【新教材精创】3.5 共点力的平衡教学设计（1）-人教版高中物理必修第一册.docx

1、第三章相互作用力第5节共点力的平衡本节课之前学生们已经学习了重力、弹力、摩擦力、力的合成和分解，已经具备了分析物体受力情况的基本要求，所以对于学习本节内容应该较为容易。但是同学们对于在初中学过的“二力平衡”如何过渡到多力平衡可能还存在一定难度。而且，由于我们对物体的受力分析并没有专门的课程讲解，学生们也可能存在对受力分析不明确的问题。物理观念：物体的受力不能脱离物体而单独存在，体现了物质观。科学思维：二力平衡下，物理所受合外力为零，通过演示实验验证三个共点力物体的平衡条件也是合外力为零科学探究：对悬挂的物体进行受力分析说明共点力和重力拉力二力之间的关系科学态度与责任：观察老师的演示实验，回答实

2、验中的理论依据是什么？运用了我们知道的哪些物理问题？增强学生的观察归纳能力1.教学重点：共点力作用下物体的平衡条件2.教学难点：（1）共点力平衡条件的探究过程（2）对物体受力分析，列平衡等式多媒体教学设备【新课导入】一、复习旧知，引出新课： 提问：什么是共点力？(如果几个力的作用点相同，或作用线交于一点，这几个力就叫做共点力)为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。在不考虑物体转动的情况下，物体可以当作质点看待，所以力的作用点都可以画在受力物体的重心上。二.寻找共点力的平衡条件平衡状态物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。平衡的种类

3、 A.静平衡：物体保持静止状态 B.动平衡：物体保持匀速直线运动状态。 如果物体缓慢移动则称为准静态。平衡状态的运动学特征： V=0 或V不变，即：a=0学生小组：讨论交流表述注意点：1、物体的瞬时速度为零时与静止是不等价的，这时物体不一定处于平衡状态。例如，将物体竖直上抛，物体上升到最高点时，其瞬时速度为0，但物体并不能保持静止状态，物体在重力作用下将向下运动。2、物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，即要多小有多小，故可认为其移动速度趋于零，因此，习题中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态1、理论推理学生回忆：牛顿第一定律内容教师引导：如果物体保持静止或者做匀速直线运动，则这

4、个物体处于平衡状态实际中物体不受任何外力是不可能的，物体所受的合外力等于零时与不受任何外力是等效的。师生推理1：平衡状态的条件为物体所受的合力为零。即F合=0师生推理2：从加速度的角度分析，平衡状态的条件。（只能从运动学角度分析，不能从牛顿第二定律角度分析。）小结：平衡状态的条件为物体的加速度为零。来源:学科网ZXXK说明：平衡状态分两种情况：一种是静态平衡状态，此时，物体运动的速度v=0,物体的加速度 a=0；另一种是动态平衡，此时，物体运动的速度v0,物体的加速度 a=0、在共点力作用下，物体的平衡条件：F合=0例1. 两等长的轻绳下悬挂一重为G的物块，绳与水平天花板之间的夹角均为。问：（

5、1）两轻绳对物体的拉力各为多大？（2）当增大时轻绳的拉力如何变化？例2：某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？例3. 城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量是G，角AOB 等于 ，钢索AO对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？教师引导学生总结解题的基本思路：第一步确定研究对象。根据题意将处于平衡状态的物体或结点作为研究对象

6、，通常用隔离体法将确定的研究对象从它所处的环境中隔离出来第二步进行受力分析。作出研究对象的受力图这一步是解题成败之关键，务必细致周到，不多不漏（判断分析的力是不是正确，可用假定拆除法和条件法来处理）第三步应用平衡条件。根据物体平衡的充要条件列出平衡式子（或方程组），运算求解对结论进行评估必要时对结论进行讨论来源:Zxxk.Com突破三个力的动态平衡问题分析1.动态平衡问题通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢的变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态,在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。2.分析动态平衡问题的两种方法解析法对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,再根据物体的平衡

7、条件列式求解,得到因变量与自变量的一般函数表达式,最后根据自变量的变化确定因变量的变化图解法对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析,在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形,由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化。此法常用于求解三力平衡且有一个力为恒力、另有一个力方向不变的问题典例如图所示,质量为m的物体在细绳悬吊下处于平衡状态,现用手持绳OB的B端,使OB缓慢向上转动,且始终保持结点O的位置不动,分析AO、BO 两绳中的拉力如何变化。通过本节课的学习，一方面增强了学生们对物体受力分析的熟知度，另一方面对物体平衡也建立了初步的理解。从作业效果上看，同学们对理论的理解还是可以的，问题仍然出在对物体的受力分析和力的分解方面。以后要对这两方面进行强化训练。