共点力的平衡(一) 教学设计-2020年秋高中物理人教版(2019)必修一

共点力的平衡（一）
一、教学内容分析
《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》要求学生了解共点力的概念，共点力的平衡条件，会应用共点力的平衡条件解决问题，会应用共点力的平衡条件分析生产生活中的实际问题。

本节是人教版新教材物理必修一第三章第五节的内容。

本节内容是对在学生了解了三种典型性质力，学习了力的合成和力的分解的知识，并强调了受力分析之后的一节内容。

是共点力平衡在初中基础上引申，要求学生可以处理某个处在平衡状态下的所受的各个共点力之间的关系。

第一节课主要是介绍静态平衡下常见的三力平衡或多力平衡的处理方法，介绍研究对象的选择在实际问题应用中的必要性。

二、学情分析
学生在初中已经有了平衡的概念，对一条直线上受力平衡关系应用有一定的基础。

这一节之前的前几节课也学习了矢量运算法则，但是对不在一条直线上的的平衡关系在实际问题中还没有建立意识。

在教学中可以通过二力平衡引入探究问题，引导学生思考不共线的三个力或多个力平衡的处理方法。

通过一题多解的方式讲解简单的问题中常见的平衡处理方法，让学生能将之前学过的前几节知识有机的联系在一起，站在一定的高度理解本节课的内容是什么。

三、教学目标
1.知道共点力的概念和共点力的平衡条件
2．通过分析简单三力平衡问题，了解和熟悉力的合成、力的分解、正交分解法。

3．知道多个力作用下共点力的平衡问题优先选取正交分解法解决问题。

4．会根据情况选择研究对象，本节课主要是区别整体法与隔离法。

四、教学重、难点
教学重点：共点力平衡条件的应用。

教学难点：安实际作用效果使用力的分解；研究对象的选择；物体的平衡在实际问题中的应用。

教学方法：一题多解对比体验、图解法。

教具：ppt动画、图片
五、教学流程图创设情境，引入平衡概念
实例分析，回忆共点力平衡条件
回顾二力平衡条件、引导思考三力平衡应用
结合情景多种方法解决三个共点力平衡问题
六、教学过程
2．二力平衡的简单应用
3．三力平衡的三种常见解决方法
4.力的分解还是要注意“按力的实际作用效果分解”二、共点力的平衡条件也可以写作F
合
=0
三、平衡条件的应用
（一）单体平衡
1.二力平衡
人处于平衡状态。

只受到两个力的作用，这两个力必然
是平衡力，即重力和地面的支持力等大反向。

教师活动：讲解习题，激发学生求知欲。

学生活动：回忆知识，探索问题。

2.三力平衡
例题：如图所示，图中重物的
质量为m，轻细线AO和BO的
A、B端是固定的，平衡时AD
是水平的，BO与水平面的夹角
为θ。

AO的拉力F1和BO的拉
力F2的大小是（）
A、F1=mg cosθ；
B、F1=mg tanθ；
C、F2=mg sinθ；
D、F2=mg／sinθ
结合力的合成与分解的知识分别用力的合成法、力的分
解法、正交分解法解决这同一个问题。

教师活动：
结合动画、结合图解，用三种方法解决问题。

学生活动：体会力的合成，力的分解，正交分解在平衡
问题中怎么应用。

继续熟悉这三种方法
力的分解还是要注意“按力的实
际作用效果分解”
情境：图A中，用竖直向下的作
用力F将顶角为α的楔形物体钉入
木头过程中，求F对两侧的挤压力
的大小
解析：图A中，如右图所示，F的作用效果是使楔形物
体向两个侧面挤压木材,将F沿着垂直于接触面的两个
方向分解，找到对应的两个分力F1和F2，构成平行四
边形如图。

