ,更要體現(xiàn)人性的魅力。那我們要充分地相信學(xué)生,把課堂放心地交給學(xué)生 ,讓他們成為課堂的主人。2板書設(shè)計不太合理。板書其實也是教學(xué)中的重要組成部分。本堂課為了給學(xué)生留下足夠的空間 ,就忽略了自己板書的規(guī)范,今后要注意兼顧?？傊?,通過這次的賽課我是受益匪淺,讓我更明確了自己在教學(xué)中存在的問題。在以后的工作中,我要不斷改進(jìn),加強學(xué)習(xí)與反思,使自己進(jìn)步更大更快。