2022人教版選修（2-2）《共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用》word教案

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1、2022人教版選修（2-2）《共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用》word教案 第二節(jié) 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 人教版高中物理第一冊(cè)（必修）第四章第二節(jié) 一、教材與學(xué)情分析： 1.教材分析 （1）教學(xué)內(nèi)容 《共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用》是人民教育出版社高中物理第一冊(cè)（必修）第 四章第二節(jié)的內(nèi)容。其主要內(nèi)容是對(duì)共點(diǎn)力平衡狀態(tài)的進(jìn)一步理解和對(duì)平衡條件的應(yīng)用。 （2）教材的地位與作用 本章是在前幾章知識(shí)的基礎(chǔ)上提出的物體運(yùn)動(dòng)的一種特殊狀態(tài)—平衡態(tài)。要解決好共點(diǎn)力下物體的平衡問(wèn)題，受力分析是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵。教材列舉了兩個(gè)例題， 不僅要讓學(xué)生加深對(duì)平衡條件的理解，更是要讓他們學(xué)習(xí)和掌握解決共點(diǎn)

2、力物體平衡問(wèn)題的基本思路和方法（即：力的合成法、正交分解法等等）。因此，它對(duì)訓(xùn)練學(xué)生的思維能力有著十分重要的作用。 2.學(xué)情分析 高一學(xué)生學(xué)習(xí)了“受力分析”、“牛頓第二定律”等基礎(chǔ)知識(shí)，已經(jīng)具有一些分析簡(jiǎn)單物理問(wèn)題的能力。在此基礎(chǔ)上我們處理平衡問(wèn)題，利用平衡條件來(lái)解題應(yīng)該問(wèn)題不大。但是，由于高一學(xué)生對(duì)受力分析理解不透徹，而且又是首次接觸正交分解法的應(yīng)用，所以還不能很靈活地用。 二、教學(xué)目標(biāo) 依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念和學(xué)生情況，現(xiàn)制定如下教學(xué)目標(biāo)： 1.知識(shí)與技能： ①能利用共點(diǎn)力物體的平衡條件解決平衡問(wèn)題； ②通過(guò)解決平衡問(wèn)題進(jìn)一步理解共點(diǎn)力平衡狀態(tài)； ③能夠熟練地應(yīng)用

3、〝力的合成法、分解法、正交分解法〞等方法來(lái)解決實(shí)際的物理問(wèn)題。 2.過(guò)程與方法： ①通過(guò)學(xué)案導(dǎo)學(xué)讓學(xué)生自己探究共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的應(yīng)用思路和方法。 ②通過(guò)經(jīng)歷完整的探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生靈活分析和解決問(wèn)題的能力。 ③通過(guò)學(xué)生間的交流和評(píng)價(jià)培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。 3．態(tài)度情感與價(jià)值觀： ①通過(guò)處理平衡問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成具體問(wèn)題具體分析的科學(xué)思維方式。 ②通過(guò)平衡問(wèn)題讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到平衡問(wèn)題中的平衡美、對(duì)稱美等美育教育。 4.教學(xué)重點(diǎn)： ①受力分析 ②正交分解法 5、教學(xué)難點(diǎn)： 受力分析，正交分解法，共點(diǎn)力平衡條件的綜合應(yīng)用。 三、教學(xué)媒體： 多媒體課件、展示臺(tái)

4、、學(xué)案。 開 始 學(xué)案導(dǎo)學(xué)：回顧上一節(jié)的相關(guān)知識(shí) 復(fù)習(xí)共點(diǎn)力平衡的條件 探究1：三力平衡的解題方法 探究2：多個(gè)共點(diǎn)力平衡下的解題方法 總結(jié)規(guī)律 鞏固練習(xí) 力的合成法、力的分解法…… 正交分解法 應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件解題的思路 四、教學(xué)流程： 五、教學(xué)過(guò)程 教學(xué)環(huán)節(jié) （時(shí)間） 教學(xué)內(nèi)容與教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 復(fù)習(xí)導(dǎo)入(利用學(xué)案)(約5分鐘) （1）如果一個(gè)物體能夠保持 靜止或 勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說(shuō)該物體處于平衡狀態(tài)。 (2)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)

