共點(diǎn)力的平衡條件（教學(xué)設(shè)計(jì)）

粵教版第三章研究物體間的相互作用第五節(jié)共點(diǎn)力的平衡條件教學(xué)設(shè)計(jì)“實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)，合作探究”尋找共點(diǎn)力的平衡條件一、教學(xué)分析（教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生情況）1．綜述：在初中已學(xué)習(xí)二力平衡和高中學(xué)了受力分析、力的計(jì)算基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，這既是對已學(xué)知識(shí)的加深、拓展，也是為繼續(xù)學(xué)習(xí)動(dòng)力和力做基礎(chǔ)和鋪墊。對于學(xué)生而言，受力分析是難點(diǎn)，而再結(jié)合力的合成和分解進(jìn)行力的運(yùn)算就更加難。所以，讓學(xué)生從生活的實(shí)景中分析相關(guān)力的平衡問題，從生活到物理，再到生活，以實(shí)例和實(shí)驗(yàn)為引領(lǐng)，把枯燥的理論形象化、趣味化，合作探究物理規(guī)律。2.重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究，找出共點(diǎn)力的平衡條件難點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡條件的建立過程突破難點(diǎn)的方法是，從二力平衡的條件F合=0出發(fā)，以“力的合成”（或“力的分解”）為基礎(chǔ)，通過實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用等效替代的方法，得出不在一直線上、三個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件F合=0，并推廣到一般情況，即共點(diǎn)力的平衡條件為F合=0，體現(xiàn)從特殊到一般的歸納推理過程。3.教法與學(xué)法演示實(shí)驗(yàn)結(jié)合探究式、合作式學(xué)生實(shí)驗(yàn)二、學(xué)習(xí)三維目標(biāo)1．知識(shí)與技能（1）認(rèn)識(shí)共點(diǎn)力、平衡狀態(tài)等概念。（2）知道共點(diǎn)力的平衡條件。（3）能用共點(diǎn)力的平衡條件解決生活中的問題。2．過程與方法（1）經(jīng)歷探究性實(shí)驗(yàn)的過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析能力和概括能力。（2）體會(huì)物理學(xué)的研究方法。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀通過探究活動(dòng)，養(yǎng)成積極主動(dòng)探究知識(shí)的態(tài)度和合作精神。三、教學(xué)資源1.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：輕質(zhì)小圓環(huán)、細(xì)繩、鉤碼若干、彈簧秤若干、畫有等間距的同心圓紙片、薄木板、圖釘、直尺、鉛筆。2.多媒體資源：有關(guān)平衡的圖片和實(shí)驗(yàn)視頻等。四、教學(xué)流程情景情景圖片引入設(shè)問平衡狀態(tài)共點(diǎn)力活動(dòng)I實(shí)驗(yàn)探究物體平衡的條件活動(dòng)II演示實(shí)驗(yàn)活動(dòng)III理論探究應(yīng)用小結(jié)總結(jié)應(yīng)用五、思維導(dǎo)圖平衡狀態(tài)平衡力（共點(diǎn)力）平衡狀態(tài)平衡力（共點(diǎn)力）共點(diǎn)力的平衡條件三力平衡合成法合力為零二力平衡四力平衡分解法合力為零條件 六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)——學(xué)習(xí)過程方法應(yīng)用課題引入情景導(dǎo)入，激發(fā)懸念雜技中的平衡、平衡表演，激發(fā)興趣電腦展示圖片1：氣球被風(fēng)吹傾斜，停在空中電腦展示圖片2：吊車勻速提起貨物結(jié)合以上實(shí)例，提出以下問題給學(xué)生進(jìn)行討論與交流。問題1：氣球受到哪些力？處于什么狀態(tài)？問題2：貨物受到哪些力？處于什么狀態(tài)？問題3：這些力都有什么特點(diǎn)？（引導(dǎo)學(xué)生分析物體所受到的力的作用線的特點(diǎn)）得出結(jié)論1：氣球受重力、拉力、浮力和風(fēng)力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)。得出結(jié)論2：貨物受重力和拉力的作用處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。得出結(jié)論3：物體受到的力都作用在物體的同一點(diǎn)上，或者幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn)。從生活情景中構(gòu)建物理情景，培養(yǎng)學(xué)生在生活中聯(lián)系物理的習(xí)慣。教師引導(dǎo)，并由學(xué)生自己分析得出結(jié)論。學(xué)習(xí)概念（板書）1：幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)上，或者幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力就稱為共點(diǎn)力。（板書）2：物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。提高學(xué)生的歸納總結(jié)能力。