2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 一、共點(diǎn)力作用下物體的平衡(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè).doc
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2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 一、共點(diǎn)力作用下物體的平衡(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè) ●從容說(shuō)課 本節(jié)學(xué)習(xí)共點(diǎn)力平衡及條件。內(nèi)容包括平衡狀態(tài)、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件和共點(diǎn)力的平衡條件。 本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)定位如下: 1.了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。. 2.理解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念. 3.知道什么是力的平衡 4.應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件進(jìn)行有關(guān)受力的分析,解決簡(jiǎn)單的平衡問(wèn)題。 本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是掌握共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件及其簡(jiǎn)單應(yīng)用 本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是充分利用共點(diǎn)力的平衡條件和正交分解法求解共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題。 本節(jié)研究的共點(diǎn)力平衡從表象上看是物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其本質(zhì)是物體所受合外力為零。結(jié)合上述特點(diǎn):本節(jié)采用實(shí)驗(yàn)法、歸納法、問(wèn)題解決法和分層教學(xué)法,來(lái)幫助學(xué)生掌握共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題。 本節(jié)的教學(xué)程序如下: 直接導(dǎo)入新課→復(fù)習(xí)共點(diǎn)力的知識(shí),分析實(shí)例得到什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)→學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件→課堂討論強(qiáng)化本節(jié)知識(shí)點(diǎn)。 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1.知道什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.掌握共點(diǎn)力的平衡條件. 二、能力目標(biāo) 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)及學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的推理分析能力、觀察能力、動(dòng)手能力. 三、德育目標(biāo) 1.辨證唯物主義的相對(duì)性觀點(diǎn). 2.特殊到一般、一般到特殊的邏輯推理思維方式. ●教學(xué)重點(diǎn) 1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.共點(diǎn)力的平衡條件. ●教學(xué)難點(diǎn) 共點(diǎn)力的平衡條件. ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、歸納法、問(wèn)題解決法、分層教學(xué)法. ●教學(xué)用具 演示物體一個(gè)、彈簧秤若干. ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 [投影本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.掌握共點(diǎn)力的平衡條件. [學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程] 一、導(dǎo)入新課 一個(gè)物體可以處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其中常見(jiàn)的是平衡狀態(tài),而且很有實(shí)際意義,如起重機(jī)、建筑物等就需要保持平衡狀態(tài).那么,什么是物體的平衡狀態(tài)?物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢?這一章就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的問(wèn)題,本節(jié)課我們先來(lái)學(xué)習(xí)在共點(diǎn)力作用下物體的平衡. 