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2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 共點力作用下物體的平衡 第一課時 1 ●教學(xué)目標 一、知識目標 1.知道什么是共點力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.掌握共點力的平衡條件. 二、能力目標 通過演示實驗及學(xué)生自己動手做實驗培養(yǎng)學(xué)生的推理分析能力、觀察能力、動手能力. 三、德育目標 1.辨證唯物主義的相對性觀點. 2.特殊到一般、一般到特殊的邏輯推理思維方式. ●教學(xué)重點 1.共點力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.共點力的平衡條件. ●教學(xué)難點 共點力的平衡條件. ●教學(xué)方法 實驗法、歸納法、問題解決法、 分層教學(xué)法. ●教學(xué)用具 演示物體一個、彈簧秤若干. ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 ［投影本節(jié)學(xué)習(xí)目標］ 1.知道什么是共點力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.掌握共點力的平衡條件. ●學(xué)習(xí)目標完成過程 一、導(dǎo)入新課 一個物體可以處于不同的運動狀態(tài)，其中常見的是平衡狀態(tài)，而且很有實際意義，如起重機、建筑物等就需要保持平衡狀態(tài).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？這一章就來學(xué)習(xí)這方面的問題，本節(jié)課我們先來學(xué)習(xí)在共點力作用下物體的平衡. 二、新課教學(xué) 說明：分層教學(xué)的前提是通過教師與學(xué)生的溝通，結(jié)合對各部分的掌握及學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣及態(tài)度、興趣等綜合因素，大致將學(xué)生分為三個層次.具體如下： A層次：對物理有較濃的學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)知識牢靠，學(xué)習(xí)習(xí)慣較好，能主動預(yù)習(xí)且能超前認知的同學(xué). B層次：自我感覺學(xué)習(xí)物理沒有多大困難，自我學(xué)習(xí)約束能力一般，能跟上老師上課的步驟的同學(xué). C層次：沒有或興趣不大，需要老師或他人的督促，學(xué)習(xí)習(xí)慣不太好，屬于被動學(xué)習(xí)的階段，相對而言成績也較差. 課堂布置：C層次靠前 B層次居中 A層次自愿 1.共點力作用下物體的平衡狀態(tài). （1）復(fù)習(xí)什么是共點力 教學(xué)設(shè)計：鑒于共點力的知識學(xué)過的時間已較長，借此可檢查鞏固一下這方面的知識. ［學(xué)生活動設(shè)計］ A：思考題：如果一個物體可看作質(zhì)點，那么作用在該物體上的力都可看作共點力. B：請同學(xué)按照自己的理解互相提出問題互查，然后對照課本內(nèi)容復(fù)習(xí). C：先自己思考，然后打開課本P12頁加以鞏固認識. ［強調(diào)］一般我們考慮的物體可看作質(zhì)點，作用在其上的力可看作是共點力. (2)介紹物體在共點力作用下的平衡狀態(tài). 舉例設(shè)問： 平常我們看到的房屋、箱子、桌子受到幾個力的作用？是否為共點力？一直處于什么狀態(tài)？ ［CAI課件］模擬物理情景. ［學(xué)生活動設(shè)計］ 簡單討論 ［結(jié)論］可視為受共點力，保持靜止. ［歸納］類似此類的受共點力，并保持靜止不動的狀態(tài)，我們就說它處于平衡狀態(tài).另外，如果物體做勻速直線運動，我們也稱它處于平衡狀態(tài). 例：物體被勻速舉高 ［歸納］一個物體在共點力作用下，如果保持靜止或者勻速直線運動，則這個物體就處于平衡狀態(tài). ［學(xué)生活動設(shè)計］ 思考、討論找出其中的關(guān)鍵詞句.并試著解釋為什么.（A層次） 例：“保持”，說明不是一個瞬間（時刻） ［反饋練習(xí)］ 投影：汽車以大小不變的速率拐彎，是否是處于平衡狀態(tài)，為什么？ 請B層次同學(xué)解答. 參考答案：否，v的方向變，（是曲線運動）非直線運動. 分類： 靜平衡：物體保持靜止. 動平衡：物體保持勻速直線運動. 2.共點力作用下物體的平衡條件 (1)請同學(xué)分析剛才所舉的例子中各物體的受力情況.