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物理教案高一《共點(diǎn)力作用下物體的平衡》教案(教科版必修1)

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物理教案高一《共點(diǎn)力作用下物體的平衡》教案(教科版必修1)

第一節(jié) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡教學(xué)目標(biāo):一、知識(shí)目標(biāo)1、知道什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài);2、掌握共點(diǎn)力的平衡條件。二、能力目標(biāo):通過觀察三個(gè)共點(diǎn)力平衡的演示實(shí)驗(yàn),推出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,分析推理能力。三、德育目標(biāo)通過共點(diǎn)力平衡條件的得出過程,培養(yǎng)學(xué)生理論了解實(shí)際的觀點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)1:共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)。2:共點(diǎn)力的平衡條件。教學(xué)難點(diǎn):共點(diǎn)力的平衡條件。教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)法、歸納法、講練法教學(xué)用具:演示物體一個(gè),彈簧秤三個(gè)教學(xué)步驟:一、導(dǎo)入新課:生活中的物體有的處于平衡狀態(tài),有的處于非平衡狀態(tài);其中物體的平衡狀態(tài)比較常見,而且很有實(shí)際意義。那么:什么是物體的平衡狀態(tài),物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢?本章我們就來學(xué)習(xí)這方面的問題。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡條件。二、新課教學(xué)(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo):1:了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念;2:理解共點(diǎn)力的平衡條件。(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程:1:共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)。(1)復(fù)習(xí)什么是共點(diǎn)力:幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力就叫做共點(diǎn)力。(2)介紹物體在共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)。a:一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下,如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng),我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。b:請(qǐng)學(xué)生舉例:哪些物體屬于在共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)。c:同學(xué)們剛才舉的例子中,有的物體在兩個(gè)力作用下處于平衡,有的物體在三個(gè)力的作用下處于平衡。那么,在共點(diǎn)力作用下的物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢?2:共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件(1)理論推導(dǎo):從牛頓第二定律知道:當(dāng)物體所受合力為零時(shí),加速度為零,物體將保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng),即物體處于平衡狀態(tài),所以:在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零。即F合0(2)平衡條件的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:a:請(qǐng)三位同學(xué)把三個(gè)彈簧秤的掛鉤掛到同一個(gè)物體,分別向三個(gè)方向彈簧秤,記下彈簧秤的示數(shù)和方向。注意:用力不能太大,以免超出彈性限度。b:請(qǐng)同志們按各力的大小和方向作出力的圖示,根據(jù)力的平行四邊形法則,求出三個(gè)力的合力。c:請(qǐng)幾位同學(xué)說明作圖得到的結(jié)果:這三個(gè)力的合力為零(在誤差范圍內(nèi));任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等,方向相反,作用在同一直線上。三、鞏固訓(xùn)練:(1)一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),那么這個(gè)物體一定保持 。(2)在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是 ,此時(shí)物體的加速度等于 。(3)下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述,正確的是 。A:質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用;B:質(zhì)點(diǎn)一定沒有加速度;c:質(zhì)點(diǎn)一定沒有速度;d:質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止。(4)要使物體保持平衡狀態(tài),作用在物體上的力必須滿足一定的條件,這個(gè)條件就叫做 。四、小結(jié)1:本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力的平衡條件是F合0;2:平衡狀態(tài)的二個(gè)特征是:a0;速度v恒定;3、物體所受的合力為零,在正交分解時(shí)常采用:Fx合=0; Fy合=0五、作業(yè)一個(gè)物體受到五個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3、F4、F5的作用,處于平平衡。1:如果將F3撤去,而其他力保持不變,則F1、F2、F4、F5的合力是多大?方向如何?2:如果將F2、F5兩個(gè)力撤去,而其余力保持不變,則F1、F3、F4的合力在什么范圍內(nèi)?