二、新課教學(xué) 說(shuō)明:分層教學(xué)的前提是通過(guò)教師與學(xué)生的溝通,結(jié)合對(duì)各部分的掌握及學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣及態(tài)度、興趣等綜合因素,大致將學(xué)生分為三個(gè)層次.具體如下: A層次:對(duì)物理有較濃的學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)知識(shí)牢靠,學(xué)習(xí)習(xí)慣較好,能主動(dòng)預(yù)習(xí)且能超前認(rèn)知的同學(xué). B層次:自我感覺(jué)學(xué)習(xí)物理沒(méi)有多大困難,自我學(xué)習(xí)約束能力一般,能跟上老師上課的步驟的同學(xué). C層次:沒(méi)有或興趣不大,需要老師或他人的督促,學(xué)習(xí)習(xí)慣不太好,屬于被動(dòng)學(xué)習(xí)的階段,相對(duì)而言成績(jī)也較差. 課堂布置:C層次靠前 B層次居中 A層次自愿 (一)平衡狀態(tài) [學(xué)生活動(dòng)] 閱讀課文并思考下列問(wèn)題: [投影]閱讀思考題: 1.什么是平衡狀態(tài)? 2.在共點(diǎn)力作用下,物體的平衡狀態(tài)分為哪兩類(lèi)? 3.舉例說(shuō)明什么是物體的平衡狀態(tài). 4.談一下你對(duì)靜止的理解. [分組討論并匯報(bào)討論結(jié)果] 1.一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下,如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng),則這個(gè)物體就處于平衡狀態(tài). 2.共點(diǎn)力作用下物體的平衡又分為兩種情形,即靜平衡(物體靜止)和動(dòng)平衡(物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)). 3.學(xué)生可能舉的平衡實(shí)例有: ①光滑水平面上勻速滑動(dòng)的物塊; ②沿斜面勻速下滑的木箱; ③天花板上懸掛的吊燈; ④上拋到最高點(diǎn)的物體; ⑤一個(gè)物體拿在手中,在松手的瞬間. [實(shí)例討論] 同學(xué)舉的實(shí)例平衡中:前三種情況下,物體的加速度都等于零,而后兩種情況下,物體的加速度都不等于零,而物體處于平衡狀態(tài)的特征是a=O.所以同學(xué)們所舉的前三個(gè)例子都是物體處于平衡狀態(tài),而后兩種不是平衡狀態(tài). 4.[教師點(diǎn)撥對(duì)靜止的理解] 靜止與速度v=O不是一回事。物體保持靜止?fàn)顟B(tài)說(shuō)明v=O,a=O.兩者同時(shí)成立,如果僅是v=0,a≠0,例如上拋到最高點(diǎn)的物體,此時(shí)物體并不能保持靜止?fàn)顟B(tài)所以物體并非處于平衡態(tài). [總結(jié)并板書(shū)] (一)平衡狀態(tài) 一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下。如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)。就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài). (1)幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)?;蛘咚鼈兊淖饔镁€相交于同一點(diǎn)這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力. 實(shí)際問(wèn)題中如果可以不考慮物體的大小和形狀,而把物體當(dāng)作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)時(shí),作用在該物體上的力都可以看作共點(diǎn)力. (2)平衡狀態(tài)的種類(lèi) ①靜平衡:物體保持靜止?fàn)顟B(tài).注意:物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),速度為零,只是變速運(yùn)動(dòng)的一個(gè)瞬間,不是平衡狀態(tài),因?yàn)樗⒉荒芤恢北3炙俣葹榱恪o止?fàn)顟B(tài). ②動(dòng)平衡:物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài). (3)有時(shí)說(shuō)“物體緩緩運(yùn)動(dòng)”即認(rèn)為物體處于動(dòng)平衡狀態(tài). (4)共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)就是物體的加速度恒為零的狀態(tài). [投影]鞏固練習(xí)題 下列物體中處于非平衡狀態(tài)的是 . A.靜止在粗糙斜面上的物體 B.沿光滑斜面下滑的物體 C.在平直路面上勻速行駛的汽車(chē) D.以恒定速率沿一圓周運(yùn)行的人造衛(wèi)星 [參考答案]BD (二).共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 (1)請(qǐng)同學(xué)分析剛才所舉的例子中各物體的受力情況.