35《共點(diǎn)力的平衡條件》

1、3.5 共點(diǎn)力的平衡條件一、教學(xué)任務(wù)分析本節(jié)的教學(xué)任務(wù)有：（1）基于生活中力的平衡的實例，引出在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。（2）聯(lián)系“力的合成”和“力的分解”的知識以及對物體受力情況的分析，通過DIS實驗探究，分析歸納共點(diǎn)力的平衡條件F合=0。（3）在課內(nèi)的學(xué)習(xí)討論與訓(xùn)練中，鞏固對物體在共點(diǎn)力作用下平衡條件的理解。（4）通過對共點(diǎn)力的平衡條件的科學(xué)探究過程，體驗科學(xué)方法的應(yīng)用，了解古代科學(xué)家張衡的科學(xué)成就，激發(fā)愛國主義情懷和對科學(xué)熱愛。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能（1）知道什么是共點(diǎn)力，及在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。（2）理解物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。（3）知道我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科

2、學(xué)成就。（4）會應(yīng)用實驗研究物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。2、過程與方法（1）在對共點(diǎn)力平衡問題的探究中，感受等效、圖示、歸納推理等科學(xué)方法。（2）在共點(diǎn)力平衡條件的實驗研究中，感受猜想、方案設(shè)計、實驗探究、分析歸納結(jié)論的科學(xué)探究方法。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）在共同的實驗探究過程中，體驗合作，樂于合作。（2）通過了解張衡的相關(guān)科學(xué)成就，激發(fā)愛國主義情感和對科學(xué)的熱愛。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。難點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡條件的探究過程。四、教學(xué)資源1、學(xué)生分組實驗：DIS實驗設(shè)備或彈簧秤；學(xué)生實驗器材。2、多媒體資源：張衡及相關(guān)資料的課件，舉重運(yùn)動員奧運(yùn)會比賽奪冠錄像，東方明

3、珠、趙州橋等圖片。五、教學(xué)設(shè)計思路以多媒體資源情景和實驗為基礎(chǔ)，通過觀察、分析認(rèn)識什么是共點(diǎn)力，形成物體在共點(diǎn)力作用下平衡的概念。再由DIS實驗探究，分析、歸納得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件F合= 0。最后通過我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就的介紹，激發(fā)愛國主義情懷和對科學(xué)的追求，鞏固所學(xué)的知識，感悟物理學(xué)在社會發(fā)展中的重要作用。本節(jié)課要突出的重點(diǎn)是，物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。突出重點(diǎn)的方法是，從觀看奧運(yùn)會我國舉重運(yùn)動員奪冠的錄像，及東方明珠、趙州橋及靜止的花盆等多媒體資源情景，結(jié)合學(xué)生的親身感受，分析歸納得到物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念。再以分組DIS實驗探究活動，運(yùn)用等效、圖示、推理

4、等科學(xué)方法得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。本節(jié)課要突破的難點(diǎn)是，共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的建立過程。突破難點(diǎn)的方法是，從二力平衡的條件F合= 0出發(fā)，以“力的合成”（或“力的分解”）為基礎(chǔ)，通過DIS實驗，運(yùn)用等效替代的方法，得出不在一直線上、三個共點(diǎn)力的平衡條件F合= 0，并推廣到一般情況，即共點(diǎn)力的平衡條件為F合= 0，體現(xiàn)從特殊到一般的歸納推理過程。六、教學(xué)流程情景錄像、圖片設(shè)問平衡的概念活動IDIS實驗物體平衡的條件活動II課件交流活動III學(xué)習(xí)交流七、教案過程（一）情景導(dǎo)入，激發(fā)懸念錄像引入：2008北京奧運(yùn)會我國舉重運(yùn)動員奪冠錄像播放。教師：張國政在69公斤級比賽中以抓舉160公

5、斤和挺舉187.5公斤總成績347.5公斤而奪冠，裁判員判定舉重運(yùn)動員成績有效的依據(jù)是什么？學(xué)生活動：舉重運(yùn)動員能將舉起的杠鈴保持靜止幾秒鐘。教師：這與本節(jié)課學(xué)習(xí)的受力平衡問題有關(guān)。（二）通過圖片引入共點(diǎn)力作用下物體的平衡教師：生活中的物體有的處于平衡狀態(tài)，有的處于非平衡狀態(tài)，其中的平衡比較常見，而且很有實際意義。下面給大家看一些熟悉的圖片：學(xué)生活動：教師：這些物體均處于平衡狀態(tài)，那么，什么叫平衡狀態(tài)？歸納總結(jié)：物體處于靜止或做勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)。（三）DIS實驗探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件教師：首先來回顧一下初中已經(jīng)學(xué)過的二力平衡的知識。1、例：用一根很輕的不可伸長的細(xì)線將小

