第二章 D 共點(diǎn)力的平衡(教案)

第二章D共點(diǎn)力的平衡

一、教學(xué)任務(wù)分析

共點(diǎn)力的平衡是在學(xué)習(xí)了“力的合成”和“力的分解”基礎(chǔ)上，對(duì)初中階段已經(jīng)初步學(xué)習(xí)過(guò)的物體平衡的知識(shí)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，有關(guān)物體平衡的知識(shí)是今后學(xué)習(xí)牛頓定律等內(nèi)容的基礎(chǔ)，因此不僅在本章中具有重要的地位，而且在整個(gè)高中階段都是非常重要。

本節(jié)課主要解決物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念、平衡的條件和有關(guān)解法。通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活中的圖片事例，引出在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。

運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法，結(jié)合所學(xué)二力平衡及“力的合成和分解”等知識(shí)，通過(guò)對(duì)三個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件的探究，歸納、總結(jié)出共點(diǎn)力的平衡條件：合外力為零。

本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)對(duì)共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的理解。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)，經(jīng)歷概念形成的過(guò)程，領(lǐng)略科學(xué)探究的魅力，重視學(xué)生合作意識(shí)和合作能力的培養(yǎng)。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能

（1）知道在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。（2）初步理解物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。

（3）學(xué)會(huì)利用物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下的平衡條件的解法。2、過(guò)程與方法

通過(guò)共點(diǎn)力平衡條件的實(shí)驗(yàn)，感受等效、圖示、觀察，歸納總結(jié)的方法。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)分享神舟號(hào)飛船返回艙的種種平衡狀態(tài)的情景，激發(fā)民族自豪感。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念、平衡的條件和有關(guān)解法。難點(diǎn)：利用物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下的平衡條件的解法。四、教學(xué)流程

情景圖片，設(shè)問(wèn)小結(jié)、作業(yè)布置平衡的概念情景1二力平衡情景2三力平衡練習(xí)師生活動(dòng)物體平衡的條件探究三力平衡的條件平衡條件的應(yīng)用四、教學(xué)過(guò)程

新課引入：

1、復(fù)習(xí)共點(diǎn)力概念

2、生活中的物體有的處于平衡狀態(tài)，有的處于非平衡狀態(tài)，其中的平衡比較常見(jiàn)，而且很有實(shí)際意義。下面給大家看一些熟悉的圖片（教師展示圖片、視頻）。這些物體均處于平衡狀態(tài)，那么，什么叫平衡狀態(tài)？

新課教學(xué)：

（1）一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。

（2）平衡的種類：

A.靜平衡：物體保持靜止?fàn)顟B(tài)。

B.動(dòng)平衡：物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

那么，在共點(diǎn)力作用下的物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢？3.共點(diǎn)力的平衡條件：

（1）復(fù)習(xí)在物體受到兩個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)的條件：

兩力等大、反向、同點(diǎn)、共線。F合=0

（2）研究在物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)的條件（物理情景1）如PPT用一根很輕的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將小燈懸掛于鐵架臺(tái)上，并保持靜止。

問(wèn)1：小球處于什么狀態(tài)？小球受哪些力的作用？問(wèn)2：這兩個(gè)力有何關(guān)系問(wèn)3：求這兩個(gè)力的合力

（結(jié)論1）二力平衡的條件是合外力為零

（物理情景2）如果用一個(gè)水平拉力使小燈偏離原來(lái)位置一個(gè)角度，并再次達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)。

問(wèn)1：小球處于什么狀態(tài)？小球受哪些力的作用？

問(wèn)2：這三個(gè)力有何關(guān)系

〖師生活動(dòng)〗通過(guò)動(dòng)畫(huà)展示研究物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下的平衡條件，得出結(jié)論。（結(jié)論2）三力平衡的條件是合外力為零

（歸納總結(jié)）同樣對(duì)于受四個(gè)力，五個(gè)力甚至更多的共點(diǎn)力的物體，我們同樣可以通過(guò)上述的方法進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的大量研究得出：

共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是：合力等于零，即F合=0。

〖例題〗

例1、如圖所示，重力為G的燈在水平拉力F2的作用

下保持靜止，此時(shí)懸線OA與豎直方向成θ角。繩OB保持水平方向。求AO繩和BO繩受力的大小。

用三種解法分析

例2、用彈簧測(cè)力計(jì)沿著光滑斜面的方向?qū)⒁粔K所受重

力為5N的木塊勻速向上拉，這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)上的示數(shù)是1.4N，求斜面對(duì)木塊的彈力的大小。