要求: A口頭表述(包括汽車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng)) BC:畫(huà)出受力示意圖(包括汽車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng)) [結(jié)論]物體在平衡時(shí)既可受兩個(gè)力,又可受更多的力. (2)實(shí)例分析,理論推導(dǎo). [思路]分析受力的合力. [學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)] 感性理解認(rèn)識(shí):F合=0 獨(dú)立理論推導(dǎo) [投影]過(guò)程: 從平衡狀態(tài)得: a=0 又由牛頓第二定律得: F合=ma=0 結(jié)論:平衡狀態(tài)的條件為: F合=0 (3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證: 演示實(shí)驗(yàn): 用彈簧秤先測(cè)演示物體的重量G 再用兩個(gè)彈簧秤向上成一角度提起演示物體,使其保持靜止?fàn)顟B(tài). 讀出彈簧秤的示數(shù) 板畫(huà):物體的受力圖示,根據(jù)力的平行四邊形定則,求出合力. 結(jié)果: 在誤差允許范圍內(nèi),合力為零. 分組實(shí)驗(yàn): 按已經(jīng)準(zhǔn)備分好的組(A、B、C搭配)分組進(jìn)行,教師巡回指導(dǎo). a.一個(gè)彈簧秤提起某物保持靜止. a1受力分析 a2 F合 b.兩個(gè)彈簧秤提起重物保持靜止 b1受力分析 b2畫(huà)出力的圖示 b3應(yīng)用平行四邊形定則求F合. 抽查同學(xué)驗(yàn)證結(jié)果. 請(qǐng)一A層次同學(xué)歸納所學(xué)知識(shí)及思路. [強(qiáng)化訓(xùn)練] 下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述,正確的是 A.質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用 B.質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有加速度 C.質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有速度 D.質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止 [學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)]討論解答、提問(wèn)(B層次) 參考答案:B (三).拓展 (1)結(jié)合前面所學(xué),思考:物體受兩個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí),這兩個(gè)力是什么關(guān)系?是否學(xué)過(guò)? 學(xué)生思考得:二力平衡. (2)靜止的理解 思考題:靜止與v=0是一回事嗎?試舉例說(shuō)明?與“保持”的理解類(lèi)比. 參考解答: 保持靜止:v=0,a=0 v=0:可能a=0 可能a≠0,例自由落體起始時(shí)刻. [學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)]A討論 B、C獨(dú)立思考 (3)了解力的平衡. 方法:同學(xué)閱讀P71最后一段認(rèn)識(shí).` (4)思考題:(A層次) 試推導(dǎo)四個(gè)力,五個(gè)力、n個(gè)力(共點(diǎn)力)的平衡條件. (5)三個(gè)平衡時(shí),其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力的關(guān)系. 方法:A、B討論C獨(dú)立思考 [結(jié)論]抽查:F1、2與F3大小相等、方向相反,且在一條直線上. (四).補(bǔ)充說(shuō)明 方法:教師介紹強(qiáng)調(diào) (1)物體做什么運(yùn)動(dòng)與我們選取的參考系密切相關(guān),我們判定物體是不是處于平衡狀態(tài)應(yīng)選擇慣性參考系,常用的慣性參考系是地球或相對(duì)地球靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體. (2)共點(diǎn)力平衡條件的深化 F合=0→ (3)三力匯交原理 若物體在三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài),則這三個(gè)力必定共點(diǎn)共面,合力為零,稱(chēng)為三個(gè)共點(diǎn)力的平衡. [強(qiáng)化訓(xùn)練]投影 如圖所示,質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的斜面勻速下滑,求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大? [分析]關(guān)鍵詞—?jiǎng)蛩伲ㄏ禄┨幱谄胶鉅顟B(tài),則所受合力為零. 解:沿斜面和垂直斜面建立坐標(biāo)系,受力分析得: 在x軸上合力為零,有F-mgsinθ=0 在y軸合力為零,有FN-mgcosθ=0 又F=μFN 所以μ=F/FN=tanθ [說(shuō)明]該結(jié)果在很多時(shí)候?qū)ψ鲱}有用. [課堂討論] 1.談一下靜止與平衡狀態(tài)I速度為零與靜止的區(qū)別. 2.試從二力平衡條件及共點(diǎn)力的合成說(shuō)明共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件. 3.物體在共面的三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)。這三個(gè)力的作用線是否一定交于一點(diǎn)? [學(xué)生活動(dòng)] 討論并解答上述問(wèn)題. [教師點(diǎn)撥] 1.靜止的物體一定平衡。但平衡的物體不一定靜止. 靜止?fàn)顟B(tài)是物體在一段時(shí)間內(nèi)保持速度為零不變,其加速度為零;而物體速度為零可能是物體靜止,也可能是物體做變速運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài),加速度不為零. 