统编人教版物理高中必修第一册《5共点力的平衡》优秀教案教学设计

1、第11页共12页课时教案第二单元第7案总第一案课题：3.5 共点力的平衡 （2课时）年 月 日教学目标 核心素养物理观念：理解平衡状态，掌握共点力平衡的条件及推论；科学思维：进一步熟练掌握受力分析的方法：科学思维：进一步熟练掌握正交分解法：科学思维：能依据平衡条件利用合成或分解方法计算平衡问题；教学重点1、平衡概念的理解2、正交分解法的应用3、共点力平衡条件及推论应用教学难点1、正交分解法2、平衡条件的灵活应用3、局考考点课型新授教具教法教 学 过 程教学环节教师活动预设学生活动预设引入：教师根据学生回答课前问题后，总结：物体在几个共面的力作 用下处于平衡，这几个力要么平行，要么共点。本章重点

2、研究 共点力作用下物体的平衡。学生回顾：什么是共点力。（要强调共点力的交点不一定在物体上）一、平衡状态L定义：物体在力的作用下处于静止或匀速直线运动,我们就说 这个物体处于平衡状态。【思考与判断】判断下列问题的是否正确？汽车以大小不变的速率转弯，是处于平衡状态。（X ）阅读课本P72上部 内容，观察四个图， 思考回答课前问 题。此处注意辨析静止 和速度为零的关系教学环节教师活动预设学生活动预设物体的速度为零时，一定是处于平衡状态. ( X)(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价止。(V )(4)处于相对静止的物体，一定是平衡状态。(X )2.平衡条件由二力平衡和多力合成方

3、法分析得出：共点力作用下物体的平衡条件是：E、=0 (正交分解表示法) r1或者根据平衡概念得出：物体的加速度为零。热身训练：一物体同时受到共面的三个力的作用，下列几组力可以使物体平衡的是(ABD)A.5N、7N、8NB.5N、2N、3NC.1N、5N、10ND.1N、ION、10N【思考回答】(1)物体在两个以上力的作用下处于平衡状态时，它所受的某一个力与其余力的合力什么关系。答：(等大反向、共线或互为平衡力)(2)物体在三个及以上共点力作用下处于平衡状态时，平移力的作用线,，使之首尾相接，必构成一个封闭的多变形。【疑难辨析】三力汇交原理(了解)物体在作用线共面的三个非平行力的作用下处于平衡

4、状态时，这三个力的作用线必相交于一点。拓展问题：如果几个力交与一点，物体平衡吗？(不一定)。可以向学生说明： 合力为零和加速 度为零是等价的。第二点可以通过 三力平衡作图说 明，推广到多力 平衡。教学环节教师活动预设学生活动预设速度为零就是物体处于静止状态吗？答：不是物体保持静止状态说明速度为零，加速度也为零。如 果速度为零，加速度不一定为零，就不能说是处于静止状态。（举 例说明）物体在多个力作用下处于平衡状态，若撤去一个力，物体是 否会沿着撤去力的反方向运动呢？强调说明：如果撤去一个力后不会引起其余力的变化，则物体 会沿撤去那个力的反方向运动，如果引起其余力的变化则物体 不一定会运动。准静止

5、状态（暂态平衡）？物体在几个力的作用下在缓慢运动的过程中，可以认为物 体处于准静止状态，适合用平衡条件解决问题。二、共点力作用下物体平衡的解题方法1 .力的合成法例.如图所示，三根完全相同的绳子在“O点打结将质量为m的重物挂起，已知AO绳与竖直方向的夹角为aOB绳呈0k水平状态，求此时两绳AO、OB的拉力。C变式：若逐渐增加被吊重物的重力，判断AO、OB哪根绳子先 断？解：（略）教学环节教师活动预设学生活动预设2.正交分解法题目同例1A解:（略）葭C_综合以上两种解法，得出解决物体平衡问题的基本解题步骤：认真审题，选择合理的研究对象。分析研究对象的运动状态，判断是否处于平衡状态。对研究对象进行

6、受理分析，画出受力分析图。根据平衡条件列出受力平衡的方程。求解方程，必要时作出合理的分析讨论。练：如图所示，弹簧AB原长为35cm, A端挂一个重50N的重物，置于倾角为30。的斜面上。手执弹簧的B端，当物体匀速下滑时，弹黄的长度为40cm,匀速上滑时弹簧长度为50cm,求弹黄的劲度系数及物体与斜面间的动摩擦因数。B303.整体法、隔离法（1）隔离法：为了研究系统（连接体）内某个物体的受力和运 动情况，把某个物体（或某些物体或某个物体的一部分）从整体 中隔离出来，作为研究对象，只分析这个研究对象受到的外力， 由此可以建立相关的平衡（或动力学）方程。教学环节教师活动预设学生活动预设（2）整体法：

7、当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的 力和运动时，把若干个运动状态相同的物体看作一个整体，只 分析外部对这一整体的作用力，不必分析系统内部物体之间的 作用力（即内力），由此可以很方便地求出整体的相关的外力， 使解题十分简捷。有时候整体法和隔离法交替使用。例.用轻质细线把两个质量均为小的小球悬挂起来，如图所示。 求两段绳的拉力。练1 .如图所示，物体B的上表面水平，当A、B相对静止沿斜 面匀速下滑时，斜面保持静止不动，则下列判断正确的有（）A.物体B的上表面一定是粗糙的B.物体B、C都只受4个力作用C.物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右GD.水平面对物体C的支持力小于三/物体的重力大小