回家作業(yè)：物理練習(xí)部分P59基本訓(xùn)練A組15，共5題

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第二章D共點(diǎn)力的平衡

上海市奉賢區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院汪根龍

一、教學(xué)任務(wù)分析

共點(diǎn)力的平衡是在學(xué)習(xí)了“力的合成”和“力的分解”基礎(chǔ)上，對(duì)初中階段已經(jīng)初步學(xué)習(xí)過(guò)的物體平衡的知識(shí)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，有關(guān)物體平衡的知識(shí)是今后學(xué)習(xí)牛頓定律等內(nèi)容的基礎(chǔ)，因此不僅在本章中具有重要的地位，而且在整個(gè)高中階段都是非常重要。

學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡需要以“力的合成”和“力的分解”的知識(shí)，以及對(duì)物體受力情況的分析和勻速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)為基礎(chǔ)。

通過(guò)錄像、圖片等現(xiàn)實(shí)生活中的事例，引出在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。

聯(lián)系“力的合成”和“力的分解”的知識(shí)以及對(duì)物體受力情況的分析，通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)或彈簧秤實(shí)驗(yàn)的探究，歸納、總結(jié)出共點(diǎn)力的平衡條件：F合=0。

通過(guò)課內(nèi)學(xué)習(xí)訓(xùn)練交流，鞏固對(duì)物體在共點(diǎn)力作用下平衡條件的理解。

本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)對(duì)共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的理解，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)方法的應(yīng)用，并了解我國(guó)古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就，激發(fā)愛(ài)國(guó)主義情懷和對(duì)科學(xué)的追求。二、教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

（1）知道在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。（2）理解物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。（3）知道我國(guó)古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就。

（4）學(xué)會(huì)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法研究物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。2、過(guò)程與方法

（1）通過(guò)對(duì)共點(diǎn)的三力平衡問(wèn)題的探究過(guò)程中，感受等效、圖示、歸納推理等科學(xué)方法。（2）通過(guò)共點(diǎn)力平衡條件的探索過(guò)程，感受猜想、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)探究、得出結(jié)論的科學(xué)探究過(guò)程。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）通過(guò)共同實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，體驗(yàn)合作的愉悅，懂得合作重要，并樂(lè)于合作。（2）通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，領(lǐng)略信息技術(shù)的簡(jiǎn)捷、快速、直觀。

（3）通過(guò)我國(guó)古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就的介紹，激發(fā)愛(ài)國(guó)主義情懷和對(duì)科學(xué)的追求。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念和平衡的條件。難點(diǎn)：導(dǎo)出共點(diǎn)力的平衡條件的過(guò)程。

四、教學(xué)資源

1、器材：DIS實(shí)驗(yàn)設(shè)備或彈簧秤；學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材。2、課件：張衡及相關(guān)資料（課件）等。

3、錄像、圖片：我國(guó)舉重運(yùn)動(dòng)員奧運(yùn)會(huì)比賽奪冠錄像，東方明珠、趙州橋等圖片。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括兩個(gè)部分：一是物體平衡的概念；二是物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。本設(shè)計(jì)的基本思路是：以錄像、圖片和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)觀察、分析、歸納得到物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念，進(jìn)而根據(jù)DIS實(shí)驗(yàn)等探究，分析、歸納得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件，即F合=0。最后通過(guò)我國(guó)古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就的介紹，激發(fā)愛(ài)國(guó)主義情懷和對(duì)科學(xué)的追求，鞏固所學(xué)的知識(shí)，感悟物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的重要作用。

本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念和平衡的條件。方法是：從觀看201*雅典奧運(yùn)會(huì)我國(guó)舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠的內(nèi)容錄像，以及東方明珠、趙州橋及靜止的花盆等圖片，結(jié)合學(xué)生的親身感受，通過(guò)觀察、分析、歸納得到物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念。然后，通過(guò)分組DIS實(shí)驗(yàn)（或彈簧秤實(shí)驗(yàn)）探究活動(dòng)，運(yùn)用等效、圖示、推理等科學(xué)方法得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。

本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：導(dǎo)出共點(diǎn)力的平衡條件的過(guò)程。方法是：從二力平衡的條件F合=0出發(fā)，以“力的合成”（或“力的分解”）為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)（DIS實(shí)驗(yàn)或彈簧秤實(shí)驗(yàn)）探究活動(dòng)，運(yùn)用等效替代的方法，得出不在一直線上、共點(diǎn)的三個(gè)力的平衡條件同樣是F合=0，進(jìn)而推廣到一般情況，即共點(diǎn)力的平衡條件為，F(xiàn)合=0，體現(xiàn)從特殊到一般的歸納推理過(guò)程。

