共点力平衡条件的应用(教学设计)

第二节共点力平衡条件的应用

一、教材与学情分析：

1.教材分析

（1）教学内容

《共点力平衡条件的应用》是人民教育出版社高中物理第一册（必修）第四章第二节的内容。其主要内容是对共点力平衡状态的进一步理解和对平衡条件的应用。

（2）教材的地位与作用

本章是在前几章知识的基础上提出的物体运动的一种特殊状态—平衡态。要解决好共点力下物体的平衡问题，受力分析是基础，也是关键。教材列举了两个例题，不仅要让学生加深对平衡条件的理解，更是要让他们学习和掌握解决共点力物体平衡问题的基本思路和方法（即：力的合成法、正交分解法等等）。因此，它对训练学生的思维能力有着十分重要的作用。

2.学情分析

高一学生学习了“受力分析”、“牛顿第二定律”等基础知识，已经具有一些分析简单物理问题的能力。在此基础上我们处理平衡问题，利用平衡条件来解题应该问题不大。但是，由于高一学生对受力分析理解不透彻，而且又是首次接触正交分解法的应用，所以还不能很灵活地用。

二、教学目标

依据新课程标准的理念和学生情况，现制定如下教学目标：

1.知识与技能：

①能利用共点力物体的平衡条件解决平衡问题；

②通过解决平衡问题进一步理解共点力平衡状态；

③能够熟练地应用〝力的合成法、分解法、正交分解法〞等方法来解决实际的物理问题。

2.过程与方法：

①通过学案导学让学生自己探究共点力作用下物体平衡条件的应用思路和方法。

②通过经历完整的探究过程，培养学生灵活分析和解决问题的能力。

③通过学生间的交流和评价培养了学生合作学习的能力。

3．态度情感与价值观：

①通过处理平衡问题培养学生养成具体问题具体分析的科学思维方式。

②通过平衡问题让学生认识到平衡问题中的平衡美、对称美等美育教育。

4.教学重点：

①受力分析

②正交分解法

5、教学难点：

受力分析，正交分解法，共点力平衡条件的综合应用。

三、教学媒体：

多媒体课件、展示台、学案。

五、教学过程

图1

进行新课

探究1：三力平衡的解题思路与方法。

（约13分钟）

一、三力平衡问题的解题思路和方法。 【问题情境】（教材72页的例题1）

例题1：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A 点，如图1，足球的质量为m ，网兜的质量不计。足球与墙壁的接触点为B ，悬绳与墙壁的夹角为α。求：悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。 〖问题〗

①你准备选哪个物体作为研究对象？ ②分析你所选的研究对象处于什么状态？

③分析你所选的研究对象的受力情况。

④可以用哪些方法来求解？

⑤能否概括一下用共点力平衡条件来解题的步骤？

〖组织形式〗⑴在学习例题时，请先遮住例1的解答自

已思考并分组讨论，画出受力分析图； ⑵让学生还要分组讨论用尽可能多的方法解决本题 （3）把学生分成几个小组进行竞争、比赛，教师要适当点拨。 ［教师分析］取足球和网兜作为研究对象，分析它受到那些力的作用。如图2所示。它共受到三个力的作用：重力G ＝mg ，墙壁的支持力F 1,悬绳的拉力F 2. 这三个力一定是共点力。重力的作用点在球心O 点，支持力F 1，

沿球的半径方向,G 和F 1的作用线必交与O 点。用平行四边形定则求出它们的合力F ，这时足球和网兜相当于受到两个力（F 和F 2）。由二力平衡条件可判定F 2的作用线也必过O 点，即原来的三个力是共点力。 （投影仪展示解法） 解法一:合成法 ［解］取足球和网兜为研

究对象。由共点力的平衡条件可知，F 1和mg 的合力F

与F 2大小相等、方向相反。从图示的平行四边形可求 得： F 1 =mgtan α

⑴学生思考

并分组讨论，画出受力分析图。教师在实物投影仪上展示。

⑵学生分组讨论用尽可能多的方法解决本题。教师在实物投影仪上展示学生的解法。

⑶同时分组让学生来进行讲解，并展开竞争。 ⑷让学生来进行评价，教师也要进行鼓励性的评价。

通过学生的 ①通过学生的讨论与思考培养学生的合作学习能力。②通过学生的分组竞争培养他们竞争的意识，同时可以活跃课堂氛围。 ③通过学生的互评与教师的

评价让

F 2 F 1

G

α

F

［解］

Fx合= Fµ+ F1cosθ－Gsinθ=0 (1)

Fy合 =N-F1sinθ-Gcosθ=0 (2)

由(2)式得

N= Gcosθ+F1sinθ=564N

由（1）得

Fµ= G sinθ-F1cosθ=146 N

μ= Fµ/N =0.27

【反思】

①如果沿水平与竖直方向建立坐标系又如何呢?

②建立坐标系的原则：i）要让更多的力落在坐标轴上; ii）尽量让未知力落在轴上.况。

⑤学生概括

用正交分解

法解题的一

般步骤。

板演可

以使学

生规范

解题。

①学生

独立思

考并画

受力分

析图让

学生自

己体会

探究正

交分解

方法的

应用。

②教师

与学生