力的平衡教学设计.doc

5.3 力的平衡教学目标 一、知识能力目标1、通过具体事例知道什么叫共点力作用下的平衡状态2、通过理论分析和实验探究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4、用实例了解平衡的种类以及稳度问题.二、过程与方法目标1、经历用实验探究方法推理多力作用下的平衡条件2、学会用平衡条件解决简单的实际问题，理解基本的思维方式。三、情感态度与价值观目标1、领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲。2、尝试将物理知识应用于生活和生产实践的意识。教学设计方案一、复习旧知，引出新课：提问：什么是共点力？(如果几个力的作用点相同，或作用线交于一点，这几个力就叫做共点力)教师：今天我们来一起学习共点力作用下的物体平衡以及相关知识。二、共点力作用下物体的平衡物体平衡状态的概念教学1、呈现平衡状态的一些图片（蘑菇石、山西悬空寺、芭蕾舞、自动扶梯等）让学生感受自然界、生活、艺术等不同领域存在的平衡之美；同时初步感知从物理学的角度所谓的平衡状态静止或匀速直线运动状态。2、讨论交流呈现实际例子，反馈学生对概念的理解。问题：分析下面实际例子中，物体在全过程中的哪些阶段，物体是处于平衡状态？实例1：飞机从起飞，到一定的速度平稳飞行，再到降落，最后停留在机场的停机坪上。实例2：观光电梯从一楼静止开始运动到39楼停止。学生小组：讨论交流表述3、注意点：1、物体的瞬时速度为零时与静止是不等价的，这时物体不一定处于平衡状态。例如，将物体竖直上抛，物体上升到最高点时，其瞬时速度为0，但物体并不能保持静止状态，物体在重力作用下将向下运动。2、物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，即要多小有多小，故可认为其移动速度趋于零，因此，习题中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态物体平衡状态的条件教学 1、理论推理学生回忆：牛顿第一定律内容教师引导：如果物体保持静止或者做匀速直线运动，则这个物体处于平衡状态实际中物体不受任何外力是不可能的，物体所受的合外力等于零时与不受任何外力是等效的。师生推理1：平衡状态的条件为物体所受的合力为零。即F合=0师生推理2：从加速度的角度分析，平衡状态的条件。（只能从运动学角度分析，不能从牛顿第二定律角度分析。）小结：平衡状态的条件为物体的加速度为零。说明：平衡状态分两种情况：一种是静态平衡状态，此时，物体运动的速度v=0,物体的加速度 a=0；另一种是动态平衡，此时，物体运动的速度v0,物体的加速度 a=02、实验探究器材：钩码（50g）若干，细线，小钢丝环，弹簧称两个（教师演示和学生实验视具体情况）探究过程： （1）探究二力平衡。如图1操作（可以改变钩码个数）（2）探究三力平衡（研究对象为重力忽略的小钢丝环）。如图2操作作图探究1：学生据实验数据，用平行四边形定则作图，探究小钢丝环的平衡条件。作图探究2：学生据实验数据，用平行四边形定则作图，探究一条规律：物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，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、作用在统一条直线上。教师：用flash动画演示，给学生有系统连贯的感性认识。分析推广：n个力平衡：其中任意（n-1)个力的合力与第n个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上拓展教学：（视学生情况取舍）其实，当物体在多个点力作用下处于平衡状态时，如果通过平移力的作用线，使之首尾相接，必然会构成一个封闭的多边形。我们根据能否构成一个封闭的多边形，来探究物体平衡状态的条件。教师：用flash动画演示，给学生展示平移的过程，对“构成一个封闭的多边形”有更加直观的感受和深刻理解。物体平衡状态的条件应用教学例题：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示，若鸟笼重19.6N，求绳子OA和OB的拉力各是多大。详细解答见教材教师：注意解题规范和思路分析过程。引申教学：（据教学具体情况进行取舍）用分解法求解。用正交分解法求解变式教学：（据教学具体情况进行取舍）变式1：三段绳子的最大承受力相同，当鸟笼重力越来越大时，哪段绳子先断？变式2：将OB绳子移到水平位置，OA的方向不变，求这时绳子OA和OB的拉力各是多大。教师引导学生总结解题的基本思路：第一步确定研究对象。根据题意将处于平衡状态的物体或结点作为研究对象，通常用隔离体法将确定的研究对象从它所处的环境中隔离出来第二步进行受力分析。作出研究对象的受力图这一步是解题成败之关键，务必细致周到，不多不漏（判断分析的力是不是正确，可用假定拆除法和条件法来处理）第三步应用平衡条件。根据物体平衡的充要条件列出平衡式子（或方程组），运算求解对结论进行评估必要时对结论进行讨论三、平衡的种类和稳度物体平衡的种类教学教师演示：用带凹槽铝塑板做成轨道，演示如图实验。从观察现象得到结论：1、不稳定平衡：如A球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置下降，就会失去平衡，且不能自动回到原来的平衡位置，这样的平衡叫不稳定平衡。2、稳定平衡：如B球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置上升，就会失去平衡，但能自动回到原来的平衡位置，继续保持平衡，这样的平衡叫稳定平衡。3、随遇平衡：如C球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置既不降低也不上升，物体始终保持平衡状态，这样的平衡叫随遇平衡。稳度教学制作“平衡针”来演示，说明物体重心越低，支持面越大，物体越稳定。实验目的：观察物体的重心和稳度实验内容和现象：把一根细铁丝从软木塞的中心穿过在针的一端插上一个泡沫球再另外取一根细铁丝，穿过软木塞，并将细铁丝弯曲，在这根细铁丝的两端各插上一个橡胶瓶塞，见上图注意伸出软木塞的一端不宜太长将此端放在任何一个凸出点上，该系统都将对支撑点保持平衡演示1：如果向上移动软木塞，将使系统失去初始状态的稳定性若将软木塞下移，特别是使系统的重心低于系统的支撑点的位置，则会显著增强系统的稳定性这也是赛车的底盘为什么尽可能安装得越低越好得原因只有这样，赛车在急转弯时才会紧贴地面而不至翻倒演示2：如果向上移动软木塞，将使系统失去初始状态的稳定性若将接触点处的毛衣针折成一个“类似V形的底盘”，则会显著增强系统的稳定性这就是为什么高大建筑物通常建造成上小下大的原因。作业：教材P93 5、6、8题实践作业：教材“迷你实验室”看谁垒得好教学建议1、通过实际（生产生活中）的例子来说明怎样的状态是平衡状态，使学生全面理解平衡状态静止或匀速直线运动2、通过理论推理和实验探究共点力作用下物体的平衡条件，以及在实例中的应用，是本节课教学的重点如何依据平衡条件画受力示意图与列式，对于学生来说是学习中的难点3、通过本节例题的教学重在引导学生学习受力分析方法；建议教学中引导学生做出解题基本思路小结