1、高考资源网（） 您身边的高考专家第四章牛顿运动定律第五节共点力的平衡条件一、教学目标1、知识与技能：能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析以由物体的受力情况对物体的运动情况进行分析2、过程与方法：1通过实例感受研究力和状态的重要性2通过收集展示资料，了解牛顿定律对社会进步的价值3培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力4帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题的能力和交流、合作能力5帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力6让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用3、情感态度与价值观：1初步建立应用科学知识的意识2培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问
2、题的能力3、体验总结解决问题一般方法的乐趣。二、教学内容剖析1、 本节课的地位和作用：本节学习共点力平衡条件的应用。本节内容放在学习了牛顿第二定律之前，所以，应用物体平衡条件解题的思路，与后面的应用牛顿第二定律解题的思路相同。另外，通过共点力平衡条件在实际中的应用，可以培养学生应用物理知识解决实际问题的能力，同时也可以激发学生学习物理的兴趣，为后面学习牛顿运动定律奠定基础。本节课在高中物理中的地位非常重要，应该加以强化，练习的选择应该根据学生的实际情况，做到循序渐进，重在落实知识的应用，培养学生正确分析问题的方法.2、本节课教学重点：牛顿第一运动定律、惯性的概念。3、本节课教学难点：1、对物理
3、情景及物理过程的分析。2物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用三、 教学思路与方法共点力作用下物体的平衡条件在实际中有广泛的应用，因此专门列出一节，通过一些典型例题来应用学以致用是我们教学的目的，而要用，就必须首先对知识点有清晰明了的认识，然后才能在应用中加以进一步的理解、深化因此，在本节一开始需要先复习巩固上一节所学的基本内容一是在什么情况下物体处于平衡状态，二是在平衡状态下的平衡条件，F合=0这其中应再次复习引申同学们对受力分析的认识，常用的方法的复习等必备知识，对于涉及力较多的问题，求合力时不易直接用直角三角形的知识求解，应使大家明白可用正交分解的方法来求解通过例题
4、的分析和求解，应使学生明确：解静力学问题的思路与动力学的思路相同，首先要进行力的分析（确定研究对象，分析对象受力情况），然后列出平衡方程求解对于比较容易的问题，用直角三角形的知识求解对于比较复杂的问题，可用正交分解的方法求解，并且知道当未知力的方向事先不能确定时，可先假定未知力具有某一方向，然后根据解得的结果去判断此未知力的实际方向四、 教学准备投影仪、投影片、教学课件五、 课堂教学设计教学环节教学内容师生互动设计意图备注引入用多媒体课件出示复习题： （1）一个物体在共点力的作用下，如果保持 _或者做 ，我们就说这个物体处于平衡状态。 （2）当物体在共点力的作用下处于平衡状态时： a物体所受各
5、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 。教师：考虑一下这几个问题。 思考并讨论。学生1：第一个是静止或匀速直线运动 学生2：第二个a是零。学生3：第二个b是等大、反向、作用在一条直线上。 教师：如果一个物体在两个或两个以上的力的作用下，保持静止或匀速直线运动，那么这个物体就处于平衡状态。本节我们就一起来学习共点力作用下的平衡条件。师：那么什么是共点力呢？激发学生的求索欲望，自己归纳牛顿三个定律。共点力和平衡状态共点力：几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力 AB教师沿墙壁用网兜把一个足球挂
6、在A点（如图所示），足球处于静止状态。师：假如说墙壁是光滑的，请你对网兜和足球组成的系统进行受力分析。（思考并讨论）让学生上来自己画图。生：受重力、A点给足球的拉力、墙给足球的弹力。师：足球在这三个力的作用下，处于静止状态，这种力的作用就叫做共点力。几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力师：在共点力的作用下，足球和网兜保持静止状态，这个状态叫做平衡状态，那么什么叫做平衡状态呢？1、让学生在心中明白解题的类型及方法。平衡条件共点力的平衡条件平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态师：一个物体在共点力的作
7、用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。师：再考虑一个问题，为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必须满足的条件，叫平衡条件。那么，物体的平衡条件是什么呢？生1：速度为零。生2：加速度为零。师：举个例子来说，上抛运动中，当物体到达最顶端，速度为零，那么物体是不是处于平衡状态呢？生：不是，因为合外力不为零。师：对，平衡状态的条件是加速度为零。师：咱们学过二力平衡，二力平衡是什么呢？生：二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，条件是两个力大小相等，方向相反，作用于同一个物体。师：如果物体受到三个或三
8、个以上的力作用，它的平衡条件是什么呢？实验演示：三个共点力作用下的平衡。让学生做课本上的实验，用平行四边形定则做图验证这三个力之间的关系。（最后学生得出结论）生：合外力为零。师：也就是说将这些力两两合成，合力为零。那么还是符合咱们刚说的加速度为零，即合外力为零。让学生自己动手做实验，不仅可以满足学生的操作欲望，而且可以培养学生的操作技能，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和实践能力方法解题方法：1、合成法。二、分解法三、相似三角形法四、正交分解法师：讲解方法GF2F1F师：讲以下有关这类问题的解题方法；一：合成法。以足球和网兜一起作为研究对象，它们受重力G，墙壁的支持力F1，悬绳的拉