提出猜想提出問題：我們初中學(xué)過物體受兩個(gè)力的作用時(shí)處于平衡狀態(tài)時(shí)，這兩個(gè)力為平衡力，也叫二力平衡，此時(shí)，兩個(gè)力的合力為零。那么物體受三個(gè)、四個(gè)，甚至更多的力作用時(shí)的平衡條件是什么呢？實(shí)驗(yàn)與探究引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想：二力平衡的條件是合外力為零，物體受三個(gè)力的平衡條件也可能是合外力為零。培養(yǎng)學(xué)生敢于猜想和假設(shè)的能力。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，用什么器材容易較準(zhǔn)確測出力？怎樣記錄力的作用點(diǎn)、大小和方向？用什么方法尋找力的關(guān)系？）討論與交流：讓同學(xué)相互討論、交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路，然后由小組推薦一位同學(xué)說一說實(shí)驗(yàn)方案。（在一畫有同心圓紙面上，,用三把彈簧秤拉小圓環(huán)，讓圓環(huán)與參考圓重合，即圓心位于參考點(diǎn)Ｏ，記錄三個(gè)力的大小、方向和作用點(diǎn)。再用力的圖示法作平行四邊形求合力）。增強(qiáng)學(xué)生的探究意識(shí)和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力。發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：各小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（教師到下面觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)生的合作情況等，引導(dǎo)解答學(xué)生的疑問）分享實(shí)驗(yàn)成果：請小組派一位代表到講臺(tái)匯報(bào)本小組的的實(shí)驗(yàn)探究過程，把實(shí)驗(yàn)中得到的圖形用平臺(tái)投影出來，并進(jìn)行分析總結(jié)。培養(yǎng)學(xué)生共同協(xié)作、相互交流和動(dòng)手操作能力?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的交流與總結(jié)（教師進(jìn)行引導(dǎo)）：通過實(shí)驗(yàn)用平行四邊形定則得到的三個(gè)力的關(guān)系為：這兩個(gè)力的合力的大小與第三個(gè)力相等，方向相反。得出結(jié)論：物體在三個(gè)力的作用下的平衡條件是：F合=0。（板書）教師引導(dǎo)學(xué)生通過生活中的實(shí)例理解我們剛才驗(yàn)證的是靜止?fàn)顟B(tài)下的平衡，另一種平衡，勻速直線運(yùn)動(dòng)呢？同樣可以在勻速行駛的火車上做實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論還是一樣的。視頻演示實(shí)驗(yàn)。教師通過力的等效和替代原理來引導(dǎo)學(xué)生理解：物體受n個(gè)力的作用，我們可以用一個(gè)力去替代其中（n-1）個(gè)力，就相當(dāng)于物體受兩個(gè)作用，所以物體受n個(gè)力的作用平衡條件是F合=0。提高學(xué)生分析問題和處理問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生演繹推理能力。實(shí)際應(yīng)用平衡條件在實(shí)踐中的應(yīng)用：1．例題：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析，畫受力分析圖，并如何構(gòu)造一個(gè)平行四邊形，應(yīng)用的原理是什么？然后進(jìn)行解答。還可以讓學(xué)生嘗試用其他方法求解（例如正交分解法等）2．讓學(xué)生思考課本例題后面的“討論與交流”并給適當(dāng)?shù)奶崾編椭鷮W(xué)生理解，例如擋板由原來位置逐漸被放至水平，兩個(gè)彈力怎么變化？共點(diǎn)力作用下物體平衡問題的一般步驟：（1）定研究對象；（2）對所選研究對象進(jìn)行受力分析，并畫出受力示意圖；提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力讓學(xué)生掌握解題的方法（3）分析研究對象是否處于平衡狀態(tài)；（4）運(yùn)用平衡條件，選用適當(dāng)方法，列出平衡方程求解。拓展探究氣球受到四個(gè)力而平衡？力之間的關(guān)系怎樣？（合力為零）對于氣球的平衡狀態(tài)，找出各個(gè)力間關(guān)系的平衡條件。（提示：受力分析，觀察四個(gè)力的特點(diǎn)，怎樣把四個(gè)力轉(zhuǎn)換成二力平衡？）運(yùn)用正交分解法：找出兩個(gè)垂直方向上的二力平衡。提高學(xué)生知識(shí)遷移應(yīng)用能力理論探究四個(gè)力作用下的平衡條件鞏固練習(xí)課后練習(xí)P66第1、2、3題。知識(shí)回顧小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了物體的平衡條件，會(huì)分析一些物體的平衡問題，同時(shí)，我們也親身體驗(yàn)了科學(xué)探究過程：提出問題猜想與假設(shè)實(shí)驗(yàn)探究討論與交流得出結(jié)論，這是研究物理的的基本方法。培養(yǎng)歸納總結(jié)能力作業(yè)課后練習(xí)第4、6題。七、板書設(shè)計(jì)：第五節(jié)共點(diǎn)力的平衡條件１.平衡狀態(tài)——靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)２.共點(diǎn)力３.共點(diǎn)力的平衡條件——合力為零（Ｆ合＝０）實(shí)驗(yàn)探究——三力平衡４.應(yīng)用５.拓展——四力平衡