高一物理教案：《共點力作用下物體的平衡》教學設計

高一物理教案：《共點力作用下物體的平衡》教學設計

　　教學目標

　　一、知識目標

　　1、知道什么叫共點力作用下的平衡狀態(tài).

　　2、掌握共點力的平衡條件.

　　3、會用共點力的平衡條件解決有關平衡問題.

　　二、能力目標

　　1、培養(yǎng)學生應用力的矢量合成法則平行四邊形定則進行力的合成、力的分解的能力.

　　2、培養(yǎng)學生全面分析問題的能力和推理能力.

　　三、情感目標

　　1、教會學生用辨證觀點看問題，體會團結協(xié)助.

　　教學建議

　　教材分析

　　1、通過實際(生產(chǎn)生活中)的例子來說明怎樣的狀態(tài)是平衡狀態(tài)，使學生全面理解平衡狀態(tài)——靜止或勻速直線運動.

　　2、共點力作用下物體的平衡條件在實際中的應用，是本節(jié)課教學的重點.對于不同類型的平衡問題，如何依據(jù)平衡條件建立方程，對于學生來說是學習中的難點.(平衡系統(tǒng)中取一個物體為研究對象，即隔離體法處理;取二以上物體為研究對象，即整體法處理.建立方程時可利用矢量三角形法或多邊形法的合成和正交分解法來處理.)

　　教法建議

　　1、本節(jié)例題的教學重在引導學生學習分析方法.由于學生已經(jīng)掌握了動力學問題的一般分析方法，教學時可先回顧動力學問題的分析方法，然后引導學生遷移到靜力學問題中去.

　　2、本節(jié)例題代表了兩種典型的靜力學問題.建議教學中引導學生做出小結.

　　教學設計方案

　　第一節(jié) 共點力作用下物體的平衡

　　一、平衡狀態(tài)

　　如果物體保持靜止或者做勻速直線運動，則這個物體處于平衡狀態(tài).由此可見，平衡狀態(tài)分兩種情況：一種是靜態(tài)平衡狀態(tài)，此時，物體運動的速度 ，物體的加速度 ;另一種是動態(tài)平衡，此時，物體運動的速度 ，物體的加速度 .

　　注意：

　　1、物體的瞬時速度為零時，物體不一定處于平衡狀態(tài).例如，將物體豎直上拋，物體上升到最高點時，其瞬時速度 ，但物體并不能保持靜止狀態(tài)，物體在重力作用下將向下運動，由牛頓第二定律可得，物體此時的加速度 ，只有當物體能保持靜止狀態(tài)即其加速度也為零，物體才是處于靜平衡狀態(tài).

　　2、物理中的緩慢移動可認為物體的移動速度很小，即要多小有多小，故可認為其移動速度趨于零，因此，習題中出現(xiàn)“緩慢移動”都可理解為物體處于動態(tài)平衡狀態(tài).

　　二、共點力

　　如果幾個力的作用點相同，或作用線(或反向延長線)交于一點，這幾個力就叫做共點力.

　　三、共點力的平衡條件

　　從牛頓第二定律知道，當物體所受合力為零時，加速度為零，物體將保持靜止或者做勻速直線運動，即物體處于平衡狀態(tài)，因此，在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零，即 .

　　解題的基本思路和方法：

　　解物體的平衡問題的程序是：確定平衡體，作出受力圖，正交分解好，定向列方程.

　　第一步確定研究對象，根據(jù)題意將處于平衡狀態(tài)的物體或結點作為研究對象，通常用隔離體法將確定的研究對象從它所處的環(huán)境中隔離出來.但有時要將研究對象連同它的關聯(lián)物一起作為研究系統(tǒng)(整體法)，反而運算方便，請注意研究下文將要給出的例題.

　　第二步進行受力分析，作出研究對象的受力圖.這一步是解題成敗之關鍵，務必細致周到，不多不漏.(判斷分析的力是不是正確，可用假定拆除法和條件法來處理)

　　第三步建立坐標系或規(guī)定正方向.如何建立合適的坐標系，要看問題的已知量、未知量而定.原則是要使力與坐標軸的夾角簡單而明確，這樣可使方程明快.坐標設置不當，會引起需要使用三角中的和差化積、半角倍角公式等運算工具，使計算大為繁冗.一般選未知量的方向為坐標系的正方向為宜，建立坐標系后，把不在坐標軸上的力用正交分解法分解到坐標軸上，并畫出其分力的準確圖示備用.

　　第四步根據(jù)物體平衡的充要條件列出平衡方程組，運算求解.對結論進行評估.必要時對結論進行討論.