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2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 共點(diǎn)力作用下物體的平衡 第一課時(shí) 1 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1.知道什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.掌握共點(diǎn)力的平衡條件. 二、能力目標(biāo) 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)及學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的推理分析能力、觀察能力、動(dòng)手能力. 三、德育目標(biāo) 1.辨證唯物主義的相對(duì)性觀點(diǎn). 2.特殊到一般、一般到特殊的邏輯推理思維方式. ●教學(xué)重點(diǎn) 1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.共點(diǎn)力的平衡條件. ●教學(xué)難點(diǎn) 共點(diǎn)力的平衡條件. ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、歸納法、問(wèn)題解決法、 分層教學(xué)法. ●教學(xué)用具 演示物體一個(gè)、彈簧秤若干. ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 ［投影本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)］ 1.知道什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.掌握共點(diǎn)力的平衡條件. ●學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程 一、導(dǎo)入新課 一個(gè)物體可以處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其中常見(jiàn)的是平衡狀態(tài)，而且很有實(shí)際意義，如起重機(jī)、建筑物等就需要保持平衡狀態(tài).那么，什么是物體的平衡狀態(tài)？物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢？這一章就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的問(wèn)題，本節(jié)課我們先來(lái)學(xué)習(xí)在共點(diǎn)力作用下物體的平衡. 二、新課教學(xué) 說(shuō)明：分層教學(xué)的前提是通過(guò)教師與學(xué)生的溝通，結(jié)合對(duì)各部分的掌握及學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣及態(tài)度、興趣等綜合因素，大致將學(xué)生分為三個(gè)層次.具體如下： A層次：對(duì)物理有較濃的學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)知識(shí)牢靠，學(xué)習(xí)習(xí)慣較好，能主動(dòng)預(yù)習(xí)且能超前認(rèn)知的同學(xué). B層次：自我感覺(jué)學(xué)習(xí)物理沒(méi)有多大困難，自我學(xué)習(xí)約束能力一般，能跟上老師上課的步驟的同學(xué). C層次：沒(méi)有或興趣不大，需要老師或他人的督促，學(xué)習(xí)習(xí)慣不太好，屬于被動(dòng)學(xué)習(xí)的階段，相對(duì)而言成績(jī)也較差. 課堂布置：C層次靠前 B層次居中 A層次自愿 1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài). （1）復(fù)習(xí)什么是共點(diǎn)力 教學(xué)設(shè)計(jì)：鑒于共點(diǎn)力的知識(shí)學(xué)過(guò)的時(shí)間已較長(zhǎng)，借此可檢查鞏固一下這方面的知識(shí). ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A：思考題：如果一個(gè)物體可看作質(zhì)點(diǎn)，那么作用在該物體上的力都可看作共點(diǎn)力. B：請(qǐng)同學(xué)按照自己的理解互相提出問(wèn)題互查，然后對(duì)照課本內(nèi)容復(fù)習(xí). C：先自己思考，然后打開(kāi)課本P12頁(yè)加以鞏固認(rèn)識(shí). ［強(qiáng)調(diào)］一般我們考慮的物體可看作質(zhì)點(diǎn)，作用在其上的力可看作是共點(diǎn)力. (2)介紹物體在共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài). 舉例設(shè)問(wèn)： 平常我們看到的房屋、箱子、桌子受到幾個(gè)力的作用？是否為共點(diǎn)力？一直處于什么狀態(tài)？ ［CAI課件］模擬物理情景. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 簡(jiǎn)單討論 ［結(jié)論］可視為受共點(diǎn)力，保持靜止. ［歸納］類似此類的受共點(diǎn)力，并保持靜止不動(dòng)的狀態(tài)，我們就說(shuō)它處于平衡狀態(tài).另外，如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們也稱它處于平衡狀態(tài). 例：物體被勻速舉高 ［歸納］一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下，如果保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)物體就處于平衡狀態(tài). ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 思考、討論找出其中的關(guān)鍵詞句.并試著解釋為什么.（A層次） 例：“保持”，說(shuō)明不是一個(gè)瞬間（時(shí)刻） ［反饋練習(xí)］ 投影：汽車以大小不變的速率拐彎，是否是處于平衡狀態(tài)，為什么？ 請(qǐng)B層次同學(xué)解答. 參考答案：否，v的方向變，（是曲線運(yùn)動(dòng)）非直線運(yùn)動(dòng). 分類： 靜平衡：物體保持靜止. 動(dòng)平衡：物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng). 2.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 (1)請(qǐng)同學(xué)分析剛才所舉的例子中各物體的受力情況.