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2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 第一課時(shí) 2 ●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) 能夠?qū)W會(huì)使用共點(diǎn)力平衡條件解決共點(diǎn)力作用下物體平衡問題的思路和方法，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的科學(xué)思維方式.并且通過平衡問題滲透平衡美、對(duì)稱美等美育教育. ●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、正交分解法，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. 分層教學(xué)法 ●教學(xué)用具 投影儀. ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過程 ［投影本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)］ 1.熟練應(yīng)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. ●學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程 一、新課導(dǎo)入 1.用投影片出示復(fù)習(xí)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，如將其分解在坐標(biāo)軸上則有______，______. b.它所受的某一個(gè)力與它所受的其余各力的合力的關(guān)系是______. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ ①回顧復(fù)習(xí)，獨(dú)立進(jìn)行 ②提問作答 2.引入 這節(jié)課應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件來解決一些具體問題,歸納一下這類問題的解題步驟以及如何去思考等問題. 二、新課教學(xué) 1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件的應(yīng)用舉例. （1）學(xué)生閱讀課本例題1. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A：嘗試不同的解法. B、C：標(biāo)出自己有疑問的地方，想想為什么會(huì)這樣，每一句話的意思是什么. ［教學(xué)設(shè)計(jì)］ ①學(xué)生提出自己的疑問，互相給予解釋. ②教師對(duì)共性的、大家難以解決的問題加以解釋. 例：為什么三力必為共點(diǎn)力. 析：上節(jié)的三力匯交原理. ［投影］ ①本題分析 a.研究對(duì)象：足球 b.所處狀態(tài)：平衡（隱含，掛在A點(diǎn)，保持靜止） c.受力分析：G、F1、F2（共點(diǎn)力） d.應(yīng)用條件：F合=0求解F1、F2. ②其他解法 a.課本：合成法 b.分解法 如右圖所示，將重力G分解為F1′和F2′，由共點(diǎn)力平衡條件可知，F(xiàn)1與F1′的合力必為零，F(xiàn)2與F2′的合力也必為零，所以 F1=F1′=mgtanα F2=F2′=mg/cosα c.相似三角形法 如右圖，設(shè)球心為O，由共點(diǎn)力的平衡條件可知，F(xiàn)1和G的合力F與F2大小相等、方向相反，由圖可知，三角形OFG與三角形AOB相似，所以 F2=G/cosα=mg/cosα =tanα F1=Gtanα=mgtanα d.用正交分解法求解 如圖所示，取水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，將F2分別沿x軸和y軸方向進(jìn)行分解.由平衡條件可知，在x軸和y軸方向上的合力Fx合和Fy合應(yīng)分別等于零，即 Fx合=F1-F2sinα=0 ① Fy合=F2cosα-G=0 ② 由②得：F2=G/cosα 代入①得F1=F2sinα=mgtanα 說明：不同方法解同一題目，目的在于啟發(fā)同學(xué)們?cè)诮忸}過程中，按照自己的認(rèn)知水平和解題習(xí)慣，靈活選擇解題方法. 要求：A.全部掌握 B.掌握其中的三種解法 C.熟練其中的兩種解法 ［強(qiáng)化訓(xùn)練］投影 如圖所示：細(xì)線的一端固定于A點(diǎn)，線的中點(diǎn)掛在一質(zhì)量為m的物體上，另一端B用手拉住，當(dāng)AO與豎直方向成θ角時(shí)，OB沿水平方向時(shí)，AO及BO對(duì)O點(diǎn)的拉力分別是多大？要求至少用兩種解法. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 獨(dú)立思考、類比例題1，寫出詳解. ［師生互動(dòng)］ 激勵(lì)評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)創(chuàng)新. ［投影］分析過程 a.研究對(duì)象：O點(diǎn) b.受力分析：F1、F2，F(xiàn)=G（如圖） c.