高中物理平衡条件的应用教案 鲁科版 必修1

高中物理平衡条件的应用教案 鲁科版 必修1

平衡条件的应用 ‎ 一、教学内容分析 内容与地位 1． ‎《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中的第二个二级主题“相互作用与运动规律”中与本节内容有关的条目是：“通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。”本节要求学生知道静态平衡和动态平衡；通过实例，知道共点力平衡的条件的应用；会应用力的平衡条件分析解决日常生产、生活中的一些问题,培养学生主动将物理知识应用于生活、生产实践的意识。‎ 2． 应用共点力的平衡条件解决实际问题涉及到力的合成与分解的知识，所以这一节的学习是力的合成与分解的知识的巩固和应用；同时，力的平衡问题的分析涉及到：确定研究对象、分析物体受力情况、应用物理规律布列方程等的解题思路，这在今后学习过程中会经常用到，因此本节教学要体现知识与技能、过程与方法、情感态度价值观方面的教育功能。‎ 教学目标 1. 尝试运用共点力合成、分解的知识以及平衡条件解决一些与生产和生活相关的实际问题。‎ 2. 通过学习，发展对科学的好奇心与求知欲，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。‎ 3. 能运用共点力的平衡条件解释一些简单的生产生活中的问题 重点和难点 在生产和生活的具体情景中建立物体受力模型并运用共点力作用下物体平衡条件来分析问题是本节的重点 ‎；在解决实际力的平衡问题中，正确受力分析并应用力的分解.合成知识及正交分解等知识是学生学习过程中的难点。‎ 二、案例设计 由生活现象导入新课 ‎4‎ 多媒体图片展示:1.在死海中悠闲地阅读的人.2.杂技中的平衡,3.芭蕾舞中的平衡.4沿斜面下滑的人5.两人匀速向上拉起牌匾.6.沿水平地面匀速拉皮箱.7.斜拉桥图片 问题1:从图片中,你们观察物体处于平衡状态,那么,物体的受力有什么样的特点呢?‎ 学生:物体受到合力为零.(由于上节课学了物体平衡的条件,学生一般能回答正确)‎ 老师:请同学们画出它们的受力示意图.‎ 预测:绝大部分学生能够画出图中的二力平衡受力图,但三力.四力平衡受力图将有一部分学生不能够画出,斜拉桥图片较多学生不能够画出.‎ 说明:运用实例和图片介绍共点力作用下物体平衡条件的应用,是为了使学生对物理学在社会生产和人类生活中的实际应用有更丰富的感性认识.‎ 对部分学生画的受力示意图.进行投影仪, 对画得正确规范的学生进行表扬, 对不规范或有错的同学指出其不足之处,鼓励他们改正不足,继续努力.并说明,日常生活中物体处于平衡状态都要遵守,但实际物体的受力平衡有简单.有复杂的,如上面的二力.三力.四力平衡就较简单.而斜拉桥等受力较为,我们可依据研究情况对其受力进行化 问题2:在两人匀速向上拉起牌匾中,怎样拉才会比较省力？怎样拉会比较费力？‎ 预测: 省力和费力相比较,学生会思考两人靠得近较省力,两人离得远较费力 老师进一步引导: 怎样用我们所学过的平衡条件和力的分解.合成知识来解释.‎ 学生1解释.并展示其受力分析图, 不足之处其他同学补充.‎T T G 说明:对静态平衡的情况学生通常比较熟悉,但要在生产和生活的具体情景中运用共点力作用下物体平衡条件来分析问题,需要老师的引导. 老师引导学生把转换成物理模型,然后应用相关的物理规律进行分析.‎ 教师分析: 牌匾的受力如图, 牌匾匀速上升,处于平衡状态,是一种动态平衡,要遵守平衡状态的条件,‎ ‎ 即受到合力为零,所以两拉力T的合力与重力G大小相等,方向相反,所以两T的合力是恒定的,据合力与分力与夹角的关系, 夹角越小, 分力越小,故两人靠得近时, 夹角小,两人的拉力比较小, 即较省力.‎ 问题3；；画出图5沿水平地面匀速拉皮箱, 皮箱的受力示意图.设人拉力为F,与水平间夹角为ф,皮箱重为G,求皮箱受到的摩擦力和地面对皮箱的支持力.‎ 学生独立研究,老师巡回指导 用投影仪展示学生的解答 预测:物体受四个力作用,比前面牌匾受力会更复杂一些,学生会出现受力分析中漏力现象,学生出现的各种问题,老师根据具体情况加以说明.‎ 这一过程,让学生体验从具体的生活现象中提炼出物体的受力模型,利用所学的平衡条件及力的正交分解进行分析求解.‎ 最后,教师在讲解的基础上解答: ‎ 物体受四个力作用,对F进行正交分解得Fcosф, Fsinф, 根据平衡状态条件F合=0得Fcosф=f, Fsinф+N=G得f=Fcosф, N=G- Fsinф 老师对解答进一步讲评 问题4；如果一个小球沿斜面滚动下来，那么小球的受力情况如何呢？请同学们分析。‎ 学生依据刚才讲的受力分析过程能够按顺序画出G，N，f但一部分同学会多画一个下滑力。‎ 问题5：一个物体静止在斜面上，请对物体进行受力。‎ 预测: 按受力分析顺序画出G，N，f，学生一般能正确画出来。‎ 进一步问：三个力的合力为多少呢？如果把重力沿斜面和垂直斜面分解，即沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系，对G进行X方向的合力为多少，Y方向的合力为多少呢？‎ 学生一般能得到FX合=0，FY合=0即：Gsinф=f，N=Gcosф,‎ 进一步问：为什么物体不会滑下呢？如果斜面光滑呢？‎ 到此，学生通过思考，便消除了下滑力的干扰。‎ 教师进一指出，象物体在沿斜面上受到合力不为零，而垂直斜面上受到合力为零，我们就说物体在垂直斜面方向上处于平衡状态。日常生产、生活中有很多这样的在某一个分方向上的平衡状态。如加速行驶的快艇。‎ 相关教学资源链接 研究性学习课题：‎ 这是一幅斜拉桥的图片，斜拉索桥是我国目前中长跨度桥梁的最流行形式，我国目前已建成和正在建设的大型斜拉桥有30余座。它一般适用于300~1000m左右的桥梁长度。‎ 这么长的斜拉桥受到的重力是很可观的，再加上桥上承载物的压力，为什么桥仍然没有坠入江中呢？这是因为桥塔上的钢索对桥有拉力（如图所示）。‎ 请有兴趣的同学在课后搜集一些有关斜拉索桥的资料和数据，讨论斜拉索桥的受力。‎ 桥塔 桥塔 桥梁面 拉索 G T2‎ T1‎ 图12‎