1. 共点力作用下物体的平衡课堂实录及点评

4.1共点力作用下物体的平衡教学设计

酒泉市肃州中学

李世存

【教学目标】

1．知识与技能

（1）能够理解共点力的概念，分别举例说明共点力和非共点力的情形

（2）能够解释平衡状态的涵义，并能够判断一个物体所处的状态是否平衡

（3）知道共点力作用下物体的平衡条件，能够写出平衡条件的公式

（4）可以共点力作用下物体的平衡条件解决具体的生活实际问题

（4）对物体进行分析的能力和用平衡条件解决实际问题的能力

2．过程与方法

（1）能够设计实验探究并验证共点力下物体的平衡条件

（2）能够通过实验和练习归纳出应用力的平衡条件解决实际问题的基本步骤和基本方法

（3）能够从物理现象和实验中归纳出简单的科学规律

（4）体验科学理论得出的过程与方法

（5）掌握由特殊到一般、一般到特殊的逻辑推理思维方式

（6）在小组合作探究中能够清楚地表述自己的观点，初步具有评估和听取反馈意见的意识，有初步的信息交流能力

3．情感态度与价值观

（1）认识到一些不平衡状态会给人类生活带来极大的灾难

（2）意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣

（3）在探究合作过程中，增强探究意识与合作意识，增强与人交流的意识

（4）在用实验得出结论的过程中，逐步树立严谨科学的实验态度和正确的认识观

（5）通过平衡条件的实践应用，体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦

【教学重难点】

重点：对共点力平衡概念和条件的正确理解

难点：多力平衡状态的物体进行受力分析及正交分解

【教学过程】

一、创设情境,引入新知

1.显示有关平衡的图片，提出与课题相关的问题，将学生兴趣和注意力吸引到讨论有关平衡的问题上来，同时使学生初步理解平衡状态。

2.观看视频：2016年里约奥运会上中国选手龙清泉以307公斤的总成绩夺冠，并打破世界纪录！

设问1：什么是物体的平衡状态? 设问2：物体如何才能保持平衡状态？

二、新课教学

1.认识基本概念

平衡：把物体处于静止或匀速直线运动状态叫平衡状态

共点力：作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力称为共点力

设问3：对下列物体进行受力分析，并分析平衡状态下物体的受力有何特点？

静止在桌面上的木块 匀速行驶的汽车 静止在斜面上的木块

平衡的种类

（1）静平衡：物体保持静止状态

（2）动平衡：物体保持匀速直线运动状态。

注：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 注意：保持静止和瞬时速度为0不同

力的平衡条件： F合=0 2.共点力作用下物体的平衡

二力平衡

设问4：对于静止在桌面上的木块，受力分析物体只受重力和支持力，那么这两个力之间有什么关系？

学生：两力大小相等、方向相反，而且作用在同一物体、同一直线上. 三力平衡

G

FN

F3

F2

F1

设问5：一质点受到F1、F2、F3三个力的作用而处于平衡状态，这三个力之间有什么关系？

（从多力合成的角度去考虑）

学生：任意两个力的合力必与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上. 例1：如右图所示，三角形灯架的横梁AO在水平方向和绳子BO的夹角为30°，横梁重力忽略不计，若灯的重力为20 N，求绳子BO所受的拉力和横梁AO对O点的支持力．

解：根据共点力平衡的特点可知，F1和F2的合力大小必然与重力G大小相等、方向相反。

GF140Nsin30

F2G203Ntan30

多力平衡

设问6：若物体在n个共点力的作用下处于平衡状态，那么这些力之间有什么特点？

学生：若物体在n个共点力的作用下处于平衡状态，任意一个力一定与其它n-1个力的合力大小相等，方向相反。

例2：某物体在n个共点力的作用下处于静止状态.若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°而保持其大小不变，其余力保持不变，则此时物体所受的合力大小为（ ）

A.F1 B.F1 C.2F1 D.0 力的正交分解

适用于物体受三个或三个以上的力的合成

1.定义：把力沿着两个选定的互相垂直的方向进行分解

2.选取坐标系的原则：

（1）使尽量多的力处在坐标轴上

（2）尽量使待求力处在坐标轴上

3.正交分解法求合力的步骤：

（1）建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系，其中x轴和y轴的选择应使尽量多的力处在坐标轴上。

（2）正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小

（3）分别求出x轴、y轴上各分力的合力

Fx=F1x+F2x+F3x

Fy=F1y+F2y+F3y

（4）求共点合力的大小

设合力的方向与x轴的夹角是a，则

例3：物体A在水平力F=400N的作用下，沿倾角θ=60°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与线面间的动摩擦因数μ。

解：对物体A 受力分析，物体受重力、支持力、F1、摩擦力。

以沿斜面方向为x轴，建立平面直角坐标系。

X轴方向

fF1cos60-Gsin600

—————①

Y轴方向

FNF1sin60Gcos600

—————②

FFx2Fy2力的合力

tanFyFx又fFN—————③

联立①②③得

0.27

三、本课小结

设问7：刚刚我们进行了共点力平衡条件的应用实践，谁能归纳一下应用力的平衡条件解题的基本步骤和基本方法？

学生回答，教师引导。

最后教师做归纳是：1．确定研究对象；2．对物体受力分析；3．力的合成或分解图；4．根据平衡条件列方程求解。

解题的基本方法是：三力问题可以通过力的合成的边角关系求解，多力问题可以采用正交分解法求解。

【板书设计】

一、基本概念

平衡：把物体处于静止或匀速直线运动状态叫平衡状态

共点力：作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力称为共点力。

力的平衡条件：F合=0 二、共点力作用下物体的平衡条件

二力平衡：两力大小相等、方向相反，而且作用在同一物体、同一直线上. 三力平衡：任意两个力的合力必与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上. 多力平衡：若物体在n个共点力的作用下处于平衡状态，任意一个力一定与其它n-1个力的合力大小相等，方向相反。

三、处理多力平衡问题的方法——正交分解法

【教学反思】

本节课设计思路新颖，教学实施效果较好。首先，本课最大的特点在于将物理知识与日常生活紧密联系在一起，授课老师在组织授课内容时基于教材又超越教材，有机地将学科知识融会贯通到日常生活现象和事件中，并自始至终地贯彻了“知识来源于生活，有了知识，生活会更美好”的思想。其次，在教学过程中较好地贯彻了“教师主导—学生主体”的教学结构思想。在教学过程中，教师运用生活中与教学内容相关的情景、设计问题，设计物理实验，组织教学内容，提出有启发性的引申问题，学生在学习兴趣被激发起来以后，积极地参与到实验验证、实验猜想、探究规律的学习当中。同时，课堂实施的小组合作学习有效，学生积极参与，学有所得。

当然，课堂学生的自主性调动得不够。如果是在网络环境下，学生人手一机或两人一机，在自己操作的过程步步验证、步步探究，其教学效果会比当前的教学效果好很多，学生在自主探究的过程中逐渐完成意义建构。

总得来说，本课在整个学习过程中，以学生为学习的主体，教师起主导的作用，贯彻了新教材的教学思路。教学过程中，教师不仅注重知识的传授，更注重物理方法的传授，符合基础教育新课程改革中不仅重知识更重方法的精神。