本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，重視概念的形成過(guò)程以及伴隨這一過(guò)程的科學(xué)方法的教育，重視學(xué)生合作意識(shí)和合作能力的培養(yǎng)。

完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。六、教學(xué)流程

1、教學(xué)流程圖2、流程圖說(shuō)明

情景錄像、圖片，設(shè)問(wèn)

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活動(dòng)II課件交流活動(dòng)III學(xué)習(xí)交流情景錄像、圖片設(shè)問(wèn)活動(dòng)IDIS實(shí)驗(yàn)平衡的概念物體平衡的條件錄像：201*雅典奧運(yùn)會(huì)我國(guó)舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠的內(nèi)容，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛(ài)國(guó)熱情，

圖片：選用東方明珠、趙州橋及靜止的花盆等。既有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力和觀察能力，也有利于學(xué)生了解我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)的新成就和我國(guó)古代的歷史成就等。

理解平衡的概念，是研究有關(guān)共點(diǎn)力作用下物體平衡問(wèn)題的基礎(chǔ)�？山Y(jié)合實(shí)例設(shè)計(jì)設(shè)問(wèn)，幫助學(xué)生建立平衡的概念�；顒�(dòng)IDIS實(shí)驗(yàn)

共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是本節(jié)課學(xué)習(xí)的重要物理規(guī)律，應(yīng)用DIS實(shí)驗(yàn)物有利于學(xué)生的自主探究體�；顒�(dòng)II課件交流

課件交流介紹張衡及其成就，應(yīng)在課前一周左右讓學(xué)生提前準(zhǔn)備。活動(dòng)III學(xué)習(xí)交流

學(xué)習(xí)訓(xùn)練要有分層的要求，并在課內(nèi)留有一定的時(shí)間讓學(xué)生討論、交流。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)

本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：

第一環(huán)節(jié)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情景，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望，通過(guò)相關(guān)的設(shè)問(wèn)建立平衡的概念。第二環(huán)節(jié)，通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)探究，歸納推理、總結(jié)出物體平衡的條件。

第三環(huán)節(jié)，通過(guò)學(xué)生課件交流活動(dòng)介紹張衡及其成就，使課堂教學(xué)向課外延伸。第四環(huán)節(jié)，通過(guò)應(yīng)用平衡的條件解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況。七、教案示例（教學(xué)實(shí)錄）

執(zhí)教：奉賢區(qū)肖塘中學(xué)錢忠賢龐艷茹教學(xué)過(guò)程

教學(xué)過(guò)程通過(guò)錄像引入，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激起對(duì)知識(shí)的渴求的同時(shí)激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)熱情。二、通過(guò)圖片引入共點(diǎn)力作用下物體的平衡教師：生活中的物體有的處于平衡狀態(tài)，有的處于非平衡狀態(tài)，其中的平衡比較常見(jiàn)，而且很有實(shí)際意義。下面給大家看一些熟悉的圖片：

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點(diǎn)評(píng)一、錄像導(dǎo)入，激發(fā)興趣并留下懸念：錄像引入：201*雅典奧運(yùn)會(huì)我國(guó)舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠錄像播放。教師：張國(guó)政在69公斤級(jí)比賽中以抓舉160公斤和挺舉187.5公斤總成績(jī)347.5公斤而奪冠，裁判員判定舉重運(yùn)動(dòng)員成績(jī)有效的依據(jù)是什么？學(xué)生活動(dòng)：舉重運(yùn)動(dòng)員能將舉起的杠鈴保持靜止幾秒鐘。教師：有道理，這與本節(jié)課學(xué)習(xí)的受力平衡問(wèn)題有關(guān)。生活中的處于平衡狀學(xué)生活動(dòng)：教師：這些物體均處于平衡狀態(tài)，那么，什么叫平衡狀態(tài)？板書(shū)：一、平衡狀態(tài)定義：物體處于靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)。三、DIS實(shí)驗(yàn)：探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件教師：首先來(lái)回顧一下初中已經(jīng)學(xué)過(guò)的二力平衡的知識(shí)。1、例：用一根很輕的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將小鋼球懸掛于鐵架臺(tái)上，并保持靜止。教師：小球處于什么狀態(tài)？學(xué)生活動(dòng)：平衡狀態(tài)。教師：請(qǐng)一位同學(xué)來(lái)畫(huà)小球的受力示意圖。學(xué)生活動(dòng)：（畫(huà)小球受力示意圖）小球受到重力G和拉力T的作用。教師：這兩個(gè)力的大小、方向有什么關(guān)系？學(xué)生活動(dòng)：大小相等，方向相反，且在作用在同一直線上。教師：這兩個(gè)力的合力是多少？學(xué)生活動(dòng)：合力為零。板書(shū)：二、共點(diǎn)力的平衡條件1、二力平衡F合=0