8、之和V777777772.有一个直角支架AOB, AO水平放直，表面粗糙，OB竖直向 下，表面光滑。AO上套有小环P, OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环由一根质量可 忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位直平 衡（如图所示）o现将P环向左移一小段距离， 两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原的平衡状态比较，AO杆对P环的教学环节教师活动预设学生活动预设4 .三角形相似法在具体的问题中，当表示力的大小的矢量三角形与其对应的 几何三角形相似，可利用相似三角形对应边的比例关系求解力 的大小。变式：细绳跨过 定滑轮，两端各 固定一个小球 A、B处于平衡, 问，质量大的靠 近顶端还是质量 小的

9、靠近顶端？.如图所示，光滑半球固定在水平面上，球 心O的正上方有一小定滑轮，用力缓慢得 她将小球拉向B点，在此过程中，小球对半 球面的压力Fn,及细绳的拉力F的变化情 况是（）A.Fn变大，F不变 B.Fn变大，F变大C.Fn不变，F变小D.Fn变大，F变小.如图所示，细绳AB与轻杆BC的连结于B点，杆可绕C点自 由转动，通过B点悬挂一重物，处于静止状 态。若将A点稍下移一点后，重物仍静止。求细绳的拉力T及轻杆上的压力N大小如何 变化？.图解法分析动态平衡问题图解法的基本程序是：对研究对象在状态变化过程中的若干 状态进行受力分析，依据某参量的变化（一般为某一角），在统 一图中作出若干状态下的平

10、衡受力图（力的平行四边形或三角 形），再由动态的边长及角度的变化来确定某些力的大小及方向 的变化情况。教学环节教师活动预设学生活动预设例.如图所示，半圆形支架BAO,两细绳OA与OB结于圆心O, 下悬重为G的物体，使O A绳固定不动，O点的位置不变，在七仔OB绳的B端沿半圆支架从水平位道逐 渐移至竖直位直C ”的过程中，分析OA 绳与OB绳所受拉力的大小如何变化？类似练习，斜面 上挡板挡住小 球。挡板转动， 小球受到的各 力的变化情况。6 .极限法分析临界问题和极值问题(1)临界问题：临界状态是指当某物理量变化时，会引起其他 几个物理量的变化，从而使物体恰好出现或恰好不出现的 转折状态。涉及临

11、界状态的问题叫临界问题，在题目中常用“刚 好，”刚能”恰好等词语描述。极值问题：在题目中常用最大最小不大于范国等词语描述。极限分析法就是将某物理量的变化推向极端：很大或很小，观察物体所处的状态是否符合题意，从而暴露其中的临界或极 值问题。例1.如图所示，在粗糙水平面上放一质量为mi、倾角为e的斜 面，质量为m的木块在竖直向上的力F作用下，沿斜面勺速下滑，此过程中斜面保持铮止，则地面对斜面：A.无摩擦力B.有水平向左的摩擦力C.支持力为(M+m) gD.支持力小于(M+m) g教学环节教师活动预设学生活动预设2.斜劈A超止在水平面上，物体B静止在斜劈上，B与A之间摩擦力为无，A与地之间摩擦力为6

12、，水平力F作用在B上， TOC o 1-5 h z 若F再增大些，整个装血仍鄢止则（）A. 8与力都变大B.力变大，力不-定变大7 c.力变大，力不一定变大L“二厂d.人与心都不一定变大3质量为尸1kg的物体放在倾角为。=37。的斜面上，先用一平行 于斜面的外力沿斜面向上作用在物体上，当物体与斜面间的动 摩擦因数“二0.5时，求能使I静止在斜面/上的外力F的范围。（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，/Xg=10m/ s2)教学环节教师活动预设学生活动预设专题分析：关于绳中的张力问题（力的合成中菱形应用）要注意“滑轮悬挂重物“与“绳子栓结重物”的区别。如果用 动滑轮悬挂重物，滑轮摩擦不计，滑轮可以

13、自由移动，两股绳 拉力相等，如果用绳子栓结重物，各段绳中拉力可能不相等。.如图所示，有两根立于水平地面上的竖直杆，将一根不能伸长 的、柔软的轻绳的两端，分别系于竖直杆上不等高的两点n、b 上，用一个光滑的动滑轮O悬挂一个重物后再挂在绳子上，达 到平衡状态。现保持轻绳的端不动，将力端缓慢下移。在此 过程中，轻绳的张力的变化情况是（）.如图所示，；得一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B 两点上，一物体用动滑轮悬挂于绳子上，达到平衡时，两段绳 间的夹角为仇，绳子张力为R;将绳子B端移至C点，待整个 系统达到平衡时，两段绳间的夹角为灰，绳子张力为Fz：将 绳子B端移至D点，待整个系统达到平衡时，两段绳间的夹角 为仇,绳子张力为F3,不计摩擦，则 | 为A、01= 02= 03B、01= 02 0