要求： A：口頭表述（包括汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)） BC：畫出受力示意圖（包括汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)） ［結(jié)論］物體在平衡時(shí)既可受兩個(gè)力，又可受更多的力. (2)實(shí)例分析，理論推導(dǎo). ［思路］分析受力的合力. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 感性理解認(rèn)識(shí)：F合=0 獨(dú)立理論推導(dǎo) ［投影］過(guò)程： 從平衡狀態(tài)得： a=0 又由牛頓第二定律得： F合=ma=0 結(jié)論：平衡狀態(tài)的條件為： F合=0 (3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 演示實(shí)驗(yàn)： 用彈簧秤先測(cè)演示物體的重量G 再用兩個(gè)彈簧秤向上成一角度提起演示物體，使其保持靜止?fàn)顟B(tài). 讀出彈簧秤的示數(shù) 板畫：物體的受力圖示，根據(jù)力的平行四邊形定則，求出合力. 結(jié)果： 在誤差允許范圍內(nèi)，合力為零. 分組實(shí)驗(yàn)： 按已經(jīng)準(zhǔn)備分好的組（A、B、C搭配）分組進(jìn)行，教師巡回指導(dǎo). a.一個(gè)彈簧秤提起某物保持靜止. a1受力分析 a2 F合 b.兩個(gè)彈簧秤提起重物保持靜止 b1受力分析 b2畫出力的圖示 b3應(yīng)用平行四邊形定則求F合. 抽查同學(xué)驗(yàn)證結(jié)果. 請(qǐng)一A層次同學(xué)歸納所學(xué)知識(shí)及思路. ［強(qiáng)化訓(xùn)練］ 下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是 A.質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用 B.質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有加速度 C.質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有速度 D.質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止 ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］討論解答、提問(wèn)（B層次） 參考答案：B 3.拓展 （1）結(jié)合前面所學(xué)，思考：物體受兩個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，這兩個(gè)力是什么關(guān)系？是否學(xué)過(guò)？ 學(xué)生思考得：二力平衡. （2）靜止的理解 思考題：靜止與v=0是一回事嗎？試舉例說(shuō)明？與“保持”的理解類比. 參考解答： 保持靜止：v=0,a=0 v=0:可能a=0 可能a≠0,例自由落體起始時(shí)刻. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］A討論 B、C獨(dú)立思考 （3）了解力的平衡. 方法：同學(xué)閱讀P71最后一段認(rèn)識(shí). （4）思考題：（A層次） 試推導(dǎo)四個(gè)力，五個(gè)力、n個(gè)力（共點(diǎn)力）的平衡條件. （5）三個(gè)平衡時(shí)，其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力的關(guān)系. 方法：A、B討論 C獨(dú)立思考 ［結(jié)論］抽查：F1、2與F3大小相等、方向相反，且在一條直線上. 4.補(bǔ)充說(shuō)明 方法：教師介紹強(qiáng)調(diào) （1）物體做什么運(yùn)動(dòng)與我們選取的參考系密切相關(guān)，我們判定物體是不是處于平衡狀態(tài)應(yīng)選擇慣性參考系，常用的慣性參考系是地球或相對(duì)地球靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體. （2）共點(diǎn)力平衡條件的深化 F合=0→ （3）三力匯交原理 若物體在三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力必定共點(diǎn)共面，合力為零，稱為三個(gè)共點(diǎn)力的平衡. ［強(qiáng)化訓(xùn)練］投影 如圖所示，質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的斜面勻速下滑，求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大？ ［分析］關(guān)鍵詞—?jiǎng)蛩伲ㄏ禄┆萏幱谄胶鉅顟B(tài)，則所受合力為零. 解：沿斜面和垂直斜面建立坐標(biāo)系，受力分析得： 在x軸上合力為零，有 F-mgsinθ=0 在y軸合力為零，有 FN-mgcosθ=0 又F=μFN 所以μ=F/FN=tanθ ［說(shuō)明］該結(jié)果在很多時(shí)候?qū)ψ鲱}有用. 三、小結(jié) ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A：獨(dú)立歸納，采取各種自己熟悉的方式，小結(jié)該節(jié)主要知識(shí)點(diǎn)，并找出重點(diǎn)內(nèi)容. B：討論分析，列出框架圖，說(shuō)明學(xué)習(xí)的認(rèn)知過(guò)程. C：給出提綱，溫故再現(xiàn)，小結(jié)歸納. 例：本節(jié)小結(jié) 1.平衡狀態(tài)的特征是 （1）a=0 （2）速度v恒定（保持） 2.平衡狀態(tài)的條件是 （1）F合=0 （2）正交分解時(shí) 四、作業(yè) 1.課后作業(yè)：P73（1）（A、B、C） 2.預(yù)習(xí)第二節(jié)，完成相關(guān)題目（A、B） 3.思考題：（A層次） 如圖所示，質(zhì)量為m的物體C放在水平木板AB上，當(dāng)以mg的水平力作用于C物體時(shí)，恰可使C勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將木板一端抬高，當(dāng)AB與水平成45時(shí)，求木板所受的摩擦力多大？ 參考答案：F=mg 提示：勻速運(yùn)動(dòng)，符合共點(diǎn)力作用下的平衡特點(diǎn). 故F合=0 所以mg=μmg 推得μ= 當(dāng)AB與水平成45時(shí)，mgsin45=mg 判定此時(shí)已運(yùn)動(dòng) 所以F=μmgcos45=mg 五、板書設(shè)計(jì)