3.5.2 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 14日 授课时间： 11 月15日（1班） 11月15日（2班） 备课 组长 课题 3.5共点力的平衡——专题 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 【知识梳理】一、动态平衡问题 1．动态平衡问题的特点 通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化， 而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态． 2．处理动态平衡问题常用的方法 (1)图解法：一个力是恒力，大小、方向均不变；另两个是变力， 其中一个是方向不变的力，另一个是大小、方向均改变的力 （2） 解析法：找力与角度(长度)的函数关系 【教师引入】多物体平衡问题的处理方法 【教师提问】什么问题要选取整体法，什么时候要选取隔离法呢？ 【知识梳理】整体法和隔离法的选择 (1)当分析相互作用的两个或两个以上物体构成的整体的受力情况及分析外力对整体的作用时，宜用整体法． (2)在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时，宜用隔离法． (3)整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法． 本质：研究对象的选择； 关键：区分内力和外力 　3.平衡问题中的临界(极值)问题 1．临界问题 当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态 “恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述． 2．极值问题 平衡物体的极值，一般是指在力的变化过程中的最大值和最小值问题． 3．处理平衡问题中的临界(极值)问题的方法 (1)解析法 根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值．通常用到的数学知识有二次函数求极值、三角函数求极值、不等式以及几何法求极值等． (2)图解法 根据平衡条件作出力的矢量图，若只受三个力，则这三个力构成封闭的矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最大值或最小值． 确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系 本节课主要是对力的分解的动态问题进行讲授分析，首先要明确合力与分力；其次要明确哪些力是不变量，哪些力是变化量，即明确哪些力的大小或者方向不变化，哪些力的大小和方向都变化．解决此类问题的一般步骤为： (1)根据实际情况分解力，并作出合力与分力的平行四边形或三角形． (2)根据分力方向的变化，由图示的平行四边形或三角形的边角关系，推断其他分力的变化情况. 小组讨论问题（要求必须有讨论价值） 【思考】 整体法和隔离法的选择，遇到相关问题时将要如何选取？ 预设讨论时间：4分钟 巩固训练配题（应分基础题，能力题） (多选)如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现通过一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ＝45°，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是(　　) 【典例1】　如图所示，光滑金属球的重力G1＝40 N，斜面体重G2＝60 N．金属球的左侧紧靠竖直墙壁，右侧置于倾角θ＝37°的斜面体上．已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1)金属球对墙壁和斜面的弹力大小． (2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向． (3)水平地面对斜面体的支持力． 【典例4】　物体的质量为2 kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上(B、C在同一竖直线上)，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ＝60°角的拉力F，若要使两绳都能伸直，如图所示，伸直时AC与墙面垂直，绳AB与绳AC间夹角也为θ＝60°，求拉力F的大小范围(g取10 m/s2)．