由此可見(jiàn),靜止的物體速度一定為零,但速度為零的物體不一定靜止. 因此,靜止的物體一定處于平衡狀態(tài),但速度為零的物體不一定處于平衡狀態(tài). 2.如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力Fl、F2…Fn的作用下處于平衡狀態(tài),據(jù)共點(diǎn)力的合成法則,可將Fl、F2…Fn用其合力F′代替,則Fl與F′就是一對(duì)平衡力,它們大小相等方向相反,合力為零,所以物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下的平衡條件是合力為零. 3.物體在共面的三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),這三個(gè)力的作用線必相交于一點(diǎn)(簡(jiǎn)稱(chēng)三力匯交原理),并且其中任一個(gè)力跟其余兩個(gè)力的合力等值反向.三、小結(jié) [投影小結(jié)思考題] 1.一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下,如果保持 或 ,則該物體處于平衡狀態(tài)。 2.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是:物體所受合外力 ,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為F合= 或Fx合= ,F(xiàn)y合= ,其中Fx合為物體在x軸方向上所受的合外力,F(xiàn)y合為物體在y軸方向上所受的合外力。 3. 叫力的平衡若物體受到兩個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力 4.若物體受到三個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài),則其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力 四、作業(yè) 1.課后作業(yè):P73(1)(A、B、C) 2.預(yù)習(xí)第二節(jié),完成相關(guān)題目(A、B) 3.思考題:(A層次) 如圖所示,質(zhì)量為m的物體C放在水平木板AB上,當(dāng)以mg的水平力作用于C物體時(shí),恰可使C勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將木板一端抬高,當(dāng)AB與水平成45時(shí),求木板所受的摩擦力多大? [參考答案]:F=mg 提示:勻速運(yùn)動(dòng),符合共點(diǎn)力作用下的平衡特點(diǎn). 故F合=0所以mg=μmg推得μ= 當(dāng)AB與水平成45時(shí),mgsin45=mg 判定此時(shí)已運(yùn)動(dòng)所以F=μmgcos45=mg 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì) 1.(1)下列哪組力作用在物體上,有可能使物體處于平衡狀態(tài)( ) A.3 N,4 N,8 N B.3 N,5 N,1 N C.4 N,7 N,8 N D.7 N,9 N,6 N (2)用手施水平力將物體壓在豎直墻壁上,在物體始終保持靜止的情況下( ) A.壓力加大,物體受的靜摩擦力也加大 B.壓力減小,物體受的靜摩擦力也減小 C.物體所受靜摩擦力為定值,與壓力大小無(wú)關(guān) D.不論物體的壓力改變與否,它受到的靜摩擦力總等于重力 (3)如圖所示,木塊在水平桌面上,受水平力F1=10 N,F(xiàn)2=3 N而靜止,當(dāng)撤去F1后,木塊仍靜止,則此時(shí)木塊受的摩擦力為 A.0 B.水平向右,3 N C.水平向左,7 N D.水平向右,7 N 2.(1)重300 N的木箱放在光滑的水平地面上,一個(gè)人用200 N的力F作用在木箱上,方向與水平方向成30斜向上,當(dāng)木箱沿地面運(yùn)動(dòng)時(shí),地面對(duì)木箱的支持力為_(kāi)_____N. (2)質(zhì)量相同的甲和乙疊放在水平面上,用力F拉乙,使甲、乙一起勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí),設(shè)甲與乙之間的摩擦力為F1,乙與地之間的摩擦力為F2,則F1=______,F(xiàn)2=______. 3.如圖所示,當(dāng)用大小為20 N,方向與水平成37的力F推物體時(shí),恰能使重15 N的重物靠在墻上不下滑,問(wèn): (1)此時(shí)物體所受摩擦力是多大? (2)當(dāng)推力方向不變,大小為22 N時(shí),物體與墻之間的摩擦力是多少? (3)欲使物體與墻壁間不存在摩擦力,則推力大小應(yīng)變?yōu)槎啻螅? [參考答案] 1.(1)CD (2)CD 提示:本題中,物體始終保持靜止,即是指物體一直處于平衡狀態(tài),則據(jù)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件有 F合=0 對(duì)物體受力分析,如右圖 可得F=FN,F(xiàn)f=G (3)B 提示:靜摩擦力始終等于使物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力. 2.(1)200 N 提示:豎直方向上合力為零(2)F1=0 F2=F 3.(1)3 N,沿墻向上 (2)1.8 N,沿墻向上 (3)25 N- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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