3.5共点力的平衡之平衡条件的应用（习题课）教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

课题章节与名称 第三章 相互作用——力 习题课 平衡条件的应用 课时 1-2 上课时间 教师 学习内容分析 学习目标描述 一、物理观念 掌握解决共点力平衡问题的常用方法。 二、科学思维 通过探索发现生活中常见的共点力平衡问题。 三、科学探究 通过对生活中常见的共点力平衡问题的探究，总结归纳得出共点力平衡问题的研究方法。 学科核心素养 培养说明 科学态度与责任：通过平衡条件应用的学习，体会物理规律与生活的联系。 教学重点 共点力平衡条件解决问题的常用方法。 教学难点 共点力平衡条件的应用。 学生学情分析 本节课是本章内容的习题课，主要目的是通过习题引出常见题型的解题方法，培养学生用所学知识解决实际问题的能力，以及将生活中的物理问题转化为物理模型的能力，也是对本章“共点力的平衡”内容的巩固和加深。对于我校学生而言，学生基础较差，初中所掌握的物理观念和物理体系都有所欠缺，所以建议此内容仅在快班开展，平行班的老师酌情开展。 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、复习导课 问题一：根据上节课所学内容回答关于共点力平衡的基础问题。 共点力平衡 1. 什么是平衡状态？ 2. 共点力平衡条件是什么？ 3. 若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余（n-1）个力的合力有何关系？ 学生思考后回答： 1. 物体静止或做匀速直线运动时，物体处于平衡状态。 2. 当物体所受合力为零，或经过正交分解后x轴和y轴两个方向合力分别为零。 3. 若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余（n-1）个力的合力大小相等、方向相反。 二、教学过程 （一）解决共点力平衡问题的常用方法 问题二：常用的解决共点力平衡问题的方法都有哪些？ 由学生得出分析平衡问题的基本思路，老师作补充。 例题1 （课本复习与提高A组4题）如图，两人用同样大小的力共提一桶水，两人手臂间的夹角大些省力，还是小些省力？请通过推导得出你的结论。 提示：两人共提一桶水，两人拉力的合力与桶的重力大小相等，根据合力一定，两个拉力夹角的变化可以判断其中一个拉力大小的变化。 1. 合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡及多力平衡。 例题2 （课本复习与提高B组1题）如图，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，鞋面倾角为37°，整个装置处于静止状态。求绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。 提示：以小球为研究对象，小球受到重力G、支持力FN、拉力FT等三个力的作用处于静止，根据正交分解列出平衡方程可以求解拉力和支持力的大小。 2. 正交分解法：Fx合=0，Fy合=0，常用于有两个以上作用力相互垂直的多力平衡问题。 例题3 如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细绳一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块．如果小圆环A、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子不可伸长，平衡时弦AB所对的圆心角为α，则两物块的质量之比是多少？ 提示：对小圆环A受力分析，由力的三角形与几何三角形相似，根据几何关系得出小圆环所受力之间的关系，进而得出两物块的质量之比。 3. 力的三角形法：把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形。 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(画出规范的受力分析图)． （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)． （5）求解或讨论(解的结果及物理意义)． 学生自主或通过同桌讨论、老师引导完成例题1. 学生自主或通过同桌讨论、老师引导完成例题2. 学生自主或通过同桌讨论、老师引导完成例题3. 根据所学内容进行总结归纳。 （二）共点力平衡的常见问题 1. 静态平衡问题 静态平衡：作用于物体上的合力为零时，物体没有加速度，此时物体保持平衡，处于静止或匀速直线运动状态。 例题4 （课本复习与提高B组6题）用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂，如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。求： （1）细线a、c分别对小球1和2的拉力大小； （2）细线b对小球2的拉力大小。 提示：（1）以两个小球整体为研究对象，解出Fa和Fc的大小；（2）以小球2为研究对象，解出Fb的大小。 整体法和隔离法在共点力平衡中的应用 项目 整体法 隔离法 概念 将运动状态相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与