找到对应的三个力对应的三角形，由直角三
角形的知识可以知道
12
,
tan sin
F F
F F
αα
==
幅是
现代
科技
的应
用，处
处有
物理
一题
多解
体会
三种
方法
的特
点，激
发学
生思
考和
比较
方法
学生
归纳
总结
的能
力
学生
了解
到初
高中
知识
的区
别
5.正交分解法解决四个力平衡问题研究性学习：同学们可以观察菜刀刀刃的形状，结合今
天学过的内容解释原因。

也可以进一步查阅资料，比较
水果刀、菜刀、砍刀、斧头刀刃、刀把和刀身的特征，
查查看看还包含了哪些力学原理。

根据学过的知识设计一个测μ的实验方案。

例：给你一个立方体重物，一块平整的长木板，几本厚
薄不同的书和一根刻度尺，要求用这些器材在桌面上粗
略测定重物与木板间的动摩擦因数μ，利用学过的知识
简述实验方案，并写出μ的表达式(用测量量来表示）。

解析：如图把书垫在长木板的一端形成一个斜面，把立
方体重物放在斜面上，轻推一下立方体物块，看能否沿
斜面滑下，适当改变书的本数及位置，直到使物块能沿
斜面匀速滑下，用刻度尺测出长木板的有效长度L和被
垫一端的高度h。

当物块匀速下滑时，受力分析如右图：
由平衡条件，结合正交分解法，此时沿斜面和垂直斜面
建正交直角坐标系可得垂直斜面方向：F N=mg cosθ
沿斜面方向：mg sinθ=F f=µF N
解得：mg sinθ-µmg cosθ=0 µ=tanθ代入数据，解
得：
设计思路是让物体匀速下滑，借助于匀速下滑的物块受
力平衡的条件，列式解出μ，也属于单个物体平衡问题
的三个力平衡关系的实际应用。

3.多个力平衡
用一个斜向上的拉力F作用在箱子上，使箱子在水平
地面上匀速运动。

已知箱子质量为
m，拉力F与水平方向的夹角为θ，
箱子与地面的动摩擦因数为μ。

求
拉力F的大小。

对物体受力分析：物体受四个力
受力分析如图所示，将F分解
Fx=F cosθ，Fy=F sinθ
x轴上：f=F cosθ
y轴上：F sinθ+F N=mg
又：f=μF N
再次
体会
分力
比合
力大
促进
学生
深入
思考
生活
中处
处蕴
含物
理，物
理改
变生
活
2
2h
L
h
-
=
μ
6.整体法与隔离法对比体验
6.课堂练习解得：θ
μ
θ
μ
sin
cos
mg
+
=
F
（二）多个物体的平衡
如图所示，质量为m1=5kg的物体，置于一粗糙的斜面
上，用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体，物
体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m2=10kg，且始终
静止，取g=10m/s2，求地面对斜面的摩擦力的大小及支
持力的大小。

解析:（解法一）隔离法：
(解法二)整体法：
两种方法比较，小结如下：
隔离法就是把要分
析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来，只分析该
物体以外的物体对该物体的作用力，不考虑其他物体所
受的作用力。

整体法就是将几个物体看成一个整题，受力分析时只分
析这一整体之外的物体对整体的力，不考虑整体内部之
间的相互作用力。

通过课堂练习巩固学过的知识。

对比
的方
法感
受整
体与
隔离
的必
要性，
体验
中获
得知
识
实践应用组织学生设计
实验
根据学过的知识设计一个测μ的实验方案
例：给你一个立方体重物，一块平整的长木板，几本厚
薄不同的书和一根刻度尺，要求用这些器材在桌面上粗
略测定重物与木板间的动摩擦因数μ，利用学过的知识
简述实验方案，并写出μ的表达式(用测量量来表示）。

解析：把书垫在长木板的一端形成一个斜面，把立方体
重物放在斜面上，轻推一下立方体物块，看能否沿斜面
滑下，适当改变书的本数及位置，直到使物块能沿斜面
匀速滑下，用刻度尺测出长木板的有效长度L和被垫一
巩固
对知
识的
掌握、
分析、
应用
的能
力，了
解学
学生
会将
掌握
的概
念应
用到
具体
问题
中，提。