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2019-2020年滬科版物理高一上2-D《共點力的平衡》教案 一、教學目標： 1.知識和技能： 1)理解物體處于平衡狀態(tài)的概念，能區(qū)別平衡狀態(tài)和靜止狀態(tài)。 2)能根據(jù)實驗目的，用彈簧秤準確測量物體所受的大小確定每個力的方 向。 2.過程和方法： 1)通過觀察，認識物體處于平衡狀態(tài)的受力特點。 2)通過實驗親自感受三個力平衡實驗中三個力的大小和方向之間相互關(guān)聯(lián)性，并能運用的合成或分解法分析、歸納和描述三個共點力平衡的條件。 3.情感、態(tài)度和價值觀： 通過探究三力平衡的實驗過程，體會實驗在研究問題中的重要性，激發(fā)創(chuàng)造性思維和主動探究物理規(guī)律的精神，在實驗過程中，培養(yǎng)同學間的團結(jié)協(xié)作精神。 二、教學重點和難點： 1.重點是受共點力作用物體的平衡條件。 2.難點是用共點力的合成和分解定量計算共點力平衡的實際問題。 三、教學設(shè)計思路和教學流程： 本設(shè)計內(nèi)容為兩個部分：一是物體平衡的概念；二是物體在共點力作用下平衡條件。 第一部分的設(shè)計，通過圖片、錄象為基礎(chǔ)，通過觀察、分析、歸納，得到物體在共點力作用下的平衡概念，通過分析、討論得到，物體處于靜止和勻速直線運動狀態(tài)下，相同點和不同點，得到處于平衡狀態(tài)下物體的加速度為零，速度可以不為零的特點。 第二部分的設(shè)計，首先通過受到二個力作用而處于平衡的條件，即受到一對平衡力，F(xiàn)合=0，然后討論當物體受到三個共點力作用下處于平衡的條件，用實驗探究得到：三個共點力作用物體平衡條件F合=0，進而推廣到多個力作用物體平衡的條件，體現(xiàn)從特殊到一般歸納推理過程，使學生分析、歸納和推理能力得到提高。 教學流程： 四、教學過程 教學過程 說明 一、復習并引入新課： 1.我們學過共點力的合成與分解，那么，什么叫共點力呢？（幾個力作用在物體同一點，或力的作用線延長交于一點） 2.已知二個分力，用什么方法求它們的合力呢？（用平行四邊形定則） 3.為什么用合力可以代替二個分力呢？（因為一個合力和二個分力產(chǎn)生的作用效果相等） 今天我們就在這個基礎(chǔ)上再來學習一個新的知識，叫共點力的平衡。 二、用錄像引入共點力作用下物體的平衡狀態(tài)； 1.平衡狀態(tài)：、 生活中有許多物體處于平衡狀態(tài)，下面我們看一些圖片： 請學生回答。 復習舊知識為新課作 準備。 看錄象。 N G G f N N G F f 請同學們看了圖片以后，教師分析： 其中第一張圖片是一只花籃，處于靜止狀態(tài)。 第二張是一只勻速下滑的米老鼠。 第三張是一架在空中勻速飛行的飛機。 這三張圖片中，物體處于二種狀態(tài)，一種是靜止，還有一種是勻速直線運動，物理上把它們稱為平衡狀態(tài)。 板書：一、平衡狀態(tài) 定義：物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)。 2.平衡和靜止的區(qū)別： 先來看平衡的特點： 靜止： v=0；a=0； 勻速直線； v≠0；a=0； 我們看到處于平衡的物體加速度為零，但速度不一定為零。 板書： 區(qū)別：靜止狀態(tài)（v=0，a=0）；平衡狀態(tài)（v可以≠0，a =0）。 3物體平衡時的受力的特點： 第一張圖片是一只花籃，受二個力 第二張是一只勻速下滑的米老鼠，受三個力。 N G F f G f N 第三張是一架在空中勻速飛行的飛機，受四個力 N G 從分析看到，三張圖都是共點力，其次，第一張圖是二力平衡，第二張是三力平衡，第三張是四力平衡。 因此，上面三張圖的平衡是共點力平衡。 三、共點力平衡的條件 1.平衡的條件： 實驗演示：鐵架臺上掛著的彈簧秤通過細繩懸掛一個鉤碼保持靜止狀態(tài)，請學生分析鉤碼受力（重力和彈力），由初中知識知道，這二力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。 結(jié)論：當物體受二力而平衡時，這二力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，F(xiàn)合=0。 2.三力平衡的條件： 剛才圖片中有三力平衡的情況，那么，平衡的條件是什么呢？請同學們猜想一下，是否平衡的條件還是F合=0？能否用實驗來證明呢？ 演示實驗：用一個拉力使鉤碼偏離豎直位置一個角度，鉤碼處于靜止。 提問：（1）鉤碼受幾個力作用？ （三個力） （2）這三個力的大小如何 測量？（彈簧秤） （3）這三個力的方向如何確定？（可以用一 張白紙放在懸掛的裝置后面，然后用鉛筆 把力的方向畫在紙上）。 然后學生實驗，二人一組，先做實驗，得到三個力的大小，然后在紙上用作圖法求合力，教師來回指導。等學生完成以后，選二組結(jié)果進行討論： 第一組同學求合力是將二個 力等效成一個力，變成二力平衡， 然后比較這二個力的合力是否為 零。 第二組同學是將一個力按作 用效果分解，分別與另外而二個 力平衡的方法，求合力是否為零。 大部分同學都在比較精確的實驗誤差范圍內(nèi)，得到了如下的結(jié)論：物體處于三力平衡狀態(tài)時，沿任意方向的合力為零。那么，有沒有更精確的實驗方法來證明三力平衡的條件呢？借助于現(xiàn)代化的DIS實驗，我們可以比較準確的驗證三力平衡的條件。 演示實驗：一個鉤碼受三力作用而 處于靜止狀態(tài)。 提問：用DIS系統(tǒng)如何測鉤碼受到的拉力？（用力傳感器） 然后用作圖法求三個力的合力，得到了比較準確的三力平衡的條件，F(xiàn)合=o。 3物體受多力平衡的條件： 想一想，如果物體受4個力或5個力的作用，物體平衡的條件是否還是為零嗎？ 應用類似研究三力平衡問題的等效替代的方法，可以得到多個共點力的平衡條件仍是合力為零。 四、小結(jié)： 本節(jié)課學習了二個重要的概念：一是什么叫物體的平衡狀態(tài)？二是物體在共點力作用下處于平衡狀態(tài)的條件是什么？ 板書：平衡狀態(tài) 學生分析，得出結(jié)論 學生回答 版書：共點力平衡的條件 演示實驗 學生討論，回答問題。 學生實驗。 多媒體放映。 教師演示。 師生共同小結(jié)。