3.5 共点力的平衡 教学设计-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

教 案 学年 高一 学科 物理 任课 教师 备课时间： 11 月 4日 授课时间： 11 月6日（1班） 11月6日（2班） 备课 组长 课题 3.5共点力的平衡 课型 新课 复习提问设计的问题 对与力的分解我们有几种分解方法，分别是什么？ 预设时间：30s 新课导入及情景创设 观察ppt中的图片体会平衡的艺术。放在桌上的书、屋顶的灯、随传送带匀速运送的物体、沿直线公路匀速前进的汽车等所处的状态称之为平衡态，那么物理学的角度来说，这些状态有哪些共同的运动学特征呢？ 预设时间：60s 教 学 目 标 及 解 析 1.会通过实验探究互成角度的两个力合成所遵从的规律． 2．练习使用作图法求两个力的合力. 预设时间：30s 主要知识点及拓展内容 【教学重点】 1.能从等效替代的角度提出用一个力等效替代两个力的实验思路，设计实验探究的方案，探究分力与合力的关系 【教学难点】 1.通过学生实验探究力的合成运算法则 2.实验探究能力、作图能力 中高考考点考查方式及所占分值比例 本节课内容为基础内容，高考中帮助学生分析提干理解物理意义，暂不占分。 重点讲解内容（限时20分钟内） 设计思路 【课堂引入】请大家观察图片， 思考：放在桌上的书、屋顶的灯、随传送带匀速运送的物体、沿直线公路匀速前进的汽车等所处的状态称之为平衡态，那么物理学的角度来说，这些状态有哪些共同的运动学特征呢？ 【学生回答】保持速度V=0或v≠0不变，即加速度a=0 【教师讲授】物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。（物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态） 【知识梳理】对共点力作用下物体的平衡的理解 (⑴)两种平衡情形: ①静平衡:物体在共点力作用下处于静止状态。 ②动平衡:物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。或“缓慢移动”状态 (2)“静止”和“v=0”的区别与联系: v=0,a=0时,是静止，是平衡状态 v=0,a≠0时，不是静止，不是平衡状态 【教师提问】回忆：我们初中学过的二力平衡的特点有哪些？结合二力平衡的特点，想一想，受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？ 【学生回答】作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。二力平衡时物体所受的合力为0。 【知识梳理】共点力的平衡条件 推理：在实际生产生活中，很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，请同学们根据前面所学知识，推导物体受三个力作用时的平衡条件。 据平行四边形定则，只需作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，就可以把三力平衡转化为二力平衡。 三力平衡条件：任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线，也就是三力的合力为0。 多力平衡：物体受多个力时，任意一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 对共点力作用下物体平衡条件的理解 (1)共点力作用下物体的平衡条件有两种表达式: ①F合=0三力或三力以下时直接力的合成 三力以上时先正交分解再合成 ⑵由平衡条件得出的三个结论: 二力作用:二力等大、反向，是一对平衡力共点力 三力作用:任两力的合力与第三个力等大、反向的平衡 N个力作用:任一个力与其他所有力的合力等大，反向 【教师引入】生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？ 【学生回答】可以通过正交分解，和效果分析的方法 【知识梳理】 正交分解法 合成法 效果分解法 F1= G/cosθF2 =Gtanθ 分析平衡问题的基本思路 (1)明确平衡状态(合力为零)． (2)巧选研究对象． (3)受力分析(画出规范的受力示意图)． (4)列平衡方程(灵活运用力的合成法、效果分解法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法)． (5)求解或讨论(解的结果及物理意义) 【教师提问】各位同学观察两个模型，它们有什么不同呢？ 【学生回答】一个是死结，一个是活结。 【知识梳理】轻绳“活结”“死结” 轻杆 “ 活杆”“死杆” 活结：轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂钩时。轻绳上的力处处大小相等 死结：结点不是滑轮，是固定的点，各段轻绳上的弹力大小不一定相等 活杆：轻杆用光滑的转轴或铰链连接，弹力一定沿杆（否则转动） 死杆：轻杆插入墙中(固定)，弹力就不一定沿杆 本节课讲的是共点力的平衡，引导学生对生活中平衡现象的进行判断，培养学生的观察和推理能力。 掌握利用物体平衡条件解题的思路。 掌握多