5、a.物體所受各個(gè)力的合力等于零這就是物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件；如果把這些共點(diǎn)力分解在相互垂直的坐標(biāo)軸上，其平衡方程是Fx＝0 Fy＝0 b.它所受的某一個(gè)力與它所受的其它各力的合力的關(guān)系是: ①二力平衡時(shí)：二力等大反向,作用在同一條直線上 ②三力平衡時(shí)：其中一個(gè)力與其它兩個(gè)力的合力等大反向.（而且這三個(gè)力可以構(gòu)成一個(gè)封閉的三角形） ③多力平衡時(shí)：其中一個(gè)力與其它所有力的合力等大反向. （而且這多個(gè)力可以構(gòu)成一個(gè)封閉的多邊形） 〖組織形式〗復(fù)習(xí)共點(diǎn)力平衡狀態(tài)和平衡條件。讓學(xué)生做二力平衡、三力平衡、多力平衡的實(shí)驗(yàn)，并把上面的填空做一做。 ⑴讓一個(gè)學(xué)生雙腳站在講臺(tái)上不

6、動(dòng)，再單腳站起來(lái)（體會(huì)二力平衡）；⑵讓學(xué)生把文具盒放在書上不滑下（體會(huì)三力平衡）； ⑶讓學(xué)生輕輕推書緩慢移動(dòng)（即：勻速運(yùn)動(dòng)）（體會(huì)多力平衡）。然后，回憶總結(jié)出物體處于平衡狀態(tài)的條件。 讓學(xué)生體會(huì)二力平衡、三力平衡、多力平衡。同時(shí)也通過(guò)學(xué)生的參與來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，創(chuàng)設(shè)一個(gè)和諧的學(xué)習(xí)氛圍。 進(jìn)行新課 探究1：三力平衡的解題思路與方法。 （約13分鐘） 一、三力平衡問(wèn)題的解題思路和方法。 【問(wèn)題情境】（教材72頁(yè)的例題1） 圖1 例題1：沿光滑的

7、墻壁用網(wǎng)兜把一個(gè)足球掛在A點(diǎn)，如圖1，足球的質(zhì)量為m，網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì)。足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B，懸繩與墻壁的夾角為a。求：懸繩對(duì)球的拉力和墻壁對(duì)球的支持力。 〖問(wèn)題〗 ①你準(zhǔn)備選哪個(gè)物體作為研究對(duì)象？ ②分析你所選的研究對(duì)象處于什么狀態(tài)？ ③分析你所選的研究對(duì)象的受力情況。 ④可以用哪些方法來(lái)求解？ ⑤能否概括一下用共點(diǎn)力平衡條件來(lái)解題的步驟？ 〖組織形式〗⑴在學(xué)習(xí)例題時(shí)，請(qǐng)先遮住例1的解答自已思考并分組討論，畫出受力分析圖； ⑵讓學(xué)生還要分組討論用盡可能多的方法解決本題 （3）把學(xué)生分成幾個(gè)小組進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)、比賽，教師要適當(dāng)點(diǎn)撥。 ［教師分析］取足球和網(wǎng)兜作為研究對(duì)象，分析它受

8、到那些力的作用。如圖2所示。它共受到三個(gè)力的作用：重力G＝mg，墻壁的支持力F1,懸繩的拉力F2. 這三個(gè)力一定是共點(diǎn)力。重力的作用點(diǎn)在球心O點(diǎn)，支持力F1，沿球的半徑方向,G和F1的作用線必交與O點(diǎn)。用平行四邊形定則求出它們的合力F，這時(shí)足球和網(wǎng)兜相當(dāng)于受到兩個(gè)力（F和F2）。由二力平衡條件可判定F2的作用線也必過(guò)O點(diǎn)，即原來(lái)的三個(gè)力是共點(diǎn)力。 （投影儀展示解法） F2 F1 G F 解法一:合成法 ［解］取足球和網(wǎng)兜為研究對(duì)象。由共點(diǎn)力的平衡條件可知，F(xiàn)1和mg的合力F與F2大小相等、方向相反。從圖示的平行四邊形可求 得： F1 =mgtana F2=mg/cos

9、a （這個(gè)方法很多同學(xué)都能夠想到，它實(shí)際就是把三力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡） 【拓展】：由F1和F2的合力與重力G等大反向；或則由F2和重力G的合力與F1等大反向能夠求出F1和F2嗎？（可能有同學(xué)提出：分解的方法） 解法二：分解法 F2 G F`2 F`1 F1′ O ′ α ［解］取足球和網(wǎng)兜為研究對(duì)象，受三個(gè)共點(diǎn)力作用，如圖所示，將重力G分解為F和F，由共點(diǎn)力平衡條件可知，F(xiàn)1 和F的合力必為零，F(xiàn)2 和F的合力必為零。所以： F1 = F =mgtana F2 =F=mg/cosa （預(yù)案）（可能有同學(xué)提出：正交分解的方法） 處理方法：把正交分解的方法放

