2. 共点力平衡条件的应用名师教学设计1

共点力的平衡条件的应用

一、教材与学情分析：

二、教学目标

依据新课程标准的理念和学生情况，现制定如下教学目标：

1.知识与技能：

①知道什么是共点力作用下物体的平衡状态

②掌握共点力的平衡条件

③会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题

2.过程与方法：

①培养应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力

②通过经历完整的探究过程，培养学生灵活分析和解决问题的能力。

③培养全面分析问题的能力和推理能力

3．态度情感与价值观：

①通过处理平衡问题培养学生养成具体问题具体分析的科学思维方式。

②通过平衡问题让学生认识到平衡问题中的平衡美、对称美等美育教育。

4.教学重点：

1、共点力作用下物体的平衡状态。

2、共点力的平衡条件。

5、教学难点：

共点力的平衡条件

三、教学媒体：

多媒体课件、展示台、学案。

四、教学过程

复习导入：

共点力作用下物体的平衡

一、平衡状态：定义：一个物体在共点力的作用下，若保持静止或匀速直线运动，则该物体处于平衡状态。

(1)静止：物体的______和_______都等于零的状态．

(2)匀速直线运动：物体的______不为零，其________为零的状态．

即：物体处于平衡状态，则加速度a一定等于0，所受合外力一定为零。

二、平衡条件：

对物体受力分析，则物体所受合力为零，即F合=0 ①

若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，则这两个力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，即二力平衡．

②

若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．（力的合成）

③思考：若物体在三个以上的力的作用下而处于平衡状态呢？有什么特点？

答：物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等方向相反．

新课讲授：平衡问题的解题思路

探究1：三力平衡的解题思路与方法。

一、三力平衡问题的解题思路和方法。

【问题情境】（教材72页的例题1）

例题1：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点，如图1，足球的质量为m，网兜的质量不计。足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为。求：悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。

〖问题〗

①你准备选哪个物体作为研究对象？

②分析你所选的研究对象处于什么状态？

③分析你所选的研究对象的受力情况。

④可以用哪些方法来求解？

⑤能否概括一下用共点力平衡条件来解题的步

解析：取足球和网兜作为研究对象，分析它受到那些力的作用。如图2所示。它共受到三个力的作用：重力G＝mg，墙壁的支持力F1,悬绳的拉力F2.

这三个力一定是共点力。重力的作用点在球心O点，支持力F1，沿球的半径方向,G和F1的作用线必交与O点。用平行四边形定则求出它们的合力F，这时足球和网兜相当于受到两个力（F和F2）。由二力平衡条件可判定F2的作用线也必过O点，即原来的三个力是共点力。

（投影仪展示解法）

解法一:合成法

［解］取足球和网兜为研究对象。由共点力的平衡条件可知，F1和mg的合力F与F2大小相等、方向相反。从图示的平行四边形可求

得：

F1 =mgtan

F1 F2 图1 骤？



G

F2=mg/cos

F 【拓展】：由F1和F2的合力与重力G等大反向；或则由F2和重力G的合力与F1等大反向能够求出F1和F2吗？

解法二：分解法

［解］取足球和网兜为研究对象，受三个共点力作用，如图所示，将重力G分

''解为F1和F'2，由共点力平衡条件可知，F1

和F1的合力必为零，F2

和F'2的合力必为零。所以：

'

F1 = F1

=mgtan

F2 =F'2=mg/cos

处理方法：把正交分解的方法放在后面多力平衡中作FFO α

为重点来讲。

【反思】：力的合成法、力的分解法实际上就是解三角形。

【总结】求解共点力下物体平衡的一般步骤：

（1）选择研究对象。

（2）受力分析并画出受力示意图。

F`′

F`G

（3）根据平衡条件列方程

（4）求解，必要时需要进行讨论。。

探究2：多个共点力下用平衡条件解题的思路与方法（正交分解法）

（投影题目），想一想：你会怎样做？看用上面的方法能否做出来？

二、多个共点力下用平衡条件解题的思路与方法（正交分解法）

从上面的分析可以知道物体在三个共点力作用下平衡，其中任意两个力的合力一定跟第三个力大小相等，方向相反，当物体受到三个以上共点力作用时，我们又将怎样分析解答呢？

例题2：

物体A在沿斜面向上的外力F作用下，沿倾角的斜面匀速下滑，如图2。物体A受的重力为G。求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数。

〖问题〗[来源:学科网]

