高一物理教案：《共點(diǎn)力作用下物體的平衡 》教學(xué)設計

高一物理教案：《共點(diǎn)力作用下物體的平衡 》教學(xué)設計

　　教學(xué)目標

　　一、知識目標

　　1、知道什么叫共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài).

　　2、掌握共點(diǎn)力的平衡條件.

　　3、會(huì )用共點(diǎn)力的平衡條件解決有關(guān)平衡問(wèn)題.

　　二、能力目標

　　1、培養學(xué)生應用力的矢量合成法則平行四邊形定則進(jìn)行力的合成、力的分解的能力.

　　2、培養學(xué)生全面分析問(wèn)題的能力和推理能力.

　　三、情感目標

　　1、教會(huì )學(xué)生用辨證觀(guān)點(diǎn)看問(wèn)題，體會(huì )團結協(xié)助.

　　教學(xué)建議

　　教材分析

　　1、通過(guò)實(shí)際(生產(chǎn)生活中)的例子來(lái)說(shuō)明怎樣的狀態(tài)是平衡狀態(tài)，使學(xué)生全面理解平衡狀態(tài)——靜止或勻速直線(xiàn)運動(dòng).

　　2、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件在實(shí)際中的應用，是本節課教學(xué)的重點(diǎn).對于不同類(lèi)型的平衡問(wèn)題，如何依據平衡條件建立方程，對于學(xué)生來(lái)說(shuō)是學(xué)習中的難點(diǎn).(平衡系統中取一個(gè)物體為研究對象，即隔離體法處理;取二以上物體為研究對象，即整體法處理.建立方程時(shí)可利用矢量三角形法或多邊形法的合成和正交分解法來(lái)處理.)

　　教法建議

　　1、本節例題的教學(xué)重在引導學(xué)生學(xué)習分析方法.由于學(xué)生已經(jīng)掌握了動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般分析方法，教學(xué)時(shí)可先回顧動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析方法，然后引導學(xué)生遷移到靜力學(xué)問(wèn)題中去.

　　2、本節例題代表了兩種典型的靜力學(xué)問(wèn)題.建議教學(xué)中引導學(xué)生做出小結.

　　教學(xué)設計方案

　　第一節 共點(diǎn)力作用下物體的平衡

　　一、平衡狀態(tài)

　　如果物體保持靜止或者做勻速直線(xiàn)運動(dòng)，則這個(gè)物體處于平衡狀態(tài).由此可見(jiàn)，平衡狀態(tài)分兩種情況：一種是靜態(tài)平衡狀態(tài)，此時(shí)，物體運動(dòng)的速度 ，物體的加速度 ;另一種是動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)，物體運動(dòng)的速度 ，物體的加速度 .

　　注意：

　　1、物體的瞬時(shí)速度為零時(shí)，物體不一定處于平衡狀態(tài).例如，將物體豎直上拋，物體上升到最高點(diǎn)時(shí)，其瞬時(shí)速度 ，但物體并不能保持靜止狀態(tài)，物體在重力作用下將向下運動(dòng)，由牛頓第二定律可得，物體此時(shí)的加速度 ，只有當物體能保持靜止狀態(tài)即其加速度也為零，物體才是處于靜平衡狀態(tài).

　　2、物理中的緩慢移動(dòng)可認為物體的移動(dòng)速度很小，即要多小有多小，故可認為其移動(dòng)速度趨于零，因此，習題中出現“緩慢移動(dòng)”都可理解為物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài).

　　二、共點(diǎn)力

　　如果幾個(gè)力的作用點(diǎn)相同，或作用線(xiàn)(或反向延長(cháng)線(xiàn))交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力就叫做共點(diǎn)力.

　　三、共點(diǎn)力的平衡條件

　　從牛頓第二定律知道，當物體所受合力為零時(shí)，加速度為零，物體將保持靜止或者做勻速直線(xiàn)運動(dòng)，即物體處于平衡狀態(tài)，因此，在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零，即 .

　　解題的基本思路和方法：

　　解物體的平衡問(wèn)題的程序是：確定平衡體，作出受力圖，正交分解好，定向列方程.

　　第一步確定研究對象，根據題意將處于平衡狀態(tài)的物體或結點(diǎn)作為研究對象，通常用隔離體法將確定的研究對象從它所處的環(huán)境中隔離出來(lái).但有時(shí)要將研究對象連同它的關(guān)聯(lián)物一起作為研究系統(整體法)，反而運算方便，請注意研究下文將要給出的例題.

　　第二步進(jìn)行受力分析，作出研究對象的受力圖.這一步是解題成敗之關(guān)鍵，務(wù)必細致周到，不多不漏.(判斷分析的力是不是正確，可用假定拆除法和條件法來(lái)處理)

　　第三步建立坐標系或規定正方向.如何建立合適的坐標系，要看問(wèn)題的已知量、未知量而定.原則是要使力與坐標軸的夾角簡(jiǎn)單而明確，這樣可使方程明快.坐標設置不當，會(huì )引起需要使用三角中的和差化積、半角倍角公式等運算工具，使計算大為繁冗.一般選未知量的方向為坐標系的正方向為宜，建立坐標系后，把不在坐標軸上的力用正交分解法分解到坐標軸上，并畫(huà)出其分力的準確圖示備用.

　　第四步根據物體平衡的充要條件列出平衡方程組，運算求解.對結論進(jìn)行評估.必要時(shí)對結論進(jìn)行討論.

　　探究活動(dòng)

　　重心與平衡

　　活動(dòng)內容：探討重心與平衡的知識在實(shí)際生活中的應用.

　　活動(dòng)目的：

　　1、了解考慮物體重心的意義，知道找物體重心的方法.

　　2、了解物體的平衡狀態(tài)、平衡位置.知道不同平衡位置的穩定性不同，穩定性與重心的關(guān)系及在生活中的實(shí)際應用.

　　3、激發(fā)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)的興趣;培養運用物理知識，分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力.