10、在后面多力平衡中作為重點(diǎn)來(lái)講。 【反思】：力的合成法、力的分解法實(shí)際上就是解三角形。 【總結(jié)】求解共點(diǎn)力下物體平衡的一般步驟： 〖組織形式〗讓學(xué)生總結(jié)并進(jìn)行概括 （1）選擇研究對(duì)象。 （2）受力分析并畫出受力示意圖。 （3）根據(jù)平衡條件列方程 （4）求解，必要時(shí)需要進(jìn)行討論。。 ⑴學(xué)生思考并分組討論，畫出受力分析圖。教師在實(shí)物投影儀上展示。 ⑵學(xué)生分組討論用盡可能多的方法解決本題。教師在實(shí)物投影儀上展示學(xué)生的解法。 ⑶同時(shí)分組讓學(xué)生來(lái)進(jìn)行講解，并展開競(jìng)爭(zhēng)。 ⑷讓學(xué)生來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師也要進(jìn)行鼓勵(lì)性的評(píng)價(jià)。

11、 通過(guò)學(xué)生的合作與探究學(xué)習(xí)可以得出三力平衡的解題思路和不同方法。然后，由學(xué)生自己加以概括用共點(diǎn)力解題的一般步驟。 學(xué)生總結(jié)并進(jìn)行概括 ①通過(guò)學(xué)生的討論與思考培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。②通過(guò)學(xué)生的分組競(jìng)爭(zhēng)培養(yǎng)他們競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)，同時(shí)可以活躍課堂氛圍。 ③通過(guò)學(xué)生的互評(píng)與教師的評(píng)價(jià)讓學(xué)生找到自己的不足，激發(fā)探究的動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)的熱情。 ①如此一題多解可以訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的物理素質(zhì)。②可以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)。③更顯得合作學(xué)習(xí)的重要。 ④可以實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)。 一方面

12、讓學(xué)生養(yǎng)成反思的習(xí)慣，另一方面提高學(xué)生的表達(dá)能力。 探究2：多個(gè)共點(diǎn)力下用平衡條件解題的思路與方法（正交分解法）（約19min) 下面我們來(lái)看一個(gè)例題（投影題目），想一想：你會(huì)怎樣做？看用上面的方法能否做出來(lái)？ 二、多個(gè)共點(diǎn)力下用平衡條件解題的思路與方法（正交分解法） 從上面的分析可以知道物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡，其中任意兩個(gè)力的合力一定跟第三個(gè)力大小相等，方向相反，當(dāng)物體受到三個(gè)以上共點(diǎn)力作用時(shí)，我們又將怎樣分析解答呢？ 【問(wèn)題情境】 例題2： 物體A在沿斜面向上的外力F作用下，沿傾角q的斜面勻速下滑，如圖2。物體A受的重力為G。求斜面對(duì)物體A的支持力和A

13、與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)m。 〖問(wèn)題〗 ①物體處于什么狀態(tài)？ ②分析你所選的研究對(duì)象的受力情況。 ③能否畫出物體的受力分析圖。 ④選取什么方法求解？又如何建立坐標(biāo)系呢？ ⑤讓一部分學(xué)生沿斜面和垂直斜面建系再讓另一部分學(xué)生沿水平方向與豎直方向建系，并比較二者的優(yōu)越性。如此探究用正交分解法解題的方法。 （這樣先把力F設(shè)計(jì)成沿斜面方向就使題的難度減少了，同時(shí)也遵循了循序漸進(jìn)的原則） 〖組織形式〗⑴學(xué)生獨(dú)立思考2min，然后周圍分小組討論、交流和探究，交流過(guò)程中可以請(qǐng)教老師。⑵完成研究后，選兩三個(gè)小組上臺(tái)報(bào)告（包括演示過(guò)程、言語(yǔ)表述和板演），師生作出評(píng)價(jià)。（3）學(xué)生要通過(guò)探究比較出沿斜