6、鋼球懸掛于鐵架臺上，并保持靜止。教師：小球處于什么狀態(tài)？學(xué)生活動：平衡狀態(tài)。教師：請一位同學(xué)來畫小球的受力示意圖。學(xué)生活動：（畫小球受力示意圖）小球受到重力G和拉力T的作用。教師：這兩個力的大小、方向有什么關(guān)系？學(xué)生活動：大小相等，方向相反，且在作用在同一直線上。教師：這兩個力的合力是多少？學(xué)生活動：合力為零。歸納：1、二力平衡 F合= 0教師：如果用一個水平拉力使小球偏離原來位置一個角度，并再次達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，小球共受哪些力的作用？ 學(xué)生活動：重力G，水平拉力F，沿細(xì)線方向的拉力T。教師：小球現(xiàn)在還處于平衡狀態(tài)嗎？學(xué)生活動：是的。教師：這三個力的方向不在同一直線上，它們的合力多大？學(xué)生猜測：合

7、力為零。提示：只要能將這幾個力的大小測出，我們可以將其中兩個力等效成一個力，變成二力平衡-物理學(xué)研究方法之一：等效替代法。下面我們就用實驗的方法驗證一下你們的猜測。2、DIS實驗探究三個力平衡的條件教師：如何測量幾個力的大小呢？學(xué)生活動：可以用彈簧測力計測量，以可以用力傳感器來測量。教師：介紹實驗儀器力傳感器（兩個）、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)。我們用力傳感器測出兩個拉力的大小，彈簧秤測出重力，然后再怎么辦呢？學(xué)生活動：可以在紙上畫出力的圖示，然后分析有什么關(guān)系。教師：非常好，那么我們請兩位同學(xué)配合來做這個實驗。學(xué)生活動：兩位同學(xué)上臺配合完成實驗，并得出Ft圖，測量出小球重力。教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)學(xué)生代

8、表完成實驗，引導(dǎo)下面學(xué)生觀察和思考實驗步驟、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)。教師：數(shù)據(jù)已經(jīng)測得了，我們知道力是矢量，要知道三個力的關(guān)系，還要知道方向，那么我們在畫圖時怎么確定這幾個力的方向呢？學(xué)生活動：用量角器測量角度。教師：（質(zhì)疑）懸掛著怎么測量？我們可以用一張白紙輕輕放在懸掛的裝置后面，然后用鉛筆把力的方向畫在紙上，然后再在紙上做三個力的圖示，找出結(jié)論。學(xué)生活動：在紙上畫力的圖示， 4人一組地探究三個力之間的關(guān)系。教師：我們來看看幾個小組的討論結(jié)果。學(xué)生活動：2個小組來展示他們畫圖后得出的結(jié)論，三個力合力為零。歸納：1、任意兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。2、這三個力的合力為零

9、。教師：想一想，如果物體受到的是4個力或5個力的作用，物體的平衡條件是否還是合力為零？ 學(xué)生活動：（議論）應(yīng)用類似研究三個力平衡問題的等效替代的方法，可得到多個共點(diǎn)力的平衡條件仍是合力為零?？偨Y(jié)：共點(diǎn)力平衡的條件：作用在物體上各力的合力為零，即：F合=0（四）學(xué)生課件交流（了解張衡及其成就）教師：我們知道，早在1800多年前，我國古代科學(xué)家張衡就巧妙地利用平衡原理制成了測定地震的侯風(fēng)地動儀。課前老師請同學(xué)們回去查找關(guān)于張衡的資料，并制作powerpoint。教師：下面請幾位同學(xué)上來展示一下他們查找的結(jié)果，供大家共同學(xué)習(xí)。學(xué)生：課件展示交流。學(xué)生：談觀看感受。（五）實際應(yīng)用示例：用彈簧秤沿著光滑斜面的方向?qū)⒁粔K重5N的木塊勻速向上拉，這時彈簧秤的讀數(shù)是1.4N,求斜面對木塊的彈力的大小？教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用作圖法、解三角形的數(shù)學(xué)方法、正交分解法等三種方法求解。求解完畢后，引導(dǎo)學(xué)生歸納應(yīng)