《共點力作用下物體的平衡》

《共點力作用下物體的平衡》

廣西柳州鐵路一中

一、概述

本節(jié)課為1課時，45分鐘。

《共點力作用下物體的平衡》是人教版新課標(biāo)教材高中物理必修Ⅰ（第一冊）第四章《牛頓運動定律》中的第七小節(jié)《用牛頓定律解決問題（二）》下的內(nèi)容。是學(xué)完了牛頓第二定律和牛頓第三定律后對牛頓運動定律的應(yīng)用。

本內(nèi)容的重點是共點力的平衡條件：F合=0，學(xué)生動手試驗，總結(jié)得出結(jié)論；難點是物體的受力分析，通過課堂實例分析來形成分析方法；學(xué)生比較容易產(chǎn)生疑惑的地方是物體受力在什么情況下可以認為是共點力，通過實例分析來歸納條件。

二、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析1．知識與技能

（1）能夠理解共點力的概念，分別舉例說明共點力和非共點力的情形；（2）能夠解釋平衡狀態(tài)的涵義，并能夠判斷一個物體所處的狀態(tài)是否平衡；（3）知道共點力作用下物體的平衡條件，能夠?qū)懗銎胶鈼l件的公式；（4）可以共點力作用下物體的平衡條件解決具體的生活實際問題；（4）對物體進行分析的能力和用平衡條件解決實際問題的能力；（5）運用現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備收集資料、解決實際問題的能力。2．過程與方法

（1）能夠設(shè)計實驗探究并驗證共點力下物體的平衡條件；

（2）能夠通過實驗和練習(xí)歸納出應(yīng)用力的平衡條件解決實際問題的基本步驟和基本方法；（3）能夠從物理現(xiàn)象和實驗中歸納出簡單的科學(xué)規(guī)律；（4）體驗科學(xué)理論得出的過程與方法；

（5）掌握由特殊到一般、一般到特殊的邏輯推理思維方式；（6）在小組合作探究中能夠清楚地表述自己的觀點，初步具有評估和聽取反饋意見的意識，有初步的信息交流能力；3．情感態(tài)度與價值觀

（1）認識到一些不平衡狀態(tài)會給人類生活帶來極大的災(zāi)難；

（2）意識到物理規(guī)律在現(xiàn)實生活中的重要作用，增強對物理學(xué)習(xí)的興趣；（3）在探究合作過程中，增強探究意識與合作意識，增強與人交流的意識；

（4）在用實驗得出結(jié)論的過程中，逐步樹立嚴謹科學(xué)的實驗態(tài)度和正確的認識觀；（5）通過平衡條件的實踐應(yīng)用，體驗戰(zhàn)勝困難、解決物理問題時的喜悅。

三、學(xué)習(xí)者特征分析

本節(jié)課的學(xué)習(xí)者特征分析主要是根據(jù)教師平時對學(xué)生的了解而做出的：學(xué)生是廣西柳州鐵路一中的高一學(xué)生

學(xué)生為高一的孩子，好奇心強，具有較強的探究欲望學(xué)生有過較多的小組合作經(jīng)驗

學(xué)生已經(jīng)學(xué)過牛頓第二定律和牛頓第三定律學(xué)生能夠進行牛頓運動定律的簡單應(yīng)用

學(xué)生在平常的學(xué)習(xí)和生活中已經(jīng)接觸到過一些零碎的關(guān)于共點力作用下物體平衡的例子四、教學(xué)策略的選擇與設(shè)計

探究引導(dǎo)策略：探討式學(xué)習(xí)；教師啟發(fā)引導(dǎo)

自主合作探究式學(xué)習(xí)策略：建立小組討論、交流、合作的課堂氛圍

情景創(chuàng)設(shè)策略：運用生活中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情景，設(shè)計問題，設(shè)計物理實驗，組織教學(xué)內(nèi)容，提出有啟發(fā)性的引申問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極地參與到實驗驗證、實驗猜想、探究規(guī)律的學(xué)習(xí)當(dāng)中

