3.6 共点力作用下物体的平衡 实验探究课课件-2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

第三章 相互作用 第6节 共点力作用下 物体的平衡 教科版（2019版） 高中物理必修第一册 说课内容 教材分析 学情分析 教学目标 教学重点和难点 教学器材 教学方法及设计思路 教学过程 板书设计 课后反思 一、教材分析 本节安排在重力、弹力、摩擦力及力的合成和分解之后，是生产、生活中的实际应用，将本节设计成实验探究课，让学生体会物理源于生活又走向生活。在实验探究过程中，学以致用的同时，形成的实验探究能力、科学思维方法，有利于循序渐进形成运动与相互作用的观念。 二、学情分析 学生普遍好奇心强，具有较强的探究欲望，在前面也已经有过小组合作实验探究的经验，已经实验探究出力的合成遵循平行四边形定则，掌握了由平行四边形定则作图求合力的方法。学生刚掌握的这些方法还需要多动手多合作才得以应用。学生迫切希望能够用所掌握的这些方法解决更多的问题。引导学生用多种不同方式求处于平衡状态物体所受合力，进一步得到共点力平衡的条件，并用于解决实际问题。 三、教学目标 1.物理观念 自己动手立易拉罐、观看挑战不可能实验视频，从物理的视角总结共点力平衡的概念 2.科学思维 动手立硬币，重温二力平衡实验，进一步推理三力平衡和多力平衡条件。对较简单的平衡现象进行分析推理获得结论，用直接的证据表达自己的观点。 3.科学探究 能根据已有的器材设计探究平衡问题方案，获得数据，进行简单的数据整理得到初步结论。 4.科学态度与责任 欣赏“力与平衡”之美，经历解决平衡问题过程，体会物理学在生产生活中的重要作用。 四、教学重难点 重点: （1）通过实验及视频得出共点力作用下平衡的概念 （2）由二力平衡实验结论，探究三共点力平衡的条件进一步推理多力平衡条件。 难点: （1）设计实验探究三力平衡条件 （2）运用平衡条件解决实际问题 五、教学器材 铁架台、钩码，细线，手机（传感器、照相），滑轮，刻度尺，易拉罐、水、A4纸、硬币、弹簧测力计、图钉、垫板、小铁环等 六、教学方法及设计思路 教学方法 引导法、实验探究法、分组讨论法 七、教学过程 新课引入 动动手 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 倒计时 30 看哪个小组的同学先完成 探究一：共点力作用下物体的平衡状态 问题1：回顾什么是共点力 活动1：如图，重力为G的木棒处于静止状态，根据每幅图中各个力作用线的几何关系，哪些是共点力？ 共点力：几个力都作用在物体的同一点,或它们的作用线相交于同一点,这几个力便叫做“共点力” 问题2：什么是平衡状态 速度为0的物体一定处于平衡状态？ 速度始终为0的物体才处于平衡状态。 处于平衡状态的物体速度一定始终为0？如何定义平衡状态 探究一：共点力作用下物体的平衡状态 活动2：观看平衡挑战视频，思考和理解平衡状态的定义 挑战世界上堪称最难的棕榈叶平衡 复兴号 复兴号动车是我国自主要发的目前世界上运营时速最快的列车，能保持350K/h速度稳定运行。挑战不可能一期节目中，中国选手要在上面挑战世界上堪称最难的棕榈叶平衡 活动2：观看平衡挑战视频，思考平衡状态的定义 这项奇迹的挑战，展现了最震撼的中国速度，让我们见识到了中国选手非凡平衡技能，展示了平衡的美。平衡状态究竟是什么，只是保持静止吗？ 平衡状态： 平衡状态的运动学特征： 探究一：共点力作用下物体的平衡状态 物体保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。 Δv＝0 a＝0 以下说法哪些是错误的。 （1）汽车以大小不变的速率转弯，是处于平衡状态（ ） （2）物体的速度为零时，一定是处于平衡状态。（ ） （3）保持静止的物体一定是平衡状态，处于平衡的物体不一定是静止。（ ） （4）处于相对静止的物体，一定是平衡状态。（ ） （5）物体处于平衡状态时加速度一定为零.（ ） 判断 × × × 独立思考、小组交流，举手发言 活动3： 如何把一枚硬币如图放在竖直百元大钞上（厚度与A4纸相当）而保持平衡，相互合作，动手试试 二力平衡条件： 两力等大、反向，而且作用在同一物体、同一直线上 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 大家都在积极的探索尝试，但没有成功，你想怎么放？