3.5共点力的平衡 教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

开远市第四中学教师教学设计 富强、民主、文明、和谐 自由、平等、公正、法治 爱国、敬业、诚信、友善 课题章节与名称 第三章 相互作用——力校级精品课 第5节 共点力的平衡 课时 1 上课时间 教师 制作人 孔广钰、赵熙、刘建平 监制 王福兴、寸镜坪、张朝梅、鄢小昊 学习内容分析 学习目标描述 一、物理观念 初步形成运动和相互作用的观念，知道什么是共点力。能从物理的视角解释一些简单的力平衡现象，知道共点力平衡的条件。能应用平衡条件解决一些实际的平衡问题。 二、科学思维 能在简单的力平衡情景中应用常见的物理模型。能对较简单的平衡现象进行分析推理获得结论，能用简单和直接的证据表达自己的观点。 三、科学探究 根据观察的力平衡现象提出相关的物理问题，能根据已有的科学探究方案使用基本的器材获得数据。进行简单的数据整理得到初步结论。 学科核心素养 培养说明 科学态度与责任：认识到物理学能对自然界中力平衡现象进行描述与解释，对自然界有好奇心培养学生积极主动探究知识的态度和求真务实的精神。 教学重点 通过实验探究，得到共点力的平衡条件，会用共点力平衡的条件，分析生活和生产中的实际问题。 教学难点 通过实验探究，得到共点力的平衡条件 学生学情分析 对于物体的平衡问题，通过初中阶段的学习，学生已经有了一定的认识，并且对同一直线上二力平衡的条件有较好的理解，并能较熟练地应用，这对学生学习多个共点力的平衡有一定的帮助。学生在学习三力平衡的规律之前，基于生活经验，形成了大量的经验性常识。在此基础上建构物理规律，需要引导学生在诸多客观情境中发现问题，并对问题进行科学探究，完成从经验性常识到物理规律的转变。对进入高中学段的不久的学生来说，利用实验方法探究物理规律的能力也有待加强。另外，学生对物体的受力分析、力的分解、力的合成的知识掌握得不是很熟练，综合应用能力还比较弱，也需在课堂中逐步提升。 教学策略设计 教学环节 教学内容 主要教学方法与 活动设计 一、创设情境导课，融入课前思政教育 1. 教师展示：生活中应用力的平衡原理的小实验 2. 视频展示：我国高铁的稳定性，体现我们国家的综合国力。 3. 设疑：初中我们已经学过二力平衡的特点，即物体受到两个力的作用，且这两个力等大、反向、共线。那么当物体受到多个力的情况，这些力又有什么关系呢？ 学生活动一： 将易拉罐斜立在桌子上。 二、新课教学 （一）共点力 问题1 根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以 把下面四种情况的受力分成两类，判断哪些情况属于同一类？（引导：大家尝试在课本上作出各个力的方向的反向延长线，看看有什么不同？） 你的判断依据是什么？ 共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 思考：图片中的物体是怎样实现平衡状态的？ 学生活动二： 以小组为单位进行分析、讨论，得出分类结论及依据。 学生根据共点力的定义，对图片中各个物体的受力情况进行分析。 （二）共点力平衡的条件 思考：课前小实验中的物体是怎样实现平衡的？ （引导学生强调物体受到的是两个共点力。） 回顾：二力平衡的条件 二力平衡的条件：作用在物体上的两个力，大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。 延伸设问：当物体收到三个共点力并处于平衡状态，这三个力之间又有怎样的关系呢？ 引导得出： 方法一：将其中任意两个力进行合成，得到这两个力的合力，将三个共点力问题转化为两个共点力问题。物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，其中两个力的合力与第三个力构成一对平衡力，合力为0。 方法二：将其中的一个或几个力进行分解，得到水平和竖直两个方向的分力，将三个共点力问题转化为四个共点力问题，其中水平方向两个力大小相等、方向相反；竖直方向两个力大小相等、方向相反，两个方向合力均为0，列平衡方程。 猜想：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。 设疑：以上的结论实际上是我们理论得出的结果，事实果真如此吗？ §实验：验证共点力作用下物体的平衡条件 实验目的： 验证物体在三个共点力作用下平衡时，合力为0。 实验器材： 桌板、细绳套、弹簧测力计、小圆环、白纸 实验步骤： （1）用三个弹簧测力计拉动细绳套，使小圆环处于静止状态. （2）记录小圆环处于的O点，以及三根细线的方向、三根弹簧测力计的示数F1、F2、F3. 数据处理： （1）用铅笔和刻度尺从点O沿三根细线方向画直线，按选定的标度作出F1、F2、F3的图示。 （2）以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线代表的力记为F12。 （3）分析数据，比较F12和F3在误差允许范围内是否等大、反向