五、資源

人教版新課標(biāo)教材高中物理必修Ⅰ（第一冊）相關(guān)實驗器材，如彈簧秤若干、細線若干專門為本課設(shè)計的多媒體課件多媒體教室。

六、教學(xué)過程1．課題引入

（1）播放視頻，引起興趣

塔吊、走鋼絲等在生活中遇到的平衡問題及其應(yīng)用；引起學(xué)生對平衡問題的興趣。（2）教師演示實驗，引起思考

平衡狀態(tài)是一種常見的物體運動狀態(tài)；實驗演示一些特殊的平衡態(tài)：偏心輪在斜面靜止、鉛筆豎立在指尖等現(xiàn)象。（3）認識本節(jié)課的重要性

播放一些不平衡狀態(tài)給人們帶來的損害：重慶綦江虹橋坍塌、柳州四橋人行道坍塌等事故。由此指出學(xué)習(xí)好本節(jié)內(nèi)容的重要性。2．新課教學(xué)（要點）（1）共點力概念形成

a.（投影播放，引發(fā)思考）道路上勻速行駛的汽車、墻上掛著的物體、天花板上吊的廣告牌等受到哪些力作用，有什么特點？

b.（學(xué)生討論、教師引導(dǎo)，形成概念）如果幾個力都作用在物體的同一點，或者作用線相交于一點，這幾個力叫做共點力。實際問題中如果可以不考慮物體形狀和大小而把物體當(dāng)成一個質(zhì)點時，作用在該物體上的幾個力都可以被看作是共點力。

c.（概念強化，正反例變式）非共點力的幾種情況：（投影）稱物的桿秤、懸掛的日光燈。

（2）平衡狀態(tài)的理解

a.引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)平衡狀態(tài)的概念：物體保持靜止不動或勻速運動的狀態(tài)。b.請學(xué)生舉例。

（3）共點力作用下物體的平衡條件探究(學(xué)生動手實驗、總結(jié))

a.物體僅受到兩個力的情況：學(xué)生兩人一組實驗；學(xué)生總結(jié)二力平衡的特點。（實驗，

教師提問。）

b.物體受到三個力的情況：學(xué)生三人一組實驗，分別驗證不同夾角的情況，學(xué)生總結(jié)

三力平衡的特點。（實物投影學(xué)生在刻度盤上做的三力圖，任意兩個力的合力與第三力等大反向。）

c.物體受到四個力的情況：學(xué)生四人一組實驗，分別驗證不同夾角的情況；學(xué)生總結(jié)

四力平衡的特點。（實物投影學(xué)生在刻度盤上做的四力圖，任意兩力的合力與其他兩力的合力等大反向。）d.理論分析：

引導(dǎo)學(xué)生探討原因、總結(jié)規(guī)律。由牛頓第二定律a＝F合/m可知，當(dāng)F合＝0時，a＝0，物體保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)，因此共點力作用下物體的平衡條件是其所受合力為零。即F合＝0。

（4）共點力平衡條件的應(yīng)用（投影演示）

例題1：見課本例題1。（學(xué)生先進行思考，然后演示課件、討論。）

這是一個典型的三力平衡問題，通過對象選取、受力分析以及利用直角三角形的邊角關(guān)系求解，使學(xué)生掌握力的平衡問題的研究的基本方法。用課件動態(tài)演示拉力與支持力隨角度的變化關(guān)系，并從三角函數(shù)關(guān)系推證。

例題2：見課本例題2。（學(xué)生先進行思考，然后演示課件、討論，教師總結(jié)。）

本題的物體A受到四個力的作用，如果利用平行四邊形定則求解，顯然麻煩，而采用正交分解方法，使不在一條直線上的力，變成同一直線上的力，再利用平衡條件求解，就顯得方便。因此力的平衡條件可以寫出F合＝0或Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0。3.課堂小結(jié)（投影）

教師提問：剛剛我們進行了共點力平衡條件的應(yīng)用實踐，誰能歸納一下應(yīng)用力的平衡條件解題的基本步驟和基本方法？

學(xué)生回答，教師引導(dǎo)。

最后教師做歸納是：1．究對象；2．體受力；3．力的合成或分解圖；4．根據(jù)平衡條件列方程求解。

解題的基本方法是：三力問題可以通過力的合成的邊角關(guān)系求解，多力問題可以采用正交分解法求解。

七、總結(jié)與評價

在課堂中教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)、探究、討論等給予及時的評價、引導(dǎo)和總結(jié)；本課結(jié)束時，教師引導(dǎo)學(xué)生進行本次課綜合性總結(jié)；課后，通過測試題和作業(yè)來評價反饋。附：

