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2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 共點力平衡條件的應用 第一課時 2 ●教學目標 一、知識目標 1.能用共點力的平衡條件解決有關力的平衡問題. 2.進一步學習受力分析、正交分解等方法. 二、能力目標 能夠學會使用共點力平衡條件解決共點力作用下物體平衡問題的思路和方法，培養(yǎng)學生靈活分析和解決問題的能力. 三、德育目標 培養(yǎng)學生明確具體問題具體分析的科學思維方式.并且通過平衡問題滲透平衡美、對稱美等美育教育. ●教學重點 共點力平衡條件的應用. ●教學難點 受力分析、正交分解法，共點力平衡條件的綜合應用. ●教學方法 講練法、歸納法. 分層教學法 ●教學用具 投影儀. ●課時安排 1課時 ●教學過程 ［投影本節(jié)課學習目標］ 1.熟練應用共點力的平衡條件，解決平衡狀態(tài)下有關力的計算. 2.進一步熟練受力分析的方法. ●學習目標完成過程 一、新課導入 1.用投影片出示復習題 （1）如果一個物體能夠保持______或______，我們就說物體處于平衡狀態(tài). （2）當物體處于平衡狀態(tài)時 a.物體所受各個力的合力等于______，這就是物體在共點力作用下的平衡條件，如將其分解在坐標軸上則有______，______. b.它所受的某一個力與它所受的其余各力的合力的關系是______. ［學生活動設計］ ①回顧復習，獨立進行 ②提問作答 2.引入 這節(jié)課應用共點力的平衡條件來解決一些具體問題,歸納一下這類問題的解題步驟以及如何去思考等問題. 二、新課教學 1.共點力作用下物體的平衡條件的應用舉例. （1）學生閱讀課本例題1. ［學生活動設計］ A：嘗試不同的解法. B、C：標出自己有疑問的地方，想想為什么會這樣，每一句話的意思是什么. ［教學設計］ ①學生提出自己的疑問，互相給予解釋. ②教師對共性的、大家難以解決的問題加以解釋. 例：為什么三力必為共點力. 析：上節(jié)的三力匯交原理. ［投影］ ①本題分析 a.研究對象：足球 b.所處狀態(tài)：平衡（隱含，掛在A點，保持靜止） c.受力分析：G、F1、F2（共點力） d.應用條件：F合=0求解F1、F2. ②其他解法 a.課本：合成法 b.分解法 如右圖所示，將重力G分解為F1′和F2′，由共點力平衡條件可知，F(xiàn)1與F1′的合力必為零，F(xiàn)2與F2′的合力也必為零，所以 F1=F1′=mgtanα F2=F2′=mg/cosα c.相似三角形法 如右圖，設球心為O，由共點力的平衡條件可知，F(xiàn)1和G的合力F與F2大小相等、方向相反，由圖可知，三角形OFG與三角形AOB相似，所以 F2=G/cosα=mg/cosα =tanα F1=Gtanα=mgtanα d.用正交分解法求解 如圖所示，取水平方向為x軸，豎直方向為y軸，將F2分別沿x軸和y軸方向進行分解.由平衡條件可知，在x軸和y軸方向上的合力Fx合和Fy合應分別等于零，即 Fx合=F1-F2sinα=0 ① Fy合=F2cosα-G=0 ② 由②得：F2=G/cosα 代入①得F1=F2sinα=mgtanα 說明：不同方法解同一題目，目的在于啟發(fā)同學們在解題過程中，按照自己的認知水平和解題習慣，靈活選擇解題方法. 要求：A.全部掌握 B.掌握其中的三種解法 C.熟練其中的兩種解法 ［強化訓練］投影 如圖所示：細線的一端固定于A點，線的中點掛在一質量為m的物體上，另一端B用手拉住，當AO與豎直方向成θ角時，OB沿水平方向時，AO及BO對O點的拉力分別是多大？要求至少用兩種解法. ［學生活動設計］ 獨立思考、類比例題1，寫出詳解. ［師生互動］ 激勵評價，鼓勵創(chuàng)新. ［投影］分析過程 a.研究對象：O點 b.受力分析：F1、F2，F(xiàn)=G（如圖） c.處于平衡狀態(tài)：隱含（保持靜止） d.應用平衡條件：F合=0 解題步驟強化 ［投影］規(guī)范步驟 a.