六、板書設(shè)計(jì):第二課時(shí):共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo): 一、知識(shí)目標(biāo) 1:能用共點(diǎn)力的平衡條件,解決有關(guān)力的平衡問題; 2:進(jìn)一步學(xué)習(xí)受力分析,正交分解等方法。 二、能力目標(biāo): 學(xué)會(huì)使用共點(diǎn)力平衡條件解決共點(diǎn)力作用下物體平衡的思路和方法,培養(yǎng)學(xué)生靈活分析和解決問題的能力。 三、德育目標(biāo): 培養(yǎng)學(xué)生明確具體問題具體分析: 教學(xué)重點(diǎn): 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn): 受力分析、正交分解、共點(diǎn)力平衡條件的綜合應(yīng)用。 教學(xué)方法: 講練法、歸納法教學(xué)用具:投影儀、投影片 教學(xué)步驟: 一、導(dǎo)入新課 1:用同應(yīng)片出示復(fù)合題: (1)如果一個(gè)物體能夠保持 或 ,我們就說物體處于平衡狀態(tài)。 (2)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí): a:物體所受各個(gè)力的合力等于 ,這就是物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。 b:它所受的某一個(gè)力與它所受的其余外力的合力關(guān)系是 。 2:學(xué)生回答問題后,師進(jìn)行評(píng)價(jià)和糾正。 3:引入:本節(jié)課我們來運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件求解一些實(shí)際問題。 二:新課教學(xué) (一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo): 1:熟練運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件,解決平衡狀態(tài)下有關(guān)力的計(jì)算。 2:進(jìn)一步熟練受力分析的方法。 (二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程: 1:共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件的應(yīng)用舉例: (1)用投影片出示例題1: 如圖所示:細(xì)線的一端固定于A點(diǎn),線的中點(diǎn)掛一質(zhì)量為m的物體,另一端B用手拉住,當(dāng)AO與豎直方向成角,OB沿水平方向時(shí),AO及BO對(duì)O點(diǎn)的拉力分別是多大? (2)師解析本題:先以物體m為研究對(duì)象,它受到兩個(gè)力,即重力和懸線的拉力,因?yàn)槲矬w處于平衡狀態(tài),所以懸線中的拉力大小為Fmg。 再取O點(diǎn)為研究對(duì)像,該點(diǎn)受三個(gè)力的作用,即AO對(duì)O點(diǎn)的拉力F1,BO對(duì)O點(diǎn)的拉力F2,懸線對(duì)O點(diǎn)的拉力F,如圖所示:a:用力的分解法求解:將Fmg沿F1和F2的反方向分解,得到得到b:用正交分解合成法求解建立平面直角坐標(biāo)系 由Fx合=0;及Fy合=0得到:解得: 2:結(jié)合例題總結(jié)求解共點(diǎn)力作用下平衡問題的解題步驟: (1)確定研究對(duì)象 (2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫受力圖; (3)據(jù)物體的受力和已知條件,采用力的合成、分解、圖解、正交分解法,確定解題方法; (4)解方程,進(jìn)行討論和計(jì)算。 3:學(xué)生用上述方法求解課本上例1,并抽查部分同學(xué)的答案在投影儀上進(jìn)行評(píng)析。 4:講解有關(guān)斜面問題的處理方法: (1)學(xué)生閱讀課本例2,并審題; (2)分析本題; a:定物體A為研究對(duì)于; b:對(duì)物體A進(jìn)行受力分析。 物體A共受四個(gè)力的作用:豎直向下的重力G,水平向右的力F1,垂直于斜面斜向上方的支持力F2,平行于斜面向上的滑動(dòng)摩擦里F3,其中G和F1是已知的,由滑動(dòng)摩擦定律F3uF2可知,求得F2和F3,就可以求出u。 c:畫出物體的受力圖: d:本題采用正交分解法: 對(duì)于斜面,常取平行于斜面的方向?yàn)閤軸,垂直于斜面的方向?yàn)閥軸,將力沿這兩個(gè)方向分解,應(yīng)用平衡條件求解: e:用投影片展示本題的解題過程: 解:取平行于斜面的方向?yàn)閤軸,垂直于斜面的方向?yàn)閥軸,分別在這兩個(gè)方向上應(yīng)用平衡條件求解,由平衡條件可知,在這兩個(gè)方向深的合力Fx合和Fy合應(yīng)分別等于零,即 5:鞏固訓(xùn)練:如圖所示:重為G10N的小球在豎直擋板作用下靜止在傾角為=30o的光滑斜面上,已知擋板也是光滑的,求: (1)擋板對(duì)小球彈力的大?。?(2)斜面對(duì)小球彈力的大小。 三、小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了以下幾點(diǎn): 1:應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件解題時(shí)常用的方法-力的合成法、力的分解法、正交分解法 2:解共點(diǎn)力作用下物體平衡問題的一般步驟: (1)定研究對(duì)象; (2)對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫出受力示意圖 (3)分析研究對(duì)象是否處于平衡狀態(tài); (4)運(yùn)用平衡條件,選用適當(dāng)方法, 列出平衡方程求解。四、作業(yè),練習(xí)一的1、2、3、4題 五、板書設(shè)計(jì):第三課時(shí):有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡 教學(xué)目標(biāo): 一、知識(shí)目標(biāo) 1:知道什么是轉(zhuǎn)動(dòng)軸和有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡狀態(tài)。 2:掌握力臂的概念,會(huì)計(jì)算力矩。 3:理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件。 二、能力目標(biāo): 通過有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件的得到過程,培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。 三、德育目標(biāo): 使學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法 教學(xué)重點(diǎn): 1:什么是轉(zhuǎn)動(dòng)平衡; 2:有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件。 