14、面與垂直斜面和沿水平方向與垂直水平方向建系哪種方法好。 （投影儀展示解題過(guò)程） ［解］受力分析如圖3所示： 1.沿斜面和垂直斜面建立坐標(biāo)系 x方向： （1） y G Fμ N 圖3 F θ x y方向： （2） 又因?yàn)? Fμ=mN 解得： N=Gcosθ m= 2.沿水平方向和豎直方向建立坐標(biāo)系（如圖4） 圖2 F θ x y G Fμ N F 圖4 【例題3】：（教材72頁(yè)的例題2） 物體A在水平力F1= 400 N的作用下，

15、沿傾角θ=600 的斜面勻速下滑。 物體A受的重力G = 400N，求斜面對(duì)物體A的支持力和A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。 〖問(wèn)題〗 ①：確定研究對(duì)象是哪個(gè)物體？ ②：對(duì)物體A進(jìn)行受力分析。 ③：畫出物體的受力圖。 ④：本題采用什么方法，如何建坐標(biāo)系？ 〖組織形式〗（1）學(xué)生先獨(dú)立思考，然后分小組討論、交流和探究如何建立坐標(biāo)系比較簡(jiǎn)單。 （2）學(xué)生分x與y軸列出方程.教師與學(xué)生互評(píng)，多鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)。 （3）由各組的學(xué)生代表來(lái)概括用正交分解法解題的一般步驟。 ［解］ Fx合 = Fμ + F1cosθ－Gsinθ=0………(1) Fy合

16、=N-F1sinθ-Gcosθ=0………(2) 由(2)式得 N= Gcosθ+F1sinθ=564N 由（1）得 Fμ = G sinθ-F1cosθ=146 N μ= Fμ/N =0.27 【反思】 ①如果沿水平與豎直方向建立坐標(biāo)系又如何呢? ②建立坐標(biāo)系的原則：i）要讓更多的力落在坐標(biāo)軸上; ii）盡量讓未知力落在軸上. ①學(xué)生獨(dú)立思考，畫出物體的受力分析圖。 ②學(xué)生分組討論用什么方法求解/

17、 ③學(xué)生討論如何建立坐標(biāo)系？ ④學(xué)生通過(guò)合作學(xué)習(xí)并探究用正交分解解題的方法解題。 ⑤讓兩組學(xué)生沿斜面和垂直斜面建立坐標(biāo)系求解；另兩組沿水平和豎直方向建立坐標(biāo)系求解。這四組同學(xué)比賽看哪種方法好，然后讓學(xué)生作出點(diǎn)評(píng)。 ①學(xué)生獨(dú)立思考，畫出物體的受力分析圖。 ②學(xué)生討論如何建立坐標(biāo)系？ ③學(xué)生書寫完整的解題過(guò)程。 ④教師點(diǎn)評(píng)與學(xué)生點(diǎn)評(píng)相結(jié)合，教師投影學(xué)生的答題情況。 ⑤學(xué)生概括用正交分解法解題的一般步驟。 ①通

18、過(guò)循序漸進(jìn)分步讓學(xué)生分析，可以優(yōu)化學(xué)生的思維，讓學(xué)生的思維變得有條理。 ②通過(guò)學(xué)生的交流與討論可以培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。 ③通過(guò)學(xué)生的板演可以使學(xué)生規(guī)范解題。 ①學(xué)生獨(dú)立思考并畫受力分析圖讓學(xué)生自己體會(huì)探究正交分解方法的應(yīng)用。 ②教師與學(xué)生的互評(píng)不僅活躍了課堂氛圍同時(shí)提高了學(xué)生的能力。 ③讓學(xué)生概括并回答可以培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力與思維能力。 【總結(jié)】 ①求解共點(diǎn)力下物體平衡的方法：三力平衡時(shí)用力的合成法、力的分解法。 多力平衡時(shí)用正交分解法。 ②用正交分解法解共點(diǎn)力平衡的一般步驟： （1）選擇研究對(duì)象。 （2）受力分析 （3）建立坐標(biāo)系

19、（要讓盡可能多的力在軸上） （4）根據(jù)平衡條件列方程Fx合＝0； Fy合＝0。 （5）求解, 必要時(shí)需要進(jìn)行討論。 小結(jié)（約3min） 對(duì)本節(jié)內(nèi)容及探究思路進(jìn)行小結(jié)，并對(duì) 學(xué)生活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 學(xué)生共同參與、相互補(bǔ)充 歸納知識(shí)、整理思路、總結(jié)方法。 知識(shí)應(yīng)用與鞏固 作業(yè)布置: ①完成學(xué)案中的“鞏固練習(xí)”。 ②思考題：教材73頁(yè)練習(xí)一第（4）題 學(xué)生課后獨(dú)立完成 鞏固、落實(shí) 六、板書設(shè)計(jì)： 課題： 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 一、三力平衡問(wèn)題的解題思路和方法。 1、合成法； 2、分解法； 3、正交分解