①物体处于什么状态？

②分析你所选的研究对象的受力情况。

③能否画出物体的受力分析图。

④选取什么方法求解？又如何建立坐标系呢？

图2 F ⑤让一部分学生沿斜面和垂直斜面建系再让另一部分学生沿水平方向与竖直方向建系，并比较二者的优越性。如此探究用正交分解法解题的方法。

（投影仪展示解题过程）

［解］受力分析如图3所示：

1.沿斜面和垂直斜面建立坐标系

y N F Fµ

x

x方向：Fx合FFGsin0

（1）

y方向：Fy合NGcos又因为: Fµ=N

[来源:学.科.网Z.X.X.K]0 （2）

θ

G 图3

解得：

N=Gcosθ

GsinF=

Gcos

2.沿水平方向和竖直方向建立坐标系（如图4）

y

Fµ

N

F x θ

G 图4

【例题3】：

物体A在水平力F1= 400 N的作用下，沿倾角θ=600

的斜面匀速下滑。

物体A受的重力G = 400N，求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数μ。

〖问题〗

①：确定研究对象是哪个物体？

②：对物体A进行受力分析。

③：画出物体的受力图。

④：本题采用什么方法，如何建坐标系？

［解］

Fx合

= Fµ

+ F1cosθ－Gsinθ=0………(1)

Fy合 =N-F1sinθ-Gcosθ=0………(2)

由(2)式得

N= Gcosθ+F1sinθ=564N

由（1）得

Fµ

= G sinθ-F1cosθ=146 N

μ= Fµ/N =0.27

【反思】

①如果沿水平与竖直方向建立坐标系又如何呢?

②建立坐标系的原则：

a）要让更多的力落在坐标轴上; b）尽量让未知力落在轴上.

【总结】

①求解共点力下物体平衡的方法：三力平衡时用力的合成法、力的分解法。

多力平衡时用正交分解法。

②用正交分解法解共点力平衡的一般步骤：

（1）选择研究对象。

（2）受力分析

（3）建立坐标系（要让尽可能多的力在轴上）

板书设计：

[来源学科网]课题：

共点力平衡条件的应用

一、三力平衡问题的解题思路和方法。

1、合成法；

2、分解法；

3、正交分解法。

二、多个共点力下用平衡条件解题的思路与方法（正交分解法）

【总结】

1、求解共点力下物体平衡的方法：力的合成法、力的分解法、正交分解法。

2、求解共点力下物体平衡的一般步骤：

（1）选择研究对象。

（2）受力分析并画出示意图。

（3）列平衡方程（正交分解法则要分方向列平衡方程解即：Fx＝0；

Fy＝0）。

（4）求解，必要时需要进行讨论。

五、板书设计：

题：

共点力平衡条件的应用

课一、三力平衡问题的解题思路和方法。

1、合成法；

2、分解法；

七、教学反思：

《共点力平衡条件的应用》是人民教育出版社高中物理第一册（必修）第四章第二节的内容。其主要内容是对共点力平衡状态的进一步理解和对平衡条件的应用。在前一课时中，学生学习了什么是共点力的平衡状态与平衡条件。那如何根据平衡条件来处理平衡问题呢？因此本节课重点是介绍了几种处理平衡问题的常用方法（如：力的合成法、正交分解法等）。难点是对正交分解法的理解与应用。希望通过学***衡问题的思路和方法，培养学生规范灵活分析、解决问题的能力。

本节课的教学程序安排如下：

1．知识回顾，引入新课：通过让全体学生共同参与小实验：①让学生起立后站在地上不动回答是平衡状态吗？

②让学生把文具盒放在书上不滑下③让学生轻轻推书缓慢移动。④让一部分学生站到过道上跳起来，在最高点时他们是不是也是处于平衡状态呢？然后回忆总结出物体处于平衡状态的条件。

2．教学过程：主要是通过教材第一个例题创设问题情景,然后让学生自己来探究:三力平衡的解题思路与方法---合成法、分解法；为了探究多力平衡的解题思路与方法---正交分解法,精心设计了一个例题,起到了极佳的作用。同时又层层推进,并通过教材上的例题2不但回顾了前面的解题方法而且又上升了一个层次即:对前面的解题思路加以了总结。教学中，学生很是活跃，积极回答问题并上黑板板演。更可喜的是有学生还有创新的想法。如：有学生提出了用矢量三角形、正交分解的方法等等。

3．反思总结:主要是引导学生自己来反思、总结。通过引导有学生能够积极主动地站起来对所讲的内容加以了总结，而且总结得特别清楚、完整、重点突出，以致把课堂推向了高潮。

整个课堂教学进程顺利，学生活跃,能够积极主动地探究、思考问题。但是还存在不足：

1．在今后的教学中教师的主导作用还应该加强。物理课堂不仅要闪耀着智慧的光辉，更要体现人性的魅力。那我们要充分地相信学生，把课堂放心地交给学生，让他们成为课堂的主人。

2．板书设计不太合理。板书其实也是教学中的重要组成部分。本堂课为了给学生留下足够的空间，就忽略了自己板书的规范，今后要注意兼顾。

总之，通过这次的赛课我是受益匪浅，让我更明确了自己在教学中存在的问题。在以后的工作中，我要不断改进，加强学习与反思，使自己进步更大更快。

附件1：律师事务所反盗版维权声明

附件2：独家资源交换签约学校名录（放大查看）

学校名录参见：http://www.zxxk.com/wxt/Info.aspx?InfoID=85353