要求： A：口頭表述（包括汽車勻速直線運動） BC：畫出受力示意圖（包括汽車勻速直線運動） ［結(jié)論］物體在平衡時既可受兩個力，又可受更多的力. (2)實例分析，理論推導(dǎo). ［思路］分析受力的合力. ［學(xué)生活動設(shè)計］ 感性理解認識：F合=0 獨立理論推導(dǎo) ［投影］過程： 從平衡狀態(tài)得： a=0 又由牛頓第二定律得： F合=ma=0 結(jié)論：平衡狀態(tài)的條件為： F合=0 (3)實驗驗證： 演示實驗： 用彈簧秤先測演示物體的重量G 再用兩個彈簧秤向上成一角度提起演示物體，使其保持靜止?fàn)顟B(tài). 讀出彈簧秤的示數(shù) 板畫：物體的受力圖示，根據(jù)力的平行四邊形定則，求出合力. 結(jié)果： 在誤差允許范圍內(nèi)，合力為零. 分組實驗： 按已經(jīng)準備分好的組（A、B、C搭配）分組進行，教師巡回指導(dǎo). a.一個彈簧秤提起某物保持靜止. a1受力分析 a2 F合 b.兩個彈簧秤提起重物保持靜止 b1受力分析 b2畫出力的圖示 b3應(yīng)用平行四邊形定則求F合. 抽查同學(xué)驗證結(jié)果. 請一A層次同學(xué)歸納所學(xué)知識及思路. ［強化訓(xùn)練］ 下列關(guān)于質(zhì)點處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是 A.質(zhì)點一定不受力的作用 B.質(zhì)點一定沒有加速度 C.質(zhì)點一定沒有速度 D.質(zhì)點一定保持靜止 ［學(xué)生活動設(shè)計］討論解答、提問（B層次） 參考答案：B 3.拓展 （1）結(jié)合前面所學(xué)，思考：物體受兩個共點力平衡時，這兩個力是什么關(guān)系？是否學(xué)過？ 學(xué)生思考得：二力平衡. （2）靜止的理解 思考題：靜止與v=0是一回事嗎？試舉例說明？與“保持”的理解類比. 參考解答： 保持靜止：v=0,a=0 v=0:可能a=0 可能a≠0,例自由落體起始時刻. ［學(xué)生活動設(shè)計］A討論 B、C獨立思考 （3）了解力的平衡. 方法：同學(xué)閱讀P71最后一段認識. （4）思考題：（A層次） 試推導(dǎo)四個力，五個力、n個力（共點力）的平衡條件. （5）三個平衡時，其中任意兩個力的合力與第三個力的關(guān)系. 方法：A、B討論 C獨立思考 ［結(jié)論］抽查：F1、2與F3大小相等、方向相反，且在一條直線上. 4.補充說明 方法：教師介紹強調(diào) （1）物體做什么運動與我們選取的參考系密切相關(guān)，我們判定物體是不是處于平衡狀態(tài)應(yīng)選擇慣性參考系，常用的慣性參考系是地球或相對地球靜止或勻速直線運動的物體. （2）共點力平衡條件的深化 F合=0→ （3）三力匯交原理 若物體在三個非平行力作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個力必定共點共面，合力為零，稱為三個共點力的平衡. ［強化訓(xùn)練］投影 如圖所示，質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的斜面勻速下滑，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)多大？ ［分析］關(guān)鍵詞—勻速（下滑）處于平衡狀態(tài)，則所受合力為零. 解：沿斜面和垂直斜面建立坐標系，受力分析得： 在x軸上合力為零，有 F-mgsinθ=0 在y軸合力為零，有 FN-mgcosθ=0 又F=μFN 所以μ=F/FN=tanθ ［說明］該結(jié)果在很多時候?qū)ψ鲱}有用. 三、小結(jié) ［學(xué)生活動設(shè)計］ A：獨立歸納，采取各種自己熟悉的方式，小結(jié)該節(jié)主要知識點，并找出重點內(nèi)容. B：討論分析，列出框架圖，說明學(xué)習(xí)的認知過程. C：給出提綱，溫故再現(xiàn)，小結(jié)歸納. 例：本節(jié)小結(jié) 1.平衡狀態(tài)的特征是 （1）a=0 （2）速度v恒定（保持） 2.平衡狀態(tài)的條件是 （1）F合=0 （2）正交分解時 四、作業(yè) 1.課后作業(yè)：P73（1）（A、B、C） 2.預(yù)習(xí)第二節(jié)，完成相關(guān)題目（A、B） 3.思考題：（A層次） 如圖所示，質(zhì)量為m的物體C放在水平木板AB上，當(dāng)以mg的水平力作用于C物體時，恰可使C勻速運動，現(xiàn)將木板一端抬高，當(dāng)AB與水平成45時，求木板所受的摩擦力多大？ 參考答案：F=mg 提示：勻速運動，符合共點力作用下的平衡特點. 故F合=0 所以mg=μmg 推得μ= 當(dāng)AB與水平成45時，mgsin45=mg 判定此時已運動 所以F=μmgcos45=mg 五、板書設(shè)計