人教版選修(2-2)《共點力平衡條件的應用》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、教材與學情分析： 1 .教材分析 （1）教學內(nèi)容 《共點力平衡條件的應用》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)的進一步理解和對平衡條 件的應用。 （2）教材的地位與作用 本章是在前幾章知識的基礎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，也是關鍵。教材列舉了兩 個例題，不僅要讓學生加深對平衡條件的理解，更是要讓他們學習和掌握解決共 點力物體平衡問題的基本思路和方法（即：力的合成法、正交

2、分解法等等）。 因此，它對訓練學生的思維能力有著十分重要的作用。 2 .學情分析 高一學生學習了 “受力分析”、“牛頓第二定律”等基礎知識 ，已經(jīng)具有一 些分析簡單物理問題的能力。在此基礎上我們處理平衡問題，利用平衡條件來解 題應該問題不大。但是，由于高一學生對受力分析理解不透徹，而且又是首次接 觸正交分解法的應用，所以還不能很靈活地用。 二、教學目標 依據(jù)新課程標準的理念和學生情況，現(xiàn)制定如下教學目標： 1 .知識與技能： ①能利用共點力物體的平衡條件解決平衡問題； ②通過解決平衡問題進一步理解共點力平衡狀態(tài)； ③能夠熟練地應用 力的合成法、分解法、正交分解法〃等方法來解決實

3、際的 物理問題。 2 .過程與方法： ①通過學案導學讓學生自己探究共點力作用下物體平衡條件的應用思路和方 法。 ②通過經(jīng)歷完整的探究過程，培養(yǎng)學生靈活分析和解決問題的能力。 ③通過學生間的交流和評價培養(yǎng)了學生合作學習的能力。 3 .態(tài)度情感與價值觀： ①通過處理平衡問題培養(yǎng)學生養(yǎng)成具體問題具體分析的科學思維方式。 ②通過平衡問題讓學生認識到平衡問題中的平衡美、對稱美等美育教育。 4 .教學重點： ①受力分析 ②正交分解法 5、教學難點: 受力分析，正交分解法，共點力平衡條件的綜合應用 三、教學媒體： 多媒體課件、展示臺、學案 1 / 11 四、

4、教學流程: 五、教學過程 教學環(huán)節(jié) （時間） 教學內(nèi)容與教師活動 學生活動 設計意 圖 復習導入 （利用學 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 們就說該物體處于平衡狀態(tài)。 （2）當物體處于平衡狀態(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 直的坐標軸上，其平衡方程是Fx^O Fy = 0 b.它所受的某一個力與它所受的其它各力的合力的關 系是： ①二力平衡

5、時：二力等大反向，作用在同一條直線上 ②三力平衡時：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成一個封閉的三角形） ③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成一個封閉的多邊形） K組織形式］復習共點力平衡狀態(tài)和平衡條件。讓學 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。 ⑴讓一個學 生雙腳站在 講臺上不 動，再單腳 站起來（體 會二力平 衡）；⑵讓 學生把文具 盒放在書上 不滑下（體 會三力平 衡）； ⑶讓學生輕 輕推書緩慢 移動（即: 勻速運動） （體會多力 平衡）。然 后，回憶總 結出物體處 于平

6、衡狀態(tài) 的條件。 讓學生 體會二 力 平 衡、三 力 平 衡、多 力 平 衡。同 時也通 過學生 的參與 來調(diào)動 學生學 習的積 極性和 主動性， 創(chuàng)設一 個和諧 的學習 氛圍。 進彳課 一、三力平衡問題的解題思路和方法。 【問題情境】（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?聶維對球的特大^口墻壁對球 」幺彳 ⑴學生思考 并分組討 論，畫出受 力分析圖。 教師在實物 投影儀上展 示。 ⑵學生分組 討論用盡可 臺匕夕日h七什 ①通過 學生的

