《共点力的平衡及其应用》教学设计
渭南瑞泉中学 徐利平
【教材版本】
上海科技教育出版社高中物理（必修一）第四章第三节 【设计理念】
1．“兴趣是最好的老师”，而要引发学生的学习兴趣，就要创建一定的教学情景。课堂中通过多媒体的应用、演示实验、学生动手探究实验、学生讨论及展示等课堂景观，激发学生的学习激情及学习自主性。
2．不少同学感到物理难，就难在物理规律的应用上。本节课创造性的引导学生，将原本是平衡条件的推导与应用的结论，让学生自己通过实验探究、总结，将有利于学生对规律的理解与应用。根据科学探究的基本模式：提出问题→猜想假设→实验验证→得出结论。在教学设计中，首先复习物体的平衡状态，接着利用几个同学拉绳子的小实验，引导学生通过观察实验现象，然后提出问题：请同学们设计一个实验来研究物体的平衡条件，激发学生的探究兴趣。接着在教师的引导下让学生设计实验，充分发挥学生的自主学习、应用的激情，对设计中碰到的问题，让同学们互相交流共同解决，培养学生交流与合作精神。最后，通过实验交流，得出结论。整个过程培养了学生的科学探究精神和物理实验能力。 【教材分析】
本节学习共点力的平衡及其应用，内容包括物体的平衡状态、平衡条件和力的平衡。共点力平衡问题是高中物理的重要内容之一，它涉及力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面物理知识和能力的综合性问题，是高一物理的难点，同时是解决高中力学问题的基础。另外，平衡问题中，涉及到的各种物理模型，在今后物理学习中会经常见到，对高一学生来讲，这些都是一些基本的模型素材。因此，学好本节课对今后力学学习意义重大。但刚开始学习时，力的平衡理论并不难掌握，只是后续应用较为困难。由此确定：本节课的教学重点是平衡的概念及其条件，难点是实验探究共点力的平衡条件并加以简单应用。 【学情分析】
学生在初中学习过牛顿第一定律，理解共点力作用下物体的平衡状态会比较容易；利用前面学过的知识分析推出共点力作用下物体的平衡条件，学生也不会有太大困难，教师只需适当点拨即可；但学生在设计实验并通过实验探究共点力作用下物体的平衡条件时会感到比较困难，教师要给予及时的引导，并可通过学生相互讨论共同解决。 【教学目标】
知识与技能
1、知道平衡状态和平衡力的概念 2、了解共点力作用下物体平衡的概念 3、知道共点力的平衡条件 过程与方法
1、通过课堂小实验，培养学生实验观察能力。
2、通过设计实验探究物体的平衡条件，培养了学生的科学探究能力和实验能力。 3、通过课堂练习,训练学生进行知识迁移及应用 情感态度与价值观
通过互相交流共同设计实验方案，培养学生与他人合作的精神；通过先从实验探究，再从理论上总结共点力作用下物体的平衡条件，然后再应用，培养学生科学探究精神和理论联系实际的科学态度。 【重点难点】
重点：平衡状态的概念及其条件
难点：实验探究共点力的平衡条件并加以简单应用。 【教学环境】
多媒体教室 【教学方法】
实验探索法、归纳分析法。 【教学过程】
第 一 课 时
场景一：上课预备铃响后，老师并没有立即上课，而是请一位同学走上讲台。只见他先将一本课本顶在右手食指间上，旋转起来。同学哗然：太简单了，再来一个。于是该同学又将另一本课本同时顶在左手食指旋转，并大步向前走动起来。顿时教室一片掌声，大家脸上都是笑容…… （一） 引入新课
投影多媒体图片：马踏飞燕，悬空寺，飞行中的飞机等 设问：什么是物体的平衡状态？
（二）进行新课
1．（板书）一、物体的平衡状态
（引导学生回顾牛顿第一定律并回答）保持静止状态或保持匀速直线运动状态 2．设问：物体在什么条件下才能处于平衡状态？ （学生回答）不受任何外力或受到两个平衡力
设问：如果物体在互成角度的三个共点力作用下，处于平衡状态，这三力的大小、方向应该满足什么条件? 场景二：课堂演示实验：
老师将三条绳子系在一个结上，请三位同学上前分别拉住三条绳索，互成角度地拉绳结。师问：如何描述绳结受到三个力的方向？
生答：绳结受到三个力为沿绳方向，只要观察绳子的方向即可。 师问：这三个力方向间有什么关系？