（1）應(yīng)用訓(xùn)練題

學(xué)以致用：解決兒童樂園里滑滑梯角度設(shè)計問題（在教室解決）；

素質(zhì)檢測：分析江蘇江陰公路大橋鋼纜受力問題，用計算機完成相關(guān)計算；在網(wǎng)絡(luò)上搜索有關(guān)懸索橋的圖片，為柳州市大橋的建設(shè)提出自己的意見。（2）課后作業(yè)：做課本p.73練習(xí)－（1）－（4）題。

八、專家點評

北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所

《共點力作用下物體的平衡》這節(jié)課的設(shè)計思路新穎，教學(xué)實施效果較好。首先，本課最大的特點在于將物理知識與日常生活緊密聯(lián)系在一起，授課老師在組織授課內(nèi)容時基于教材又超越教材，有機地將學(xué)科知識融會貫通到日常生活現(xiàn)象和事件中，并自始至終地貫徹了“知識來源于生活，有了知識，生活會更美好”的思想。其次，在教學(xué)過程中較好地貫徹了“教師主導(dǎo)學(xué)生主體”的教學(xué)結(jié)構(gòu)思想。在教學(xué)過程中，教師運用生活中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情景、設(shè)計問題，設(shè)計物理實驗，組織教學(xué)內(nèi)容，提出有啟發(fā)性的引申問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)起來以后，積極地參與到實驗驗證、實驗猜想、探究規(guī)律的學(xué)習(xí)當(dāng)中。同時，課堂實施的小組合作學(xué)習(xí)有效，學(xué)生積極參與，學(xué)有所得。當(dāng)然，課堂學(xué)生的自主性調(diào)動得不夠。如果是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生人手一機或兩人一機，在自己操作的過程步步驗證、步步探究，其教學(xué)效果會比當(dāng)前的教學(xué)效果好很多，學(xué)生在自主探究的過程中逐漸完成意義建構(gòu)。

總得來說，本課在整個學(xué)習(xí)過程中，以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，教師起主導(dǎo)的作用，貫徹了新教材的教學(xué)思路。教學(xué)過程中，教師不僅注重知識的傳授，更注重物理方法的傳授，符合基礎(chǔ)教育新課程改革中不僅重知識更重方法的精神。

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《共點力作用下物體的平衡》

廣西柳州鐵路一中

一、概述

本節(jié)課為1課時，45分鐘。

《共點力作用下物體的平衡》是人教版新課標(biāo)教材高中物理必修Ⅰ（第一冊）第四章《牛頓運動定律》中的第七小節(jié)《用牛頓定律解決問題（二）》下的內(nèi)容。是學(xué)完了牛頓第二定律和牛頓第三定律后對牛頓運動定律的應(yīng)用。

本內(nèi)容的重點是共點力的平衡條件：F合=0，學(xué)生動手試驗，總結(jié)得出結(jié)論；難點是物體的受力分析，通過課堂實例分析來形成分析方法；學(xué)生比較容易產(chǎn)生疑惑的地方是物體受力在什么情況下可以認為是共點力，通過實例分析來歸納條件。

二、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析1．知識與技能

（1）能夠理解共點力的概念，分別舉例說明共點力和非共點力的情形；（2）能夠解釋平衡狀態(tài)的涵義，并能夠判斷一個物體所處的狀態(tài)是否平衡；（3）知道共點力作用下物體的平衡條件，能夠?qū)懗銎胶鈼l件的公式；（4）可以共點力作用下物體的平衡條件解決具體的生活實際問題；（4）對物體進行分析的能力和用平衡條件解決實際問題的能力；（5）運用現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備收集資料、解決實際問題的能力。2．過程與方法

（1）能夠設(shè)計實驗探究并驗證共點力下物體的平衡條件；

（2）能夠通過實驗和練習(xí)歸納出應(yīng)用力的平衡條件解決實際問題的基本步驟和基本方法；（3）能夠從物理現(xiàn)象和實驗中歸納出簡單的科學(xué)規(guī)律；（4）體驗科學(xué)理論得出的過程與方法；

（5）掌握由特殊到一般、一般到特殊的邏輯推理思維方式；（6）在小組合作探究中能夠清楚地表述自己的觀點，初步具有評估和聽取反饋意見的意識，有初步的信息交流能力；3．情感態(tài)度與價值觀