教學(xué)難點(diǎn): 力矩的概念及物體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的確定。 教學(xué)方法: 實(shí)驗(yàn)法、歸納法、講授法 教學(xué)用具: 力矩盤、鉤碼、彈簧秤、投影儀、投影片 教學(xué)步驟: 一、導(dǎo)入新課: 1:復(fù)習(xí):前邊我們共同學(xué)習(xí)了物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件及其應(yīng)用,請(qǐng)同志們回答以下問題: (1)什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)? (2)在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是什么? 2:引入:本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)另外一種平衡轉(zhuǎn)動(dòng)平衡 二、新課教學(xué) (一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo): 1:了解轉(zhuǎn)動(dòng)平衡的概念 2:理解力臂和力矩的概念 3:理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件 (二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程: 1:轉(zhuǎn)動(dòng)平衡 (1)舉例:生活中,我們常見到有許多物體在力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng);例如:門、砂輪、電唱機(jī)的唱盤,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子等; (2)引導(dǎo)學(xué)生分析上述轉(zhuǎn)動(dòng)物體的共同特點(diǎn),即上述物體轉(zhuǎn)動(dòng)之后,物體上的各點(diǎn)都沿圓周運(yùn)動(dòng),但所有各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的中心在同一直線上,這條直線就叫轉(zhuǎn)動(dòng)軸。 (3)介紹什么是轉(zhuǎn)動(dòng)平衡。 一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體,在力的作用下,如果保持靜止,我們就說這個(gè)物體處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)。 (4)課堂討論:舉幾個(gè)物體處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)的實(shí)例。 2:力矩: (1)引言:通過上面例子的分析,我們知道,力可以使物體轉(zhuǎn)動(dòng),那么力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用跟什么有關(guān)系呢? (2)舉例: a:推門時(shí),如果在離轉(zhuǎn)軸不遠(yuǎn)的地方推,用比較大的力才能把門推開;在離轉(zhuǎn)動(dòng)軸較遠(yuǎn)的地方推門,用比較小的力就能把門推開。 b:用手直接擰螺帽,不能把它擰緊;用扳手來擰,就容易擰緊了。 (3)總結(jié)得到:力越大,力和轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間的距離越大,力的轉(zhuǎn)動(dòng)作用就越大。 (4)力臂: a:力和轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間的距離,即從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的距離,叫做力臂。 b:力臂的找法: 一軸:即先找到轉(zhuǎn)動(dòng)軸; 二線:找到力的作用線; 三垂直:即從轉(zhuǎn)軸向力的作用線做垂線,則轉(zhuǎn)軸和垂足之間的舉例就是該力的力臂。 c:鞏固訓(xùn)練: 畫出右圖中各個(gè)力的力臂: (5)力矩: a:定義:力F與其力臂L的乘積叫做力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力矩。用字母M表示。 b:共識(shí):MFL。 c:?jiǎn)挝唬号C祝∟m) (6)課堂討論: 如何用力矩把初中學(xué)習(xí)過的杠桿平衡條件表示出來? 3:力矩的平衡: (1)引言:剛才我們用力矩表示出了杠桿的平衡條件,這是力矩平衡的最簡(jiǎn)單的情形,那么力矩的一般平衡條件是什么呢? (2)實(shí)驗(yàn): 把力矩盤放好,使其內(nèi)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),按圖示方法使盤在F1、F2、F3的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)(即平衡狀態(tài)),量出這三個(gè)力的力臂L1、L2和L3,分別計(jì)算使圓盤向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩M1F1L1,M2F2L2,及使圓盤向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩M3F3L3,總結(jié)有什么規(guī)律。改變力的作用位置和大小重新做兩次。 (3)總結(jié)得到力矩的平衡條件 a:實(shí)驗(yàn)總結(jié):當(dāng)所有使物體向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和等于所有使物體向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和時(shí),物體處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)。 b:通常規(guī)定使物體沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩為正,使物體向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩為負(fù); c:力矩的平衡條件: 有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件是力矩的代數(shù)和等于零。 即M1M2M30。 或者:M合0 (4)說明什么是力矩的平衡:作用在物體上幾個(gè)力的合力矩為零時(shí)的情形叫力矩的平衡。 4:鞏固訓(xùn)練如圖所示,一根質(zhì)量為M的均勻鐵棒,它可以繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)用力F沿水平方向?qū)A棒緩慢地拉到圖示虛線位置的過程中,以下說法正確的是 。 