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態(tài)的熟悉的事例，使學(xué)生對(duì)平衡有了感性的認(rèn)識(shí)。回顧舊知識(shí)，有助于學(xué)生形成知識(shí)體系，對(duì)初中知識(shí)進(jìn)行拓展加深。教師：如果用一個(gè)水平拉力使小球偏離原來(lái)位置一個(gè)角度，并再次達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，小球共受哪些力的作用？學(xué)生活動(dòng)：重力G，水平拉力F，沿細(xì)線方向的拉力T。教師：小球現(xiàn)在還處于平衡狀態(tài)嗎？學(xué)生活動(dòng)：是的。教師：這三個(gè)力的方向不在同一直線上，它們的合力多大？學(xué)生猜測(cè)：合力為零。提示：只要能將這幾個(gè)力的大小測(cè)出，我們可以將其中兩個(gè)力等效成一個(gè)力，變成二力平衡-物理學(xué)研究方法之一：等效替代法。下面我們就用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證一下你們的猜測(cè)。2、DIS實(shí)驗(yàn)探究三個(gè)力平衡的條件教師：如何測(cè)量幾個(gè)力的大小呢？學(xué)生活動(dòng)：可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量，以可以用力傳感器來(lái)測(cè)量。教師：介紹實(shí)驗(yàn)儀器力傳感器（兩個(gè)）、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)。我們用力傳感器測(cè)出兩個(gè)拉力的大小，彈簧秤測(cè)出重力，然后再怎么辦呢？學(xué)生活動(dòng)：可以在紙上畫(huà)出力的圖示，然后分析有什么關(guān)系。教師：非常好，那么我們請(qǐng)兩位同學(xué)配合來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生活動(dòng)：兩位同學(xué)上臺(tái)配合完成實(shí)驗(yàn)，并得出Ft圖，測(cè)量出小球重力。教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)學(xué)生代表完成實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)下面學(xué)生觀察和思考實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)。教師：數(shù)據(jù)已經(jīng)測(cè)得了，我們知道力是矢量，要知道三個(gè)力的關(guān)系，還要知道方向，那么我們?cè)诋?huà)圖時(shí)怎么確定這幾個(gè)力的方向呢？學(xué)生活動(dòng)：用量角器測(cè)量角度。教師：（質(zhì)疑）懸掛著怎么測(cè)量？我們可以用一張白紙輕輕放在懸掛的裝置后面，然后用鉛筆把力的方向畫(huà)在紙上，然后再在紙上做三個(gè)力的圖示，找出結(jié)論。學(xué)生活動(dòng)：在紙上畫(huà)力的圖示，4人一組地探究三個(gè)力之間的關(guān)系。教師：我們來(lái)看看幾個(gè)小組的討論結(jié)果。學(xué)生活動(dòng)：2個(gè)小組來(lái)展示他們畫(huà)圖后得出的結(jié)論，三個(gè)

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提出新問(wèn)題，將學(xué)生置于困難之中，增強(qiáng)渴求知識(shí)的意識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想是否正確。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于合作，敢于動(dòng)手實(shí)踐的品質(zhì)。適時(shí)性、激勵(lì)性評(píng)價(jià)，及時(shí)對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)給予贊賞。培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)的科學(xué)探究精神。力合力為零。板書(shū)：2、三力平衡1、任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。2、這三個(gè)力的合力為零。教師：想一想，如果物體受到的是4個(gè)力或5個(gè)力的作用，物體的平衡條件是否還是合力為零？學(xué)生活動(dòng)：（議論）應(yīng)用類似研究三個(gè)力平衡問(wèn)題的等效替代的方法，可得到多個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件仍是合力為零。總結(jié)：共點(diǎn)力平衡的條件：作用在物體上各力的合力為零，即：F合=0四、學(xué)生課件交流（了解張衡及其成就）教師：我們知道，早在1800多年前，我國(guó)古代科學(xué)家張衡就巧妙地利用平衡原理制成了測(cè)定地震的侯風(fēng)地動(dòng)儀。課前老師請(qǐng)同學(xué)們回去查找關(guān)于張衡的資料，并制作powerpoint。教師：下面請(qǐng)幾位同學(xué)上來(lái)展示一下他們查找的結(jié)果，供大家共同學(xué)習(xí)。學(xué)生：課件展示交流。學(xué)生：談?dòng)^看感受。五、訓(xùn)練與思考略

板書(shū)規(guī)范具體，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解，示范作用，可引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。鞏固所學(xué)知識(shí)，學(xué)以致用。

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