（1）認識到一些不平衡狀態(tài)會給人類生活帶來極大的災(zāi)難；

（2）意識到物理規(guī)律在現(xiàn)實生活中的重要作用，增強對物理學(xué)習(xí)的興趣；（3）在探究合作過程中，增強探究意識與合作意識，增強與人交流的意識；

（4）在用實驗得出結(jié)論的過程中，逐步樹立嚴謹科學(xué)的實驗態(tài)度和正確的認識觀；（5）通過平衡條件的實踐應(yīng)用，體驗戰(zhàn)勝困難、解決物理問題時的喜悅。

三、學(xué)習(xí)者特征分析

本節(jié)課的學(xué)習(xí)者特征分析主要是根據(jù)教師平時對學(xué)生的了解而做出的：學(xué)生是廣西柳州鐵路一中的高一學(xué)生

學(xué)生為高一的孩子，好奇心強，具有較強的探究欲望學(xué)生有過較多的小組合作經(jīng)驗

學(xué)生已經(jīng)學(xué)過牛頓第二定律和牛頓第三定律學(xué)生能夠進行牛頓運動定律的簡單應(yīng)用

學(xué)生在平常的學(xué)習(xí)和生活中已經(jīng)接觸到過一些零碎的關(guān)于共點力作用下物體平衡的例子四、教學(xué)策略的選擇與設(shè)計

探究引導(dǎo)策略：探討式學(xué)習(xí)；教師啟發(fā)引導(dǎo)

自主合作探究式學(xué)習(xí)策略：建立小組討論、交流、合作的課堂氛圍

情景創(chuàng)設(shè)策略：運用生活中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情景，設(shè)計問題，設(shè)計物理實驗，組織教學(xué)內(nèi)容，提出有啟發(fā)性的引申問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極地參與到實驗驗證、實驗猜想、探究規(guī)律的學(xué)習(xí)當(dāng)中

五、資源

人教版新課標(biāo)教材高中物理必修Ⅰ（第一冊）相關(guān)實驗器材，如彈簧秤若干、細線若干專門為本課設(shè)計的多媒體課件多媒體教室。

六、教學(xué)過程1．課題引入

（1）播放視頻，引起興趣

塔吊、走鋼絲等在生活中遇到的平衡問題及其應(yīng)用；引起學(xué)生對平衡問題的興趣。（2）教師演示實驗，引起思考

平衡狀態(tài)是一種常見的物體運動狀態(tài)；實驗演示一些特殊的平衡態(tài)：偏心輪在斜面靜止、鉛筆豎立在指尖等現(xiàn)象。（3）認識本節(jié)課的重要性

播放一些不平衡狀態(tài)給人們帶來的損害：重慶綦江虹橋坍塌、柳州四橋人行道坍塌等事故。由此指出學(xué)習(xí)好本節(jié)內(nèi)容的重要性。2．新課教學(xué)（要點）（1）共點力概念形成

a.（投影播放，引發(fā)思考）道路上勻速行駛的汽車、墻上掛著的物體、天花板上吊的廣告牌等受到哪些力作用，有什么特點？

b.（學(xué)生討論、教師引導(dǎo)，形成概念）如果幾個力都作用在物體的同一點，或者作用線相交于一點，這幾個力叫做共點力。實際問題中如果可以不考慮物體形狀和大小而把物體當(dāng)成一個質(zhì)點時，作用在該物體上的幾個力都可以被看作是共點力。

c.（概念強化，正反例變式）非共點力的幾種情況：（投影）稱物的桿秤、懸掛的日光燈。

（2）平衡狀態(tài)的理解

a.引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)平衡狀態(tài)的概念：物體保持靜止不動或勻速運動的狀態(tài)。b.請學(xué)生舉例。

（3）共點力作用下物體的平衡條件探究(學(xué)生動手實驗、總結(jié))

a.物體僅受到兩個力的情況：學(xué)生兩人一組實驗；學(xué)生總結(jié)二力平衡的特點。（實驗，

教師提問。）

b.物體受到三個力的情況：學(xué)生三人一組實驗，分別驗證不同夾角的情況，學(xué)生總結(jié)

三力平衡的特點。（實物投影學(xué)生在刻度盤上做的三力圖，任意兩個力的合力與第三力等大反向。）

c.物體受到四個力的情況：學(xué)生四人一組實驗，分別驗證不同夾角的情況；學(xué)生總結(jié)