难点在哪里？确定重心难。纸对硬币的摩擦会调整硬币的位置，当纸片被拉成直线时，硬币重心正好与直线完全重合 探究：重心与平衡 由二力平衡条件，支持面过重心，如何让支持面过重心？ 揭秘 课后查阅资料进一步探索不倒之谜 比萨斜塔倾斜5.5°不倒，原因就是二力平衡。 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 二力平衡条件：两力等大、反向，而且作用在同一物体、同一直线上 F合=0 三共点力平衡的条件探究： 提出问题 猜想与假设 设计实验方案 通过刚才的探究，我们复习了初中二力平衡的条件。生活中物体大多受多个力，比如，两小孩提水，水桶受到三个共点力处于平衡状态，那这三个力应该满足什么样的关系呢？为什么？两个两个小孩提和一个大人提效果相同，F是F1F2合力，三力平衡转化成了二力平衡，两个小孩提桶这个实际问题比较复杂，我们把他简化成这个模型。如何测角度？如何把图做在黑板上处理数据。 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 三共点力平衡的条件探究： 设计实验方案 三共点力平衡的条件探究： 设计实验方案 数据测量与处理 G F1=5G F1=4G F2=3G F23=4.8G G F1=5G F1=4G F2=3G F23=4.8G 方案一：拍照在照片上处理数据 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 三共点力平衡的条件探究： 设计实验方案 三共点力平衡的条件探究： 设计实验方案 数据测量与处理 G F1=5G F1=4G F2=3G F23=4.8G F23=4.8G 方案二：利用手机水平仪传感器在黑板上处理数据 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 合作探究：用三只弹簧测力计、细线、轻环来探究三共点力的平衡条件。 【设计实验】 小组合作，设计探究方案 注意 1、分工合作（探讨设计、操作员、记录员、数据处理员、发言人） 2、实验中轻环应处于什么状态 3、用图钉将白纸固定在图板上（注意安全！），将弹簧测力计校零，检查测力计读数是否准确 4、如何确定和表示三力的作用点、大小、方向 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 【实验步骤】 1、用弹簧测力计沿三个方向拉住轻环，使轻环保持静止状态。 2、记录弹簧测力计的示数和作用力的方向，画出力的图示。 3、根据平行四边形定则探究三个力是否满足两力合力与第三力等大反向。 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 【数据处理】 【实验结论】 在误差允许范围内，一个物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力等大反向。 三个共点力作用的平衡条件：F合=0 我们从少数实验得到的结论普遍正确吗？有没有别的理论证明它的正确性？ 2N 2N 1N 2N 2.1N 探究二：共点力作用下物体的平衡条件 推广 多个共点力作用物体的平衡条件：F合=0 探究三：共点力作用下物体的平衡条件的简单应用 思考：如何用讲桌上的器材测装有水的易拉罐重力? 课堂小结 3.6共点力作用下物体的平衡 共点力 平衡状态 共点力平衡的条件：F合=0 简单应用 科学探究方法：提出问题-猜想假设-进行实验-得出结论 课后作业 本节教科书例题 八、板书设计 九、课后反思 本节课，学生在不知共点力作用下物体的平衡条件的前提下，我通过设计一个个相关联的实验探究活动，让学生经历概念和结论的形成过程，感受物理知识源于生活又解决实际生活中的问题，激发学生学习物理的兴趣，这也是新课程所倡导的。 本节课也反应出学生动手能力不足。学生在实际操作过程中对器材正确使用规则不熟悉，出现各种操作不当，耗费较多时间，读数、作图不规范。针对这些问题，我将在以后的教学中不断加强对实验规范操作的指导，及时纠正问题。 谢谢观看！ $$