共点力的平衡条件（教学设计）

粤教版第三章研究物体间的相互作用第五节共点力的平衡条件教学设计“实验引领，合作探究”寻找共点力的平衡条件一、教学分析（教学内容与学生情况）1．综述：在初中已学习二力平衡和高中学了受力分析、力的计算基础上来学习本节内容，这既是对已学知识的加深、拓展，也是为继续学习动力和力做基础和铺垫。对于学生而言，受力分析是难点，而再结合力的合成和分解进行力的运算就更加难。所以，让学生从生活的实景中分析相关力的平衡问题，从生活到物理，再到生活，以实例和实验为引领，把枯燥的理论形象化、趣味化，合作探究物理规律。2.重点与难点重点：通过实验探究，找出共点力的平衡条件难点：共点力平衡条件的建立过程突破难点的方法是，从二力平衡的条件F合=0出发，以“力的合成”（或“力的分解”）为基础，通过实验，运用等效替代的方法，得出不在一直线上、三个共点力的平衡条件F合=0，并推广到一般情况，即共点力的平衡条件为F合=0，体现从特殊到一般的归纳推理过程。3.教法与学法演示实验结合探究式、合作式学生实验二、学习三维目标1．知识与技能（1）认识共点力、平衡状态等概念。（2）知道共点力的平衡条件。（3）能用共点力的平衡条件解决生活中的问题。2．过程与方法（1）经历探究性实验的过程，培养学生观察能力、分析能力和概括能力。（2）体会物理学的研究方法。3．情感态度与价值观通过探究活动，养成积极主动探究知识的态度和合作精神。三、教学资源1.学生分组实验：轻质小圆环、细绳、钩码若干、弹簧秤若干、画有等间距的同心圆纸片、薄木板、图钉、直尺、铅笔。2.多媒体资源：有关平衡的图片和实验视频等。四、教学流程情景情景图片引入设问平衡状态共点力活动I实验探究物体平衡的条件活动II演示实验活动III理论探究应用小结总结应用五、思维导图平衡状态平衡力（共点力）平衡状态平衡力（共点力）共点力的平衡条件三力平衡合成法合力为零二力平衡四力平衡分解法合力为零条件 六、教学过程教学环节教学——学习过程方法应用课题引入情景导入，激发悬念杂技中的平衡、平衡表演，激发兴趣电脑展示图片1：气球被风吹倾斜，停在空中电脑展示图片2：吊车匀速提起货物结合以上实例，提出以下问题给学生进行讨论与交流。问题1：气球受到哪些力？处于什么状态？问题2：货物受到哪些力？处于什么状态？问题3：这些力都有什么特点？（引导学生分析物体所受到的力的作用线的特点）得出结论1：气球受重力、拉力、浮力和风力的作用，处于静止状态。得出结论2：货物受重力和拉力的作用处于匀速直线运动状态。得出结论3：物体受到的力都作用在物体的同一点上，或者几个力的作用线相交于同一点。从生活情景中构建物理情景，培养学生在生活中联系物理的习惯。教师引导，并由学生自己分析得出结论。学习概念（板书）1：几个力都作用在物体的同一点上，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力。（板书）2：物体处于静止状态或匀速直线运动的状态叫做平衡状态。提高学生的归纳总结能力。提出猜想提出问题：我们初中学过物体受两个力的作用时处于平衡状态时，这两个力为平衡力，也叫二力平衡，此时，两个力的合力为零。那么物体受三个、四个，甚至更多的力作用时的平衡条件是什么呢？实验与探究引导学生进行猜想：二力平衡的条件是合外力为零，物体受三个力的平衡条件也可能是合外力为零。培养学生敢于猜想和假设的能力。设计实验教师引导学生设计实验：（让学生明确实验目的，用什么器材容易较准确测出力？怎样记录力的作用点、大小和方向？用什么方法寻找力的关系？）讨论与交流：让同学相互讨论、交流实验设计的思路，然后由小组推荐一位同学说一说实验方案。（在一画有同心圆纸面上，,用三把弹簧秤拉小圆环，让圆环与参考圆重合，即圆心位于参考点Ｏ，记录三个力的大小、方向和作用点。再用力的图示法作平行四边形求合力）。增强学生的探究意识和实验的设计能力。发挥教师的指导作用进行实验学生分组实验：各小组进行实验。（教师到下面观察学生的实验操作、学生的合作情况等，引导解答学生的疑问）分享实验成果：请小组派一位代表到讲台汇报本小组的的实验探究过程，把实验中得到的图形用平台投影出来，并进行分析总结。培养学生共同协作、相互交流和动手操作能力。总结实验结论让学生进行实验的交流与总结（教师进行引导）：通过实验用平行四边形定则得到的三个力的关系为：这两个力的合力的大小与第三个力相等，方向相反。得出结论：物体在三个力的作用下的平衡条件是：F合=0。（板书）教师引导学生通过生活中的实例理解我们刚才验证的是静止状态下的平衡，另一种平衡，匀速直线运动呢？同样可以在匀速行驶的火车上做实验，得出的结论还是一样的。视频演示实验。教师通过力的等效和替代原理来引导学生理解：物体受n个力的作用，我们可以用一个力去替代其中（n-1）个力，就相当于物体受两个作用，所以物体受n个力的作用平衡条件是F合=0。提高学生分析问题和处理问题的能力。培养学生演绎推理能力。实际应用平衡条件在实践中的应用：1．例题：引导学生进行受力分析，画受力分析图，并如何构造一个平行四边形，应用的原理是什么？然后进行解答。还可以让学生尝试用其他方法求解（例如正交分解法等）2．让学生思考课本例题后面的“讨论与交流”并给适当的提示帮助学生理解，例如挡板由原来位置逐渐被放至水平，两个弹力怎么变化？共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：（1）定研究对象；（2）对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图；提高学生运用知识解决问题的能力让学生掌握解题的方法（3）分析研究对象是否处于平衡状态；（4）运用平衡条件，选用适当方法，列出平衡方程求解。拓展探究气球受到四个力而平衡？力之间的关系怎样？（合力为零）对于气球的平衡状态，找出各个力间关系的平衡条件。（提示：受力分析，观察四个力的特点，怎样把四个力转换成二力平衡？）运用正交分解法：找出两个垂直方向上的二力平衡。提高学生知识迁移应用能力理论探究四个力作用下的平衡条件巩固练习课后练习P66第1、2、3题。知识回顾小结这节课我们学习了物体的平衡条件，会分析一些物体的平衡问题，同时，我们也亲身体验了科学探究过程：提出问题猜想与假设实验探究讨论与交流得出结论，这是研究物理的的基本方法。培养归纳总结能力作业课后练习第4、6题。七、板书设计：第五节共点力的平衡条件１.平衡状态——静止或匀速直线运动状态２.共点力３.共点力的平衡条件——合力为零（Ｆ合＝０）实验探究——三力平衡４.应用５.拓展——四力平衡