7、 討論與 思考培 養(yǎng)學生 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。 學習能 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 示學生的解 法。 ⑶同時分組 讓學生來進 行講解，并 展開競爭。 ⑷讓學生來 進行評價， 教師也要進 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。② 通過學 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。 ③通過 學生的 互評與 教師的 評價讓 學生找 到自己 的不足， 激發(fā)探 究的動 機、

8、學 習的熱 情。 通過學生的 合作與探究 學習可以得 出三力平衡 的解題思路 和不同方 法。然后， ①如此 一題多 ①你準備選哪個物體作為研究對象？ ②分析你所選的研究對象處于什么狀態(tài)？ ③分析你所選的研究對象的受力情況。 ④可以用哪些方法來求解？ ⑤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］⑴在學習例題時，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； ⑵讓學生還要分組討論用盡可能多的方法解決本題 （3）把學生分成幾個小組進行競爭、比賽，教師要適當 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

9、到三個力的作 用：重力 生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 ; （這個方法很多同學都能夠想到，它實際就是把三力平 衡轉化為二力平衡） 【拓展】

10、：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Fi等大反向能夠求出Fi和F2嗎? (可能有同學提出：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 ; (預案)(可能有同學提出：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。 【反思】：力的合成法、力的分解

11、法實際上就是解三 角形。 【總結】求解共點力下物體平衡的一般步驟： K組織形式］讓學生總結并進行概括 (1)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 學生總結并 進行概括 解可以 訓練學 生的思 維能力， 提高學 生的物 理 素 質(zhì)。② 可以培 養(yǎng)學生 良好的 思維品 質(zhì)。③ 更顯得 合作學 習的重 要。 ④可以 實現(xiàn)分 層 教 學。 (4)求解，必要時需要進行討論。。 一方面 讓學生 養(yǎng)成反 思的習 探究2: 多個共點 力下用平 衡條件解 題的思路

12、 與方法 （正交分 解法） （ 約 19min） 慣，另一 方面提 高學生 的表達 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)

13、人 K問題1 ①學生獨立 ①物體處于什么狀態(tài)？ 思考，畫出 物體的受力 ②分析你所選的研究對象的受力情況。 分析圖。 ③能否畫出物體的受力分析圖。 ④選取什么方法求解？又如何建立坐標系呢？ ⑤讓一部分學牛沿斜面和垂直斜面建系再讓另一部分 學牛沿水平?方向與:豎立方向建系 ，并比較二者的優(yōu)越 ②學生分組 討論用什么 方法求解/ 性。如此探究用正交分解法解題的方法。 （這樣先把力F設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的原則） K組織形式］⑴學生獨立思考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

14、師。⑵完成研 ③學生討論 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 標系？ ④學生通過 合作學習并 探究用正交 分解解題的 方法解題。 ⑤讓兩組學 生沿斜面和 垂直斜面建 立坐標系求 解；另兩組 沿水平和豎 直方向建立 坐標系求 解。這四組 同學比賽看 哪種方法 好，然后讓 學生作出點 評。 (1) 圖

15、4 【例題3】: （教材72頁的例題2） ①學生獨立 ①通過 循序漸 進分步 讓學生 分析，可 以優(yōu)化 學生的 思維，讓 學生的 思維變 得有條 理。 ②通過 學生的 交流與 討論可 以培養(yǎng) 學生合 作學習 的 能 述和板演），師生作出評價。（3） 學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

16、- 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A與斜面間的動摩擦因數(shù) 以。 K問題1 ①：確定研究對象是哪個物體？ ②：對物體A進行受力分析。 ③：畫出物體的受力圖。 ④：本題采用什么方法，如何建坐標系？ K組織形式］(1)學生先獨立思考，然后分小組討論、 交流和探究如何建立坐標系比較簡單。 (2)學生分x與y軸列出方程.教師與學生互評，多鼓 勵性評價。 (3)由各組的學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。

