高1物理力的平衡教案.doc

案例5 力 的 平 衡 一、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。 应用共点力的平衡条件解决实际问题涉及到力的合成与分解的知识，所以这一节的学习是力的合成与分解的知识的巩固和应用；同时，力的平衡问题的分析涉及到：确定研究对象、分析物体受力情况、应用物理规律布列方程等的解题思路，这在今后学习过程中会经常用到，因此本节教学要体现知识与技能、过程与方法、情感态度价值观方面的教育功能。 教学目标 道平衡力的概念以及共点力的平衡条件，能运用共点力的平衡条件解释一些简单的生产生活中的问题。 尝试通过实验，探究共点力作用下物体的平衡条件；尝试运用共点力合成、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。 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。 重点和难点 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；在解决实际力的平衡问题中，应用相似三角形、线段比例性质以及三角函数等数学知识是学生学习过程中的难点。 二、案例设计 由生活现象导入新课 师：在自然界物体存在的形式是多种多样的。矗立的岩石和各类建筑，马路上逐渐加速的汽车，匀速上升的电梯上站立的人，绕太阳运转的地球等等。我们描述某些物体状态时常用“平衡”这个词。大家能否联想一下自己的日常生活中的例子，哪些物体是平衡的？在物理学中“平衡”这个词究竟是什么含义呢？ 预测：学生可能有以下两种倾向： 1——认为平衡就是静止，举的例子都是教室中静止的吊扇、电灯或老师所提到的静止的岩石或建筑物等等。 2——有些初中教师曾在惯性的教学中补充过平衡的含义，学生还记得这一知识点；也有一些学生事先预习过课本，他们可能会说出正确的答案。 教师可让学生通过相互交流，达成正确的认识。并总结：保持原有运动状态不变叫做平衡，即速度恒定不变的就是平衡的物体。这里包括速度恒为零的静止状态，是一种静态的平衡；也包括运动间的平衡，即速度不为零、但大小方向都不变的匀速直线运动状态。 例1：停泊在水面上的船只、被两只狗来回争夺的骨头、在两人合力匀速向上拉起的牌匾、被拉着沿水平地面匀速前进的皮箱、沿滑梯加速滑下的女孩，这些物体中哪些是平衡的，它们分别受到哪些力的作用？ *说明：这一例题可以让学生巩固加深“平衡”概念的认识，为下面研究共点力的平衡条件做好铺垫，同时也让学生感受到物理知识与生活的紧密联系。 共点力平衡的条件 引言： 师：有的物体在两个力作用下平衡，如停泊在水面上的船只，有的物体在三个力作用下平衡，如在两人合力匀速向上拉起的牌匾，而被拉着沿水平地面匀速前进的皮箱则是在四个力作用下平衡的。但只要物体处在平衡状态，我们就说物体是所受的力是平衡的，那么力的平衡要满足什么条件呢？ 预测： 学生比较可能回答：我们初中学过二力平衡的条件，二力平衡的物体所受的两个力必定大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 程度较好的学生可能会答出：按照惯性定律，物体不受任何外力时将保持运动状态不变，所以物体不受力时也能平衡。 师：对！那三力平衡或四力平衡要满足什么条件呢？ 一般来说学生对这一问题会感到难以作答，教师可激发学生的求知欲，提出下一步学习目标。 共点力平衡的条件的实验探究： （1）实验的设计： 师：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？ 给每桌学生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？ [实验器材]： ①木板一块②定滑轮若干 ③不同长度的细绳段⑥白纸⑦铅笔⑧尺量角器⑨图钉组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（如图4所示）。我们要用的器材有：两个弹簧秤、钩码、两根细绳、还要有木板、白纸和图钉、铅笔、尺子和量角器。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。 师：不错，其他同学有什么意见和建议？ 生2：最好能在保持钩码平衡的情况下改变两绳的长度