9、力F2三个共点力作用而平衡。由共点力的平衡条件可知：F1与F2的合力F，与G大小相等、方向相反，即FG，如图所示。由图中力的平行四边形可求得F1=Ftan=Gtan=mgtanF2=F/cos=G/cos=mg/cos二、分解法。以足球和网兜一起作为研究对象，它们受重力G，墙壁的支持力F1，悬绳的拉力F2三个共点力作用而平衡。将重力G按作用效果分解为G1和G2，如图所示。由共点力平衡条件可知：F1与G1的合力必为零，F2与G2的合力必为零。所以：F1=G1=Gtan=mgtanF2=G2=G/cos=mg/cos三、相似三角形法以足球和网兜一起作为研究对象，它们受重力G，墙壁的支持力F1，悬绳
10、的拉力F2三个共点力作用而平衡，如图所示。由共点力的平衡条件可知：F1与G的合力F，与F2大小相等、方向相反，即FF2。设球心为O，由图可知，OFG与AOB相似，所以：F2F1GABFO由以上两式可得：GF2F1G1G2F1= Gtan=mgtanF2=F=G/cos=mg/cos四、正交分解法GF2F1xy以足球和网兜一起作为研究对象，它们受重力G，墙壁的支持力F1，悬绳的拉力F2三个共点力作用而平衡，如图所示。取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将F2分别沿x轴和y轴方向正交分解，由平衡条件可知，在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零。即：F2sinF1=0F2cosG=0由上述
11、两式可解得：F1mgtanF2=mg/cos师：请同学们结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤。锻炼学生的动手能力；学习自己探讨问题的能力。在牛顿第二定律中，二力合成和正交分解是很重要的解题方法。步骤解题步骤：（1）确定研究对象（2）对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图；（3）根据物体的受力和已知条件，选择力的合成法、分解法、相似三角形法、正交分解法等恰当的方法，应用平衡条件建立方程；（4）解方程，进行讨论和计算。（让学生讨论并回答）生1：先受力分析，再选择方法列式子。生2：。生3：。（最后，教师给出步骤说明）初步把握解题方法，培养学生独立总结问题的能力。应用巩固练习：例题1：如图
12、所示，一物体在四个力F1、F2、F3、F4作用下处于静止状态，若的方向沿逆时外转过60而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，则此时物体所受到的合力大小为（ ）A、B、C、D、例题2：在图中，如果小球重3N，光滑斜面的倾角为300，求斜面及竖直放置的挡板对小球的作用力。解：小球的受力分析如图所示，由几个关系的N1=N2=NtanN=G代入数据解得N1=N2=Ntan=N=1.7N例题3：大小分别为1、2、3、4、5、6牛的六个共点力F1、F、F、F、F、F，依次量力之间的夹角都是60，如图所示。它们合力的大小等于 ，方向是 。只需把F的大小变为 ，这六个力就平衡，平衡后，若把F撤消
13、，余下五个力的合力的大小为 ，方向是 。师：让我们严格按照我们所列的步骤来做几个例题。让学生先做。师：由共点力的平衡条件可知，F、F2、F、F的合力应为零， F、F2、F的合力应与F等值反向当F 的方向沿逆时针转过60而保持其大小不变时，F、F2、F的合力的大小仍为F ，但方向与F成120，由平行四边形法则可得，此时物体所受的合力大小仍为F所以本题的正确选项应为C例题2师：分析以小球为研究对象，小球受到斜面对它的作用力N1、挡板对它的作用力N2和重力G这三个力的作用，根据共点力的平衡条件，N1 和N2的合力N的大小与重力G的大小相等。例题3：答案：6N；沿F5；8N；8N；沿F5。（进一步利用
14、前面做学的方法解题，巩固方法及步骤。这几个可以让同学上黑板做，做完后，指出方法，详细讲解。）通过做题，不仅可以巩固知识，而且可以激发学生的学习兴趣与动机，同时也可以使他们养成善于运动知识、关心生活和生产中实际问题的习惯。总结小结。1.总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速地对研究对象进行受力分析.2.强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3.根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，不可能在一节课中就把这类问题解决好了，应
15、该着重放在基本问题的分析和基本思路的掌握上.思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木，学生素质的培养就成了镜中花，水中月.体会。巩固作业：1、观察日常生活中的共点力的作用；2、做课后16题。观察性实验利于动手能力的培养，也渗透了新课标理念。视野拓展牛顿的求学岁月 牛顿19岁时进入剑桥大学，成为三一学院的减费生，靠为学院做杂务的收入支付学费。在这里，牛顿开始接触到大量自然科学著作，经常参加学院举办的各类讲座，包括地理、物理、天文和数学。牛顿的第一任教授伊萨克巴罗是个博学多才的学者。这位学
16、者独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。 后来，牛顿在回忆时说道：“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。” 当时，牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里德的几何原本、笛卡儿的几何学、沃利斯的无穷算术、巴罗的数学讲义及韦达等许多数学家的著作。其中，对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的几何学和沃利斯的无穷算术，它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿解析几何与微积分。1664年，牛顿被选为巴罗的助手，第二年，剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。高考资源网版权所有，侵权必究！
