《力的平衡》教学设计2
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约2480字。
“力的平衡”教学设计
一、教学目标
(一)知识与技能
1.例析共点力作用下的平衡状态。
2.通过理论分析和实验探究掌握共点力的平衡条件。
3.会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题。
4.了解平衡的种类以及稳度问题。
(二)过程与方法
1.在实验探究的基础上推理多力作用下物体的平衡条件。
2.学会用物体的平衡条件解决简单的实际问题,理解基本的思维方式。
(三)情感态度与价值观
1.领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲。
2.强化将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
二、教学设计方案
(一)复习旧知,引出新课
提问:什么是共点力?(如果几个力的作用点相同,或作用线交于一点,这几个力就叫做共点力)
教师:今天我们来一起学习共点力作用下的物体平衡及相关知识。
(二)共点力作用下物体的平衡
1.物体平衡状态的概念
(1)呈现平衡状态的一些图片(蘑菇石、山西悬空寺、芭蕾舞、自动扶梯等),让学生感受自然界、生活、艺术等不同领域存在的平衡之美;从物理学的角度初步感知平衡状态——静止或匀速直线运动状态。
(2)讨论交流
呈现实例,反馈学生对概念的理解。
问题:分析下面实例,物体在哪些阶段处于平衡状态?
实例1 飞机从起飞到以一定的速度平稳飞行,再到降落,最后停留在机场的停机坪上。
实例2 观光电梯从1楼静止开始运动到39楼停止。
学生小组:讨论——交流——表述。
(3)注意点
①物体的瞬时速度为零与静止是不等价的,这时物体不一定处于平衡状态。例如,将物体竖直上抛,物体上升到最高点时,其瞬时速度为零,但物体并不能保持静止状态,物体在重力作用下将向下运动。
②物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小,其移动速度趋于零。因此,习题中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态。
2.物体平衡状态的条件
(1)理论推理
学生回忆:牛顿第一定律内容。
教师引导:如果物体保持静止或者做匀速直线运动,则这个物体处于平衡状态。实际中物体不受任何外力是不可能的,物体所受的合外力等于零时与不受任何外力是等效的。
师生推理1:平衡状态的条件为物体所受的合力为零,即 。
师生推理2:从加速度的角度分析平衡状态的条件。(只能从运动学角度分析,不能从牛顿第二定律角度分析)
小结:平衡状态的条件为物体的加速度为零。
说明:平衡状态分两种情况,一种是静态平衡状态,此时,物体运动的速度ν=0,物体的加速度α=0;另一种是动态平衡,此时,物体运动的速度ν≠0,物体的加速度α=0。
(2)实验探究
器材:钩码(50g)若干,细线,小钢丝环,弹簧测力计两个。(教师演示和学生实验视具体情况)探究过程:
①探究二力平衡,如图1所示(可以改变钩码个数)。
②探究三力平衡(研究对象为忽略重力的小钢丝环),如图2所示。
作图探究1:学生据实验数据,用平行四边形定则作图,探究小钢丝环的平衡条件。
作图探究2:学生据实验数据,用平行四边形定则作图,探究“物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,其中任意两个力的合力一定跟第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。”
教师:用Flash动画演示,给学生系统连贯的感性认识。
分析推广:n个力平衡,其中任意(n-1)个力的合力与第n个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
拓展教学:(视学生情况取舍)物体在多个力作用下处于平衡状态时,如果使平移力的作用线首尾相接,必然会构成一个封闭的多边形。根据能否构成一个封闭的多边形,来探究物体平衡状态的条件。
教师:用Flash动画演示,给学生展示平移的过程,对“构成一个封闭的多边形”有更
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