《共点力的平衡》教学设计.doc

第三章 研究物体间的相互作用第五节 共点力的平衡条件【设计思路】通过学生易接受的趣味事例调动学生积极性，通过已知的二力平衡条件，猜想三力平衡条件。然后通过实验，以小组为单位，开展合作研究，培养学生操作实验的能力，使学生在“亲手操作、亲身实践”中体会科学的探究过程；通过分析、归纳，从而总结出了平衡条件，培养了学生分析、研究问题的能力。最后通过活动，引导学生解决实际问题，培养学生在实际生活中认识问题的能力，提高了科学素养。【教学内容分析】内容与地位 普通高中物理课程标准共同必修模块“物理1”中的第二个二级主题“相互作用与运动规律”中与本节内容有关的条目是：“通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。”本节要求学生知道什么是力的平衡；通过实验，知道共点力平衡的条件；会应用力的平衡条件分析解决日常生产、生活中的一些问题,培养学生主动将物理知识应用于生活、生产实践的意识。教学目标1、通过实验，探究共点力作用下物体的平衡条件；2、运用共点力合成、分解的知识以及平衡条件解决一些与生产和生活相关的实际问题。3、通过学习，发展对科学的好奇心与求知欲，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。教学重点通过理论和实验推导出三个力的平衡条件，知道多个力平衡的条件是本节课的重点；教学难点应用平衡条件处理实际问题教学资源自制多媒体课件、仪器（弹簧秤）纸板等教法方法逻辑猜想、实验探究式、理性探究、讲授式【教学过程】教学过程教师活动学生活动设计意图课题引入 这些物体的状态真是不可思议，令人担心，我们担忧的是-失去平衡。 什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？本节我们就来学习这方面的问题。体会图片传达的信息，揣摩本节的内容通过神奇的平衡图片，挖掘其中的物理奥秘，于神奇处见平凡，激发学生的学习热情新课教学（平衡条件）复习提问：（1）什么是共点力（图片展示） （2）什么是共点力作用下物体的平衡状态。一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。问题：如何区别平衡状态与非平衡状态请学生举例：哪些物体属于在共点力作用下处于平衡状态。同学们刚才举的例子中，有的物体在两个力作用下处于平衡，有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么，在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？a.实验探究图片展示两个力平衡问题过渡：那三力平衡或四力平衡要满足什么条件呢？（同时图片展示三个力平衡）设计实验方案：下面我们就从三力平衡入手，设计一个实验探索一下三力平衡的条件是什么？现在我们给同学提供了一些可能用到的实验器材。大家根据这些器材分组讨论一下，怎样让一个物体三力平衡？要测量哪些物理量？要用哪些器材？ （投影器材名称）交流实验方案：投影组1的原理图：设问：不错，其他同学有什么意见和建议？投影组2的原理图：投影组3的原理图：大家都说的非常好。这里其实已经有了三种实验设计。至于哪一种误差更小，做法更好，我们就实际做了再说。大家分组各自选定一种方法进行实验，过一会我们再来交流各组的实验结论。（提醒学生在实验时应注意吸取上一节实验的经验教训，取适当大小和夹角的力，尽量减小实验的误差。）交流实验结果： 请同学说明作图得到的结果：（用实物投影展示本组同学所做的力的图示）从大家的汇报交流中我们可以发现：1、采用滑轮的方案3完成的最快，采用两个弹簧秤的方案1误差偏大，用三个弹簧秤的方案2则完成的最慢。方案3的确是较好的设计。 2、虽然各组的图差别很大，但任何一组三力的合力都是零即其中两个力的合力必然与第三个力等大反向总结学生结论，提出多个力的问题归纳总结多个共点力作用下物体的平衡条件答：几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力。记笔记：静止或匀直学生讨论交流举例回忆二力平衡：若物体受到两个共点力作用处于平衡状态，则这两个力等值反向,物体受到的合外力为零。 