20、法。 二、多個(gè)共點(diǎn)力下用平衡條件解題的思路與方法（正交分解法） 【總結(jié)】 1、求解共點(diǎn)力下物體平衡的方法：力的合成法、力的分解法、正交分解法。 2、求解共點(diǎn)力下物體平衡的一般步驟： （1）選擇研究對(duì)象。 （2）受力分析并畫出示意圖。 （3）列平衡方程（正交分解法則要分方向列平衡方程解即：Fx＝0； Fy＝0）。 （4）求解，必要時(shí)需要進(jìn)行討論。 七、教學(xué)反思： 《共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用》是人民教育出版社高中物理第一冊(cè)（必修）第四章第二節(jié)的內(nèi)容。其主要內(nèi)容是對(duì)共點(diǎn)力平衡狀態(tài)的進(jìn)一步理解和對(duì)平衡條件的應(yīng)用。

21、在前一課時(shí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)了什么是共點(diǎn)力的平衡狀態(tài)與平衡條件。那如何根據(jù)平衡條件來(lái)處理平衡問(wèn)題呢？因此本節(jié)課重點(diǎn)是介紹了幾種處理平衡問(wèn)題的常用方法（如：力的合成法、正交分解法等）。難點(diǎn)是對(duì)正交分解法的理解與應(yīng)用。希望通過(guò)學(xué)習(xí)解物體平衡問(wèn)題的思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范靈活分析、解決問(wèn)題的能力。 本節(jié)課的教學(xué)程序安排如下： 1． 知識(shí)回顧，引入新課：通過(guò)讓全體學(xué)生共同參與小實(shí)驗(yàn)：①讓學(xué)生起立后站在地上不動(dòng)回答是平衡狀態(tài)嗎？ ②讓學(xué)生把文具盒放在書上不滑下③讓學(xué)生輕輕推書緩慢移動(dòng)。④讓一部分學(xué)生站到過(guò)道上跳起來(lái)，在最高點(diǎn)時(shí)他們是不是也是處于平衡狀態(tài)呢？然后回憶總結(jié)出物體處于平衡狀態(tài)的條件。 2． 教

22、學(xué)過(guò)程：主要是通過(guò)教材第一個(gè)例題創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,然后讓學(xué)生自己來(lái)探究:三力平衡的解題思路與方法---合成法、分解法；為了探究多力平衡的解題思路與方法---正交分解法,精心設(shè)計(jì)了一個(gè)例題,起到了極佳的作用。同時(shí)又層層推進(jìn),并通過(guò)教材上的例題2不但回顧了前面的解題方法而且又上升了一個(gè)層次即:對(duì)前面的解題思路加以了總結(jié)。教學(xué)中，學(xué)生很是活躍，積極回答問(wèn)題并上黑板板演。更可喜的是有學(xué)生還有創(chuàng)新的想法。如：有學(xué)生提出了用矢量三角形、正交分解的方法等等。 3． 反思總結(jié):主要是引導(dǎo)學(xué)生自己來(lái)反思、總結(jié)。通過(guò)引導(dǎo)有學(xué)生能夠積極主動(dòng)地站起來(lái)對(duì)所講的內(nèi)容加以了總結(jié)，而且總結(jié)得特別清楚、完整、重點(diǎn)突出，以致把課堂推向了高潮。 整個(gè)課堂教學(xué)進(jìn)程順利，學(xué)生活躍,能夠積極主動(dòng)地探究、思考問(wèn)題。但是還存在不足： 1． 在今后的教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用還應(yīng)該加強(qiáng)。物理課堂不僅要閃耀著智慧的光輝，更要體現(xiàn)人性的魅力。那我們要充分地相信學(xué)生，把課堂放心地交給學(xué)生，讓他們成為課堂的主人。 2． 板書設(shè)計(jì)不太合理。板書其實(shí)也是教學(xué)中的重要組成部分。本堂課為了給學(xué)生留下足夠的空間，就忽略了自己板書的規(guī)范，今后要注意兼顧。 總之，通過(guò)這次的賽課我是受益匪淺，讓我更明確了自己在教學(xué)中存在的問(wèn)題。在以后的工作中，我要不斷改進(jìn)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)與反思，使自己進(jìn)步更大更快。