A:重力不變,重力力臂不變,重力力矩變小; B:重力不變,重力力臂變長(zhǎng),重力力矩變大; C:F不變,F(xiàn)的力臂變長(zhǎng),F(xiàn)的力矩變大; D:F變大,F(xiàn)的力臂變短,F(xiàn)的力矩變大。 三、小結(jié) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了: 1:轉(zhuǎn)動(dòng)平衡:一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體,在力的作用下如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng),我們稱這個(gè)物體處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)。 2:力臂及其找法 3:力矩及力矩的平衡。四、作業(yè):課本練習(xí)二 五、板書設(shè)計(jì):第四課時(shí):力矩平衡條件的應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo): 一、知識(shí)目標(biāo): 1:理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件; 2:能應(yīng)用力矩平衡條件處理有關(guān)問題。 二、能力目標(biāo): 1:學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題; 2:進(jìn)一步熟悉對(duì)物體的受力分析。 三、德育目標(biāo): 使學(xué)生學(xué)會(huì)要具體問題具體分析教學(xué)重點(diǎn):力矩平衡條件的應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn): 用力矩平衡條件如何正確地分析和解決問題教學(xué)方法:講授法、歸納法 教學(xué)用具: 投影儀、投影片 教學(xué)步驟: 一、導(dǎo)入新課 1用投影片出示下列思考題: (1)什么是力矩的平衡? (2)有固定準(zhǔn)確軸的物體的平衡條件是什么? 2、本節(jié)課我們繼續(xù)學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡求解問題的方法。 二、新課教學(xué) (一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo): 1:熟練應(yīng)用力矩平衡條件解決有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體在轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)下的有關(guān)問題。 2:進(jìn)一步提高受力分析的能力。 (二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程: 1:用投影片出示例題1:如圖:BO是一根質(zhì)量均勻的橫梁,重量G180N,BO的一端安在B點(diǎn),可繞通過B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng),另一端用鋼繩AO拉著橫梁保持水平,與鋼繩的夾角,在橫梁的O點(diǎn)掛一個(gè)重物,重要G2240N,求鋼繩對(duì)橫梁的拉力F1: a:分析 (1)本題中的橫梁是一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體; (2)分析橫梁的受力:拉力F1,重力G1,拉力F2; (3)找到三個(gè)力的力臂并寫出各自的力矩: F1的力矩: G1的力矩: F2的力矩: b:指導(dǎo)學(xué)生寫出解題過程: c:用投影片展示正確的解題過程如下:解:據(jù)力矩平衡條件有:由此得:d:鞏固訓(xùn)練: 如圖所示,OAB是一彎成直角的杠桿,可繞過O點(diǎn)垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng),桿OA長(zhǎng)30cm,AB段長(zhǎng)為40cm,桿的質(zhì)量分布均勻,已知OAB的總質(zhì)量為7kg,現(xiàn)在施加一個(gè)外力F,使桿的AB段保持水平,則該力作用于桿上哪一點(diǎn),什么方向可使F最??? 2:用投影片出示例題2: 一輛汽車重1.2104N,使它的前輪壓在地秤上,測(cè)得的結(jié)果為6.7103N,汽車前后輪之間的舉例是2.7m,求汽車重心的位置,(即求前輪或后輪與地面接觸點(diǎn)到重力作用線的距離) (1)分析:汽車可看作有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體,若將后輪與地面的接觸處作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸,則汽車受到以下力矩的作用:一是重力G的力矩;二是前輪受到的地秤對(duì)它的支持力的力矩;汽車在兩個(gè)力矩的作用下保持平衡,利用轉(zhuǎn)動(dòng)平衡條件即可求出重心的位置。 (2)注意向?qū)W生交代清: a:地秤的示數(shù)指示的是車對(duì)地秤壓力的大?。?b:據(jù)牛頓第二定律得到車前輪受到的支持力的大小也等于地秤的示數(shù)。 (3)學(xué)生寫出本題的解題步驟,并和課本比較; (4)討論:為什么不將前輪與地秤接觸處作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸? 將前輪與地秤接觸處作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸,將會(huì)使已知力的力臂等于0,而另一個(gè)力(即后輪與地秤間的作用力)又是未知的,最后無法求解。 (5)鞏固訓(xùn)練一塊均勻木板MN長(zhǎng)L15cm,G1400N,擱在相距D8m的兩個(gè)支架A、B上,MANB,重G2600N的人從A向B走去,如圖:?jiǎn)柸俗哌^B點(diǎn)多遠(yuǎn)時(shí),木板會(huì)翹起來? 三、小結(jié): 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了運(yùn)用力矩平衡條件解題的方法: 1:確定研究對(duì)象: 2:分析研究對(duì)象的受力情況,找出每一個(gè)力的力臂,分析每一個(gè)力矩的轉(zhuǎn)動(dòng)方向; 3:據(jù)力矩平衡條件建立方程M合0或M順M逆 4:解方程,對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論。四、作業(yè):練習(xí)二 五:板書設(shè)計(jì):友情提示:部分文檔來自網(wǎng)絡(luò)整理,供您參考!文檔可復(fù)制、編制,期待您的好評(píng)與關(guān)注!11 / 11

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