共点力的平衡 教案-高中物理人教版（2019）必修第一册

3.5共点力的平衡【教材分析】高中物理新课程标准中要求学生对牛顿第二定律有一定的理解和掌握。要达到该标准不仅要使学生了解牛顿第二定律的内容，更重要的是让学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性，以及如何利用该定律来解决实际问题，更不能忽略要在教学过程中时刻注意对学生学习能力的培养。本课以必修1教材为依据。通过对牛顿第二定律定律的探求过程，渗透物理学研究方法，是整个物理教学的重要内容和任务。这是人类认识世界的常用方法。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。定义力的单位“牛顿”f＝kma使得k＝l，得到牛顿第二定律的简单形式f＝ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。所以本节课不是让学生掌握牛顿第二定律，更应知道定律是如何得出的。【教学目标】物理观念：(1) 掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；(2) 理解公式中各物理量的意义及相互关系。(3) 知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。(4) 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算科学思维：以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。培养学生的概括能力和分析推理能力。科学探究：能结合实际器材的特点，能在同学或老师帮助下制定合理的方案并分析是否合理。科学态度与责任：渗透物理学研究方法的教育。认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。【教学重难点】（一）重点1.共点力平衡的条件，以及对平衡的理解。2.正交分解法的使用。（二）难点1.平衡条件的灵活运用。2.运用正交分解法解决实际问题。【新课导入】回忆共点：什么是共点力？学生（预设）：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。情景判断：用共点力知识判断甲、乙、丙、丁四种情况中受力是否为共点力？并思考其处于什么状态？学生（预设）：甲、丁中所受的力就是共点力；平衡态。抛出课题内容研究物体受共点力平衡的情况。【新课讲解】共点力平衡的条件【教师引导】解决物体共点力平衡的一般步骤：确立研究对象（研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的整体）进行受力分析（画出力的示意图）选取研究方法（明确解题策略，选择最佳方法）利用平衡条件建立方程（平衡条件下的方程式）解方程求结果（对结果进行讨论）【教师引导】解决共点力平衡问题的常用方法：（1）合成法和分解法（对于物体所受的三个力，有两个力相互垂直或三个力大小相等的平衡问题求解较简单）合成法：使用条件：物体受三个力作用而平衡注意事项：表示三个力大小的线段长度不可随意画；两力的合力与第三个力等大、反向。分解法：使用条件：物体受三个力作用而平衡注意事项：将某一个力按力的效果分解，则其分力分别与物体受到的另外两个力等大、反向。力的三角形法和相似三角形法（常用于求解一般矢量三角形中未知力的大小和方向；按比例求解力的大小）力的三角形法：使用条件：物体受三个力作用而平衡注意事项：将三个力的矢量图平移，构成一个依次首尾相接的矢量三角形。相似三角形法：使用条件：物体受三个力作用而平衡注意事项：根据合力为零，把三个力画在一个三角形中，根据力的三角形与对应的几何三角形相似、相似三角形的对应边成比例列方程求解。（3）正交分解法（对于物体受到三个以上的力处于平衡状态的问题求解较方便）使用条件：物体受三个或三个以上的力作用而平衡注意事项：选坐标轴时应使尽量多的力与坐标轴重合，；（4）整体法、隔离法（利用整体不需要考虑系统内部的相互作用力）使用条件：多物体受力平衡注意事项：求系统内部间的相互作用力时，用隔离法；求系统受到的外力时，用整体法。【板书】3.5共点力的平衡一、平衡状态：