讨论猜测（这三个力的合力为零，任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。）组1代表：匀速运动的物体不好控制速度，也不好测量。所以我们想用两个弹簧秤拉着钩码，使钩码保持静止，则钩码就是在两个拉力和重力作用下的三力平衡。做法是：在竖直木板上钉两个图钉A和B，用不同长度的绳OA和OB系着两个弹簧秤，每个弹簧秤的另一端连接重力为G的钩码，在钩码平衡时，两拉力的大小就可以直接在弹簧秤上显示出来了。测出两绳拉力的大小，并记录拉力方向，并用弹簧秤测出钩码的重力。作好钩码的受力图示，才能表现出三个力之间的关系。答：弹簧秤这样斜着拉，拉力就会偏离弹簧秤的轴线方向，且弹簧秤还有自重，这样会造成很大的误差。组2代表：我们组不用钩码，把木板放在水平面上，采用三个弹簧秤拉结点O，使O不动，记录三根弹簧的读数和方向组3代表：我们组利用了定滑轮。定滑轮可以改变力的作用方向而不改变力的大小。那我们把每条线的拉力通过定滑轮改成竖直方向，就不用担心弹簧秤的拉力与轴线不一致的问题了。而且还可以不用弹簧秤，结点静止时，钩码的重力大小与相应细绳对接点的拉力大小相等，由此可记录三力的大小；标记每条细线拉力方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些，连接两定点，即可得到拉力方向。依据力的大小和方向做出三个力的图示，即可比较三个力的关系。组2用三个弹簧秤，同时读数很困难，图示也难画。而我们的实验方案中测拉力的大小时只要数砝码的个数就行了，图也好作。分组实验探究三个力平衡条件学生交流实验结果各组基本得出了三个力要满足的条件是：以OA（即F1）和OB（即F2）为邻边作平行四边形OADB，根据平行四边形定则，其对角线OD就表示F1与F2合力F。用刻度尺量出OD的长并与OC相比较。则在误差允许的范围内，F1、F2的合力与F3大小相等，方向相同；如果将F1、F2的合力再与F3合成，则三个力的合力为零。记笔记：3个共点力平衡条件：若物体受到三个共点力作用处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等值反向,物体受到的合外力为零。 记笔记：若物体受到n个力处于平衡状态，则任意 (n-1)个力的合力与第n个力等值反向,物体受到的合外力为零。 复习巩固，为平衡条件的获得做铺垫带着概念寻找生活中的平衡，增强物理知识应用于生活实际的意识初高中衔接启发探究让学生获得平衡条件分组设计，合作讨论：体验探究的过程，为科学归纳作准备由于这一实验与力的合成探究实验大体相同，所以在实验操作上没有花太多时间，而把精力重点放在让学生自觉运用已学知识设计探究实验上。新课教学（实践拓展）1、根据概念来判断下面的物体是否处于平衡状态:（1）静止在水平面上的木箱（2）平直马路上在牵引力作用下匀速前进的汽车（3）用细线悬挂在天花板上的静止小球（4）刹车后停下来了的汽车（5）用细线悬挂在天花板上的静止小球，在剪断细线的瞬间（6）竖直上抛达到了最高点的小球(不计空气阻力)2、教材例题出示图片和题目：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图5-31所示。若鸟笼重19.6N，求绳子OA和OB的拉力各是多大？（过程略）是是是是否否阅读，随问题进入物理情景受力分析利用结论：任意两个力的合力与第三个力等值反向学生当堂练习联想生活中相关实例，加深对平衡状态的理解从生活实际出发抽象简单模型，体会物理学来源于实践、贴近于生活的学科特色用练习加强对平衡条件的理解，同时也为下一节课做铺垫新课教学（平衡的种类和稳度） 我们已经知道了平衡的含义和条件，其实物体平衡有着不同的类别A不稳平衡B稳定平衡C随遇平衡我们还把物体平衡的稳定程度称为稳度，重心越低，支持面越大，物体的稳度就越大，物体越不容易翻倒。能不能举些例子呢？在课本上做记号答：赛车“身矮轮宽”结合实例简单了解相关概念就行，要求较低教学反思:本节课旨在通过学生亲手操作、亲身实践来体会科学的探究过程。我首先通过图片，以及已知的二力平衡条件，引导学生猜想三力平衡应该满足的关系，接下来通过实验来探究三力平衡的条件，并且归纳出多个共点力作用下物体的平衡条件。教学中尽量多地给学生提供自主探索的空间，使学生有较多的独立获取知识的机会。课堂中注重理论联系实际，并通过图片和实物投影，巧妙地将信息技术与物理教学进行了整合。7