解：用力的分解法求解 將F=mg沿F1和F2的反方向分解，得： F′=mgtanθ F″=mg/cosθ 所以F1=mg/cosθ F2=mgtanθ b.解：用正交分解法求解 建立平面直角坐標系如圖 由Fx合=0及Fy合=0得到： 解得：F1=mg/cosθ F2=mgtanθ ［學生活動設計］ A.獨立思考 B、C.分組討論 →總結解題步驟 ［師生互動］ 抽查結果，查缺補漏，最后歸納. a.確定研究對象. b.確定處于平衡狀態(tài). c.正確分析受力. d.應用力的平衡條件列方程.（由已知條件的特點及自己的習好，采用力的合成、分解、正交分解等方法解決問題.） e.解方程 （2）學生閱讀課本例題2. 要求：A.按剛才步驟分析解決 B、C.套用剛才步驟理解課本分析. 學生活動完成后，出示投影分析. a.勻速——平衡狀態(tài) b.研究對象：A物體 c.受力分析：重力G，支持力F2，水平力F1，摩擦力F2，其中F3=μF2，F(xiàn)2、F3求出即可得μ. d.畫出物體的受力圖 e.應用平衡條件  F合=0 說明：選取正交分解法. ［強調］斜面問題一般都采用正交分解法. ［投影］展示解題過程. 解：取物體A為研究對象. 取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為y軸，分別應用Fx合=0和Fy合=0，得 Fx合=F3+F1cosθ+(-Gsinθ)=0 ① Fy合=F2-F1sinθ+(-Gcosθ)=0 ② 代入數(shù)據(jù)解得：F2=546 N，F(xiàn)3=146 N 所以μ==0.27 ［強化訓練］ 如圖所示，在傾角為θ的斜面上靜止放置一質量為m的物體，用一個大小為F、方向豎直向下的力壓物體，求物體與斜面間的摩擦力為多大？ 參考答案：Fμ=(mg+F)sinθ ［學生活動設計］ 討論消化上述知識體系，基本思路，同化已有知識. (3)力的變化問題 ［學生活動設計］ 閱讀課本P73（4）并找出關鍵詞，題設.提出自己的問題. ［師生互動］ 共析“關鍵題設” 如：平衡∑F=0 其余四個力不變，則其不變 如何敘述或解答清楚方向. 如：向東、西或與什么方向相同或相反. 抽查同學結果，激勵評價. ［投影］解題過程 解：因為 所以 即四個力的合力大小等于F1，方向與F1的方向相反. ［強化訓練］ 如圖所示，某物體在四個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，若將F4=5 N的力沿逆時針方向轉動90，其余三個力的大小和方向不變，則此時物體所受合力的大小為 A.0 B.10 N C.5 N D. N 參考答案：C 2.討論題 ［教學設計］給學有余力的學生提高的機會，A、B層次的學生開拓視野的空間. ［投影］例：如右圖所示，處在水平面上的物體在斜向上拉力F的作用，而處于靜止，則物體受到的靜摩擦力與F的合力方向為 A.斜向右上方 B.豎直向上 C.斜向左上方 D.無法確定 ［學生活動設計］ ①獨立受力分析，畫出受力示意圖. ②討論解答問題. ③提出自己的觀點. ［師生互動］ 點評亮點,糾正錯誤. ［投影］分析解答過程. 解析:a.靜止——保持平衡——F合=0 b.受力分析: G、F支、Ff、F c.應用： 又豎直向下 所以選B. ［強化訓練］ 如右圖所示，物體靜止在斜面上，斜面對物體作用力的方向是 A.沿斜面向上 B.垂直斜面向上 C.豎直向上 D.以上都不對 參考答案：C 三、小結 ［教學設計］給出提綱、獨自歸納. ［投影］小結提綱. 1.本節(jié)學習了哪些知識點？ 2.這節(jié)涉及哪些解題方法？ 3.解決平衡問題的基本步驟. 四、作業(yè) 1.課后作業(yè) 練習（一）（1）（2）（3） 2.預習第三節(jié)及第四節(jié). 3.拔高訓練題. 如右圖所示，左右兩端木板對物體的壓力均為F，夾在木板之間的物塊靜止不動，現(xiàn)將兩邊所用的力都增大為2F，那么，木板所受的摩擦力將 A.是原來的2倍 B.是原來的4倍 C.和原來相等 D.無法確定 參考答案：C 五、板書設計