3.5共点力的平衡条件 教案 (2)

3.5共点力的平衡条件
教案
教学目标
1、知识与技能:(1)认识共点力、平衡状态等概念;(2)知道共点力的平衡条件;(3)能用共点力的平衡条件求解生活中的问题。
2、过程与方法:(1)通过探究实验,提高观察、操作的能力;(2)通过学习,提高分析,解决问题的能力。
3、情感态度与价值观:(1)初步领略生活中共点力平衡现象的奥妙,获得对科学的热爱和亲近感;(2)建立理论知识和生产实际的联系,感受知识的实用价值,体会生活中物理的魅力
学情分析
学生在第一、第二两章的内容上已学习了物体的静止、匀速直线运动等运动状态,学习了力、力的图示、力的示意图、力的合成与分解等知识,在初中阶段也初步接触了二力平衡的知识,学生所有的这些知识储备为本节课的学习奠定了基础。但是学生对物体的运动状态和物体的受力情况两部分知识的认识是孤立的,并没有联系起来,学生对矢量的认识也是初步的。所依在教学中要利用学生原有的知识,通过类比推理分析新的问题,得出新的结论。教学中还要通过实际例子分析,让学生在交流与讨论中提升分析、总结和应用物理规律的能力。
重点难点
重点:通过实验探究,得到受共点力作用物体的平衡条件。
难点:用力的合成法和正交分解法计算共点力平衡的实际问题。
教学过程
活动1【导入】复习回顾
一、复习回顾,温故知新
同学们,上新课之前,我们首先来回顾两个以前学习过的知识点。
(提问)一、什么是共点力
(学生回答:)如果几个力都作用在物体的同一点上,或者几个力的作用相交于同一点,这几个力就成为共点力。
很好,这一概念是在本章第三节学的。值得大家注意。
二、一个初中学习过的知识。什么是二力平衡
物体受到的两个力共点,等大,反向,共线。意味着物体的F合=
有了这些知识的铺垫,下面我们来学习新的知识:共点力的平衡条件。
活动2【讲授】概念学习
二、概念学习
这一节书我们有3个概念需要学习,第一个是:平衡状态。请同学们在书本上划出来。
强调:平衡状态除了有静止,还有匀速直线运动,不要把这个忽略了。
第二个是:共点力的平衡。
注意这里强调物体所有的受力一定要是共点力。
第三个是:共点力的平衡条件
经过前面的复习,我们可以知道,如果物体受到两个共点力,那么其平衡条件是
(学生回答):合外力为零
活动3【活动】实验探究
三、实验探究
同学们,请分析汽车在刹车和用绳子拉着的气球悬在半空中两种情境的受力情况,并画出它们所受力的示意图。
(学生用作图工具作图)
在我们的生活中很多物体的受都的共点力都不止两个,会有三个,四个,五个,乃至更多。我们已知两个共点力的平衡条件是F合=0.
那三个力或三个力以上又是如何呢
下面我们通过实验来探究物体受到3个共点力平衡的条件。
探究共点力的平衡条件
1、实验猜想
物体受到3个共点力,F1,F2,F3,而处于平衡状态,那么其中两个力的合力与第三个力应该会是怎么样的一种关系呢
这个是我们对这一探究实验的猜想。
2、进行实验
(1)实验器材:方木板、重物、钩码若干、细绳、刻度尺、三角板、弹簧秤、铅笔、图钉、轻质小圆环等
(2)实验目的:物体在三个共点作用下平衡时,根据平行四边行定则将其中的两个力合成,探究合力与第三个力是否等大反向。
(3)实验步骤:见书本
(播放实验视频)
3、实验结论:
通过对其中两个力进行力的合成,我们可以看到这个合力与第三个力符合二力平衡。所以
三个共点力的平衡条件:三个共点力合力为零。其中任意一个力与其它两个力的合力大小相等、方向相反,作用在同一直线上。
实验结论的推广:
物体受三个共点力的平衡条件合外力为零,那么如果物体受到4个共点力呢
刚才我们已经分析了悬在空中的气球受到4个共点力的作用,而且气球处于静止状态。
如果我们将其中3个力合成,那么这个合力和第四个力是什么关系
(学生回答):等大反向
所以气球受到的合外力也为零
物体受到两个共点力处于平衡状态,合外力为零,
物体受三个共点力处于平衡状态,合外力也是为零。
物体受四个共点力处于平衡状态,合外力还是零。
所以我们将这些结论推广:物体在共点力的作用下,处于平衡状态的条件是所受的合外力为零。
活动4【讲授】例题讲解
四、例题讲解
质量为3N的小球放在一倾角为30°的光滑的斜面上,被一竖直的挡板挡住,如图。求斜面和挡板对球的支持力分别是多少
第一种方法:合成法:
第二种方法:分解法
解决共点力平衡问题的基本步骤:
1、明确研究对象
2、对研究对象进行受力分析,要画出力的示意图,并判断是否平衡
3、选取研究方法
4、利用平衡条件建立方程
5、数学方法求解
活动5【练习】课堂练习
课堂练习,巩固知识
1、放在斜面上的一个物体,当斜面的倾角为
a
时,它能沿着斜面匀速下滑,求物体与斜面之间的动摩擦因数。