17、②學生討論 如何建立坐 標系？ ③學生書寫 完整的解題 過程。 ④教師點評 與學生點評 相結合，教 師投影學生 的答題情 況。 ⑤學生概括 用正交分解 法解題的一 般步驟。 力。 ③通過 學生的 板演可 以使學 生規(guī)范 解題。 ［解］ Fx 合=Fg+ F1cos 0 — Gsin 0 =0 (1) Fy 合=N- Fisin 0 - Gcos0 =0 (2) 由(2)式得 N= Gcos 0 +F〔sin 0 =564N 由(1)得 F k G sin 0 - FiCOS 0 =146 N w = F/N =0.27 【反思】 ①如果沿水平與豎直方向建立坐標系又如

18、何呢 ？ ②建立坐標系的原則：i )要讓更多的力落在坐標軸 上. 獨立思 考并畫 受力分 析圖讓 學生自 己體會 探究正 交分解 方法的 應用。 ②教師 ―1- J ii )盡量讓未知力落在軸上 與學生 的互評 不僅活 躍了課 堂氛圍 同時提 高了學 生的能 力。 ③讓學 生概括 并回答 可以培 養(yǎng)學生 的表達 能力與 思維能 力。 【總結】 ①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。 ②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)建立坐標系(要讓盡可能多的力在軸上) (4)根

19、據(jù)平衡條件列方程Fx合=0; Fy 合=0。 (5)求解，必要時需要進行討論。 小結（約 3min） 對本節(jié)內(nèi)容及探究思路進行小結，并對 學生活動進行評價。 學生共同 參與、相 互補充 歸納知 識、整 理 思 路、總 結方 法。 知識應用 與鞏固 作業(yè)布置： ①完成學案中的“鞏固練習”。 ②思考題：教材73頁練習一第（4）題 學生課后 獨乂元成 鞏固、 落實 課題: 共點力平衡條件的應用 六、板書設計: 、三力平衡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

20、法（正交分解法） A心?？? 1* /、八、、 策耳獺的期制艇她取平衡狀態(tài)的進一步理解和對平衡條件的 能兒。哧伊欲怖，學生學習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 與應用U希望通過學習解物體平衡問題的思路和方法_,培養(yǎng)學生規(guī)范靈活分析.， 解決問題的能力。 本節(jié)課的教學程序安排如下: 1.知識回顧，引入新課：通過讓全體學生共同參與小實驗：①讓學生起立后站 在地上不動回答是平衡狀態(tài)嗎？ ②讓學生把文具盒放在書上不滑下③讓學 生輕輕推書緩慢移動。④

21、讓一部分學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？然后回憶總結出物體處于平衡狀態(tài)的條件。 2．教學過程：主要是通過教材第一個例題創(chuàng)設問題情景 , 然后讓學生自己來探 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 , 精心設計了一個例題 , 起到了極佳的作用。同 時又層層推進 , 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。教學中 , 學生很是活躍 , 積 極回答問題并上黑板板演。更可喜的是有學生還有創(chuàng)新的想法。如：有學生 提出

22、了用矢量三角形、正交分解的方法等等。 3．反思總結 : 主要是引導學生自己來反思、總結。通過引導有學生能夠積極主 動地站起來對所講的內(nèi)容加以了總結 , 而且總結得特別清楚、完整、重點突 出, 以致把課堂推向了高潮。 整個課堂教學進程順利 ,學生活躍 , 能夠積極主動地探究、思考問題。但是 還存在不足： 1．在今后的教學中教師的主導作用還應該加強。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生 ,把課堂放心地交給學 生 ,讓他們成為課堂的主人。 2．板書設計不太合理。板書其實也是教學中的重要組成部分。本堂課為了給學 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。 總之 ,通過這次的賽課我是受益匪淺 ,讓我更明確了自己在教學中存在的問 題。在以后的工作中 ,我要不斷改進 ,加強學習與反思 ,使自己進步更大更快。