生1答：不在同一直线上。生2答：不在同一侧。…… 师问：三个力会共面吗？ （学生七嘴八舌，没有统一意见）
此时，老师将一片白木板贴近绳结，任意调整三条绳索的方向，学生顿时恍然：如果物体在互成角度的三个力共点作用下，处于平衡状态，这三力必共面。
3．教师提问：如果三个力共面又共点，我们怎么研究这三个力之间的关系？ (学生讨论、回答实验设计思路)：利用弹簧秤互成角度拉细绳，记录绳子的方向及弹簧秤的读数，用力的图示将三个共点力描绘在白纸上。
进一步提问：你的猜测是什么？你准备怎么做？需要哪些仪器？桌面上都有吗？需要几个人配合？你们怎么分工？如何验证你的结论？
（学生讨论确定实验方法）合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等 学生讨论实验方案，并分小组进行实验。
（拓展思考）如果物体受到的共点力不止三个呢?你的结论能推广吗? 场景三：课堂实验结果展示：
实验结束后，由几组有代表性的小组上台展示，介绍实验过程、数据处理方法及结论。这些小组采用不同的方法和思路，各有各的特点。上台展示实验成果的学生自信、大方，语言流畅，小组成员间有较好的分工与合作。
4．总结结论：
（1）物体在共点力作用下处于平衡状态，力的平衡条件为合力为零 （2）在共点下作用下的物体，如果所受合力为零，一定处于平衡状态 （3）推论：
a.当物体受到三个共点力的作用而平衡时，其中的任意一个力必定与余下的两力的
合力等大反向。
b．当物体受到三个力共点力的作用而平衡时，任意建立直角坐标系并分解不在坐标轴的力，沿两个坐标轴方向的合力均为零
c．三个共点力构成封闭的三角形
（引导学生将此推论拓展到多个共点力平衡时的情景） (三)、练习巩固
课本P98的1、2、3、
第 二 课 时
【教学目标】
知识与技能
1、能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题； 2、进一步学习受力分析，正交分解等方法。 过程与方法
学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法，培养学生灵活分析和解决问题的能力。
情感态度与价值观
培养学生明确具体问题具体分析 【重点难点】
重点：共点力平衡条件的应用
难点：受力分析、正交分解、共点力平衡条件的综合应用。 【教学环境】
多媒体教室 【教学方法】
讲练法、归纳法 【教学过程】 一、导入新课
1、用幻灯片出示复合题：
（1）如果一个物体能够保持 或 ，我们就说物体处于平衡状态。 （2）当物体处于平衡状态时：
a.物体所受各个力的合力等于 ，这就是物体在共点力作用下的平衡条件。 b.它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是 。 2、学生回答问题后，师进行评价和纠正。
3、引入：本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题。
二、新课教学
1、共点力作用下物体的平衡条件的应用举例：
案例1 如图所示，细线的一端固定于A点，线的中点挂一质量为m的物体，另一端B用手拉住，
（1）当AO与竖直方向成?角，OB沿水平方向时，AO及BO对O点的拉力分别是多大？ （2）现设法增大夹角?，仍保持OB水平，是分析AO、BO两绳中拉力的变化情况。 师解析本题：
（1）先以物体m为研究对象，它受到两个力，即重力和悬线的拉力，因为物体处于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为F＝mg。
再取O点为研究对像，该点受三个力的作用，即AO对O点的拉力F1，BO对O点的拉力F2，悬线对O点的拉力F，如图所示：
a.用力的分解法求解
将F＝mg沿F1和F2的反方向分解，得到
F/?mgtan?;F//?mg/cos?,
得到
《共点力的平衡及其应用》教学设计完美版
