2. 共点力平衡条件的应用教学设计

第一轮总复习

共点力作用下物体的平衡（第一课时）

官五中

何宗陆

★相关章的教材分析

物体的平衡状态是最基础、最简单的运动形式，是力学的重要组成部分。在高中阶段，主要研究共点力作用下物体的平衡，包括单个物体受几个力作用的平衡状态的分析与计算；动态平衡态的分析与计算；连接体的平衡状态的分析与计算。

通过这一部分的学习，要让学生理解共点力平衡状态及条件，掌握解决共点力平衡的方法。

★相关章高考要求

利用共点力作用下的平衡条件，采用合成与分解（正交分解）等办法，解决相关物理问题。试题既会出现在选择题中，也会出现在计算题中，会单独命题，也会是某一道综合题的一个组成部分，为必考内容，有的年份分值还比较高。

★本节课着眼点

单个物体受几个力作用的平衡状态的分析与计算，是共点力作用下物体平衡的分析与计算的基础和重要组成部分，只有掌握好解决它的办法，对更为复杂的动态平衡态，连接体的平衡态的分析与计算才容易入手。这一节课我们将通过学生自主设计物理情景，情景中包含共点力平衡问题，再利用共点力作用下的平衡条件，采用合成与分解（正交分解）等办法，对单个物体受几个力作用的平衡状态提出解决办法（课上需受力分析并处理力，但不需要列方程进行计算），从而得出知识与方法。动态平衡态，连接体的平衡态的分析与计算这一节课暂不涉及。

★三维目标

（一）知识与技能

1、理解共点力平衡状态及条件；

2、掌握解决单个物体受几个力作用的平衡状态的方法

（二）过程与方法

1、根据已有知识，自己设计物理情景，并在物理情景中出现单个物体受几个力作用而处于平衡状态，设计问题并寻找解决办法，探讨得出知识和方法。

（三）情感态度与价值观

引领学生“玩”物理，让学生在紧张的高三中找到学习的乐趣。

★教学重点

利用合成与分解（正交分解）等办法，解决共点力平衡。

★教学难点

利用合成与分解（正交分解）等办法，解决共点力平衡。

★教学方法

温故——探究——应用——归纳

★教学用具：

课件、学案。

★教学过程

教师：在必须1中，我们已学过共点力作用下物体的平衡，这一节课，我们进一步学习之。

教师引导学生：（以以下步骤进行探究学习，为保证自主设计，老师设计下课后再发放，进一步的分析计算作为家庭作业。）

一、自己设计物理情景，提出问题，并分析解决之，从而得出知识与方法。

1. 利用身边的一些物理模型(如课桌、长木板、垫块、细线、小球、滑块等)，设计一物理情景，情景中包含某一物体受两个力的作用而处于静止或匀速直线运动状态，设计已知和未知，并提出解决办法（课上需要受力分析，但不需要列方程进行计算），从而得出知识与方法。

老师的设计1：

如图所示，小车上固定着一根弯成角α的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球。小车处于静止时，试分析杆对球的弹力的大小和方向。

师生共享

知识与方法总结：①物体处于静止或匀速直线运动状态，称为平衡状态，处于平衡状态的物体必须满足条件：F合= 0。

②若某一物体受两个力的作用而处于静止或匀速直线运动状态，则它受的两个力必须满足大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

2.利用身边的一些物理模型(如课桌、长木板、垫块、细线、小球、滑块等)，设计一物理情景，情景中包含某一物体受三个力的作用而处于静止或匀速直线运动状态，设计已知和未知，并提出解决办法（课上需要受力分析并处理力，但不需要列方程进行计算），从而得出知识与方法。

老师的设计2：

如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则挡板对球的压力和斜面对球的支持力分别为多大。

老师的设计3：

如图所示, 一物块放在倾斜的平板上, 已知板与水平面的夹角α为30°时, 物块恰能沿斜面匀速下滑，则物块与平板间的动摩擦因数为多少。

师生共享

知识与方法总结：①某一物体受三个力的作用（若三个力不共线）而处于静止或匀速直线运动状态，解决的办法有合成法，分解法或正交分解法。

②若采用正交分解法，则平衡状态的条件变为Fx= 0，Fy= 0 。

3. 利用身边的一些物理模型(如课桌、长木板、垫块、细线、小球、滑块等)，设计一物理情景，情景中包含某一物体受四个力的作用而处于静止或匀速直线运动状态，设计已知和未知，并提出解决办法（课上需要受力分析并处理力，但不需要列方程进行计算），从而得出知识与方法。

老师的设计4：

拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。

师生共享

知识与方法总结：某一物体受多个力的作用（例如四个力，多个力不全部正交）而处于静止或匀速直线运动状态，一般采用正交分解法

解决之。

师与生：（小结）

二、知识与方法再巩固

1、共点力：力的作用点在物体上同一点或力的作用线交于一点的几个力叫共点力。

2、平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态。

思考:

静止和速度为零是一回事吗？请举例说明

（1）静止（速度为零，加速度也为零）

（2）匀速直线运动（速度为定值，加速度为零）

3、平衡状态的条件：物体所受合力为零，即F合= 0 或Fx= 0 ，Fy= 0 。

4、处理平衡状态的方法：

合成法

，

分解法

或

正交分解法

。

★板书设计

共点力作用下物体的平衡

一、二力平衡的探讨

二、三力平衡的探讨

三、多力平衡的探讨

四、小结。

★作业布置

1、进一步整理学案，并将自己的设计列式计算。

2、将下发到手中的老师设计分析整理并列式计算。