處于平衡狀態(tài)：隱含（保持靜止） d.應(yīng)用平衡條件：F合=0 解題步驟強(qiáng)化 ［投影］規(guī)范步驟 a.解：用力的分解法求解 將F=mg沿F1和F2的反方向分解，得： F′=mgtanθ F″=mg/cosθ 所以F1=mg/cosθ F2=mgtanθ b.解：用正交分解法求解 建立平面直角坐標(biāo)系如圖 由Fx合=0及Fy合=0得到： 解得：F1=mg/cosθ F2=mgtanθ ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A.獨(dú)立思考 B、C.分組討論 →總結(jié)解題步驟 ［師生互動(dòng)］ 抽查結(jié)果，查缺補(bǔ)漏，最后歸納. a.確定研究對(duì)象. b.確定處于平衡狀態(tài). c.正確分析受力. d.應(yīng)用力的平衡條件列方程.（由已知條件的特點(diǎn)及自己的習(xí)好，采用力的合成、分解、正交分解等方法解決問題.） e.解方程 （2）學(xué)生閱讀課本例題2. 要求：A.按剛才步驟分析解決 B、C.套用剛才步驟理解課本分析. 學(xué)生活動(dòng)完成后，出示投影分析. a.勻速——平衡狀態(tài) b.研究對(duì)象：A物體 c.受力分析：重力G，支持力F2，水平力F1，摩擦力F2，其中F3=μF2，F(xiàn)2、F3求出即可得μ. d.畫出物體的受力圖 e.應(yīng)用平衡條件  F合=0 說明：選取正交分解法. ［強(qiáng)調(diào)］斜面問題一般都采用正交分解法. ［投影］展示解題過程. 解：取物體A為研究對(duì)象. 取平行于斜面的方向?yàn)閤軸，垂直于斜面的方向?yàn)閥軸，分別應(yīng)用Fx合=0和Fy合=0，得 Fx合=F3+F1cosθ+(-Gsinθ)=0 ① Fy合=F2-F1sinθ+(-Gcosθ)=0 ② 代入數(shù)據(jù)解得：F2=546 N，F(xiàn)3=146 N 所以μ==0.27 ［強(qiáng)化訓(xùn)練］ 如圖所示，在傾角為θ的斜面上靜止放置一質(zhì)量為m的物體，用一個(gè)大小為F、方向豎直向下的力壓物體，求物體與斜面間的摩擦力為多大？ 參考答案：Fμ=(mg+F)sinθ ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 討論消化上述知識(shí)體系，基本思路，同化已有知識(shí). (3)力的變化問題 ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 閱讀課本P73（4）并找出關(guān)鍵詞，題設(shè).提出自己的問題. ［師生互動(dòng)］ 共析“關(guān)鍵題設(shè)” 如：平衡∑F=0 其余四個(gè)力不變，則其不變 如何敘述或解答清楚方向. 如：向東、西或與什么方向相同或相反. 抽查同學(xué)結(jié)果，激勵(lì)評(píng)價(jià). ［投影］解題過程 解：因?yàn)? 所以 即四個(gè)力的合力大小等于F1，方向與F1的方向相反. ［強(qiáng)化訓(xùn)練］ 如圖所示，某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，若將F4=5 N的力沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90，其余三個(gè)力的大小和方向不變，則此時(shí)物體所受合力的大小為 A.0 B.10 N C.5 N D. N 參考答案：C 2.討論題 ［教學(xué)設(shè)計(jì)］給學(xué)有余力的學(xué)生提高的機(jī)會(huì)，A、B層次的學(xué)生開拓視野的空間. ［投影］例：如右圖所示，處在水平面上的物體在斜向上拉力F的作用，而處于靜止，則物體受到的靜摩擦力與F的合力方向?yàn)楠? A.斜向右上方 B.豎直向上 C.斜向左上方 D.無法確定 ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ ①獨(dú)立受力分析，畫出受力示意圖. ②討論解答問題. ③提出自己的觀點(diǎn). ［師生互動(dòng)］ 點(diǎn)評(píng)亮點(diǎn),糾正錯(cuò)誤. ［投影］分析解答過程. 解析:a.靜止——保持平衡——F合=0 b.受力分析: G、F支、Ff、F c.應(yīng)用： 又豎直向下 所以選B. ［強(qiáng)化訓(xùn)練］ 如右圖所示，物體靜止在斜面上，斜面對(duì)物體作用力的方向是 A.沿斜面向上 B.垂直斜面向上 C.豎直向上 D.以上都不對(duì) 參考答案：C 三、小結(jié) ［教學(xué)設(shè)計(jì)］給出提綱、獨(dú)自歸納. ［投影］小結(jié)提綱. 1.本節(jié)學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)點(diǎn)？ 2.這節(jié)涉及哪些解題方法？ 3.解決平衡問題的基本步驟. 四、作業(yè) 1.課后作業(yè) 練習(xí)（一）（1）（2）（3） 2.預(yù)習(xí)第三節(jié)及第四節(jié). 3.拔高訓(xùn)練題. 如右圖所示，左右兩端木板對(duì)物體的壓力均為F，夾在木板之間的物塊靜止不動(dòng)，現(xiàn)將兩邊所用的力都增大為2F，那么，木板所受的摩擦力將 A.是原來的2倍 B.是原來的4倍 C.和原來相等 D.無法確定 參考答案：C 五、板書設(shè)計(jì)