四力平衡的特點。（實物投影學(xué)生在刻度盤上做的四力圖，任意兩力的合力與其他兩力的合力等大反向。）d.理論分析：

引導(dǎo)學(xué)生探討原因、總結(jié)規(guī)律。由牛頓第二定律a＝F合/m可知，當(dāng)F合＝0時，a＝0，物體保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)，因此共點力作用下物體的平衡條件是其所受合力為零。即F合＝0。

（4）共點力平衡條件的應(yīng)用（投影演示）

例題1：見課本例題1。（學(xué)生先進行思考，然后演示課件、討論。）

這是一個典型的三力平衡問題，通過對象選取、受力分析以及利用直角三角形的邊角關(guān)系求解，使學(xué)生掌握力的平衡問題的研究的基本方法。用課件動態(tài)演示拉力與支持力隨角度的變化關(guān)系，并從三角函數(shù)關(guān)系推證。

例題2：見課本例題2。（學(xué)生先進行思考，然后演示課件、討論，教師總結(jié)。）

本題的物體A受到四個力的作用，如果利用平行四邊形定則求解，顯然麻煩，而采用正交分解方法，使不在一條直線上的力，變成同一直線上的力，再利用平衡條件求解，就顯得方便。因此力的平衡條件可以寫出F合＝0或Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0。3.課堂小結(jié)（投影）

教師提問：剛剛我們進行了共點力平衡條件的應(yīng)用實踐，誰能歸納一下應(yīng)用力的平衡條件解題的基本步驟和基本方法？

學(xué)生回答，教師引導(dǎo)。

最后教師做歸納是：1．究對象；2．體受力；3．力的合成或分解圖；4．根據(jù)平衡條件列方程求解。

解題的基本方法是：三力問題可以通過力的合成的邊角關(guān)系求解，多力問題可以采用正交分解法求解。

七、總結(jié)與評價

在課堂中教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)、探究、討論等給予及時的評價、引導(dǎo)和總結(jié)；本課結(jié)束時，教師引導(dǎo)學(xué)生進行本次課綜合性總結(jié)；課后，通過測試題和作業(yè)來評價反饋。附：

（1）應(yīng)用訓(xùn)練題

學(xué)以致用：解決兒童樂園里滑滑梯角度設(shè)計問題（在教室解決）；

素質(zhì)檢測：分析江蘇江陰公路大橋鋼纜受力問題，用計算機完成相關(guān)計算；在網(wǎng)絡(luò)上搜索有關(guān)懸索橋的圖片，為柳州市大橋的建設(shè)提出自己的意見。（2）課后作業(yè)：做課本p.73練習(xí)－（1）－（4）題。

八、專家點評

北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所

《共點力作用下物體的平衡》這節(jié)課的設(shè)計思路新穎，教學(xué)實施效果較好。首先，本課最大的特點在于將物理知識與日常生活緊密聯(lián)系在一起，授課老師在組織授課內(nèi)容時基于教材又超越教材，有機地將學(xué)科知識融會貫通到日常生活現(xiàn)象和事件中，并自始至終地貫徹了“知識來源于生活，有了知識，生活會更美好”的思想。其次，在教學(xué)過程中較好地貫徹了“教師主導(dǎo)學(xué)生主體”的教學(xué)結(jié)構(gòu)思想。在教學(xué)過程中，教師運用生活中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情景、設(shè)計問題，設(shè)計物理實驗，組織教學(xué)內(nèi)容，提出有啟發(fā)性的引申問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)起來以后，積極地參與到實驗驗證、實驗猜想、探究規(guī)律的學(xué)習(xí)當(dāng)中。同時，課堂實施的小組合作學(xué)習(xí)有效，學(xué)生積極參與，學(xué)有所得。當(dāng)然，課堂學(xué)生的自主性調(diào)動得不夠。如果是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生人手一機或兩人一機，在自己操作的過程步步驗證、步步探究，其教學(xué)效果會比當(dāng)前的教學(xué)效果好很多，學(xué)生在自主探究的過程中逐漸完成意義建構(gòu)。

總得來說，本課在整個學(xué)習(xí)過程中，以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，教師起主導(dǎo)的作用，貫徹了新教材的教學(xué)思路。教學(xué)過程中，教師不僅注重知識的傳授，更注重物理方法的傳授，符合基礎(chǔ)教育新課程改革中不僅重知識更重方法的精神。

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