人教版選修(2-2)《共點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)動的一種特殊狀態(tài)一平衡態(tài)。 要解決好共點(diǎn)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(diǎn)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(xùn)練學(xué)生的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： ①能利用共點(diǎn)力物體的平衡條件解決平衡問題； ②通過解決平衡問題進(jìn)一步理解共點(diǎn)力平衡狀態(tài)； ③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(shí)

3、際的 物理問題。 2 .過程與方法： ①通過學(xué)案導(dǎo)學(xué)讓學(xué)生自己探究共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的應(yīng)用思路和方 法。 ②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。 ③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： ①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。 ②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(diǎn)： ①受力分析 ②正交分解法 5、教學(xué)難點(diǎn): 受力分析，正交分解法，共點(diǎn)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、

4、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(yùn)動，我 們就說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(diǎn)力 作用卜的平衡條件；如果把這些共點(diǎn)力分解在相互垂 直的坐標(biāo)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(guān) 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(gòu)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(gòu)成一個封閉的多邊形） K組織形式］復(fù)習(xí)共點(diǎn)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(shí)驗 ，并把上面 的填空做一做。 ⑴讓一個學(xué) 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(xué)生把文具 盒放在書上 不滑下（體 會三力平 衡）； ⑶讓學(xué)生輕 輕推書緩慢 移動（即: 勻速運(yùn)動） （體會多力 平衡）。然 后，回憶總 結(jié)出物體處 于平

6、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。 【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(diǎn)，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(diǎn)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(xué)生思考 并分組討 論，畫出受 力分析圖。 教師在實(shí)物 投影儀上展 示。 ⑵學(xué)生分組 討論用盡可 臺匕夕日h七什 ①通過 學(xué)生的

7、 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(shí)物 投影儀上展 示學(xué)生的解 法。 ⑶同時分組 讓學(xué)生來進(jìn) 行講解，并 展開競爭。 ⑷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(diǎn)，即原來的三個力是共點(diǎn)力 力。② 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。 ③通過 學(xué)生的 互評與 教師的 評價讓 學(xué)生找 到自己 的不足， 激發(fā)探 究的動 機(jī)、

8、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， ①如此 一題多 ①你準(zhǔn)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(diǎn)力平衡條件來解題的步驟？ K組織形式］⑴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； ⑵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(diǎn)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(diǎn)力。重力的作用點(diǎn)在球心 O點(diǎn),支持力 Fi,沿球的半徑方向,G和Fi的作用線必交與 。點(diǎn)。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(diǎn)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(shí)際就是把三力平 衡轉(zhuǎn)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(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(diǎn)力作用，如 圖所示，將重力G分解為F； 和F2,由共點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)來講。 【反思】：力的合成法、力的分解

11、法實(shí)際上就是解三 角形。 【總結(jié)】求解共點(diǎn)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)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)。② 可以培 養(yǎng)學(xué)生 良好的 思維品 質(zhì)。③ 更顯得 合作學(xué) 習(xí)的重 要。 ④可以 實(shí)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(diǎn) 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(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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(xué)生獨(dú)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(biāo)系呢？ ⑤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 ②學(xué)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(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］⑴學(xué)生獨(dú)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(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？ ④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。 ⑤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(diǎn) 評。 (1) 圖

15、4 【例題3】: （教材72頁的例題2） ①學(xué)生獨(dú)立 ①通過 循序漸 進(jìn)分步 讓學(xué)生 分析，可 以優(yōu)化 學(xué)生的 思維，讓 學(xué)生的 思維變 得有條 理。 ②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

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(jìn)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(biāo)系？ K組織形式］(1)學(xué)生先獨(dú)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。

17、②學(xué)生討論 如何建立坐 標(biāo)系？ ③學(xué)生書寫 完整的解題 過程。 ④教師點(diǎn)評 與學(xué)生點(diǎn)評 相結(jié)合，教 師投影學(xué)生 的答題情 況。 ⑤學(xué)生概括 用正交分解 法解題的一 般步驟。 力。 ③通過 學(xué)生的 板演可 以使學(xué) 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(biāo)系又如

18、何呢 ？ ②建立坐標(biāo)系的原則：i )要讓更多的力落在坐標(biāo)軸 上. 獨(dú)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。 ②教師 ―1- J ii )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。 ③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 力。 【總結(jié)】 ①求解共點(diǎn)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(diǎn)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

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(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(bǔ)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： ①完成學(xué)案中的“鞏固練習(xí)”。 ②思考題：教材73頁練習(xí)一第（4）題 學(xué)生課后 獨(dú)乂元成 鞏固、 落實(shí) 課題: 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 六、板書設(shè)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(diǎn)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(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(diǎn)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(diǎn)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(shí)驗：①讓學(xué)生起立后站 在地上不動回答是平衡狀態(tài)嗎？ ②讓學(xué)生把文具盒放在書上不滑下③讓學(xué) 生輕輕推書緩慢移動。④

21、讓一部分學(xué)生站到過道上跳起來 ，在最高點(diǎn)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

22、了用矢量三角形、正交分解的方法等等。 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(diǎn)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(qiáng)。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(shí)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。 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(xué)中存在的問 題。在以后的工作中 ,我要不斷改進(jìn) ,加強(qiáng)學(xué)習(xí)與反思 ,使自己進(jìn)步更大更快。