4.3《平衡的稳定性》学案(教科版必修1)

《物体平衡的稳定性》学历案一、学习目标1、理解物体平衡的概念，包括稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡。

2、掌握判断物体平衡稳定性的方法，能够运用重心位置、支持面等因素进行分析。

3、通过实验探究和实例分析，培养观察、分析和解决问题的能力。

二、学习重难点1、重点（1）物体平衡的三种状态及其特点。

（2）影响物体平衡稳定性的因素。

2、难点（1）运用重心位置和支持面的关系判断物体平衡的稳定性。

（2）在实际问题中分析物体平衡的稳定性，并提出解决方案。

三、知识回顾1、力的平衡条件：当物体受到的合力为零时，物体处于平衡状态。

2、常见的力：重力、弹力、摩擦力等。

四、引入在日常生活中，我们经常会看到各种物体处于平衡状态，比如放在桌子上的书、立在地面上的电线杆等。

但有些物体的平衡很容易被打破，而有些物体则能保持稳定的平衡。

那么，是什么决定了物体平衡的稳定性呢？这就是我们今天要探讨的问题。

五、物体平衡的分类1、稳定平衡当物体稍微偏离平衡位置后，能够自动回到原来的平衡位置，这种平衡称为稳定平衡。

例如，一个小球放在碗底，当小球稍微偏离碗底中心位置时，它会受到一个指向碗底中心的合力，从而自动回到碗底中心，保持平衡。

2、不稳定平衡当物体稍微偏离平衡位置后，会继续偏离，不能回到原来的平衡位置，这种平衡称为不稳定平衡。

比如，一个圆锥立在水平面上，当圆锥稍微倾斜时，它会继续倾倒，无法恢复直立状态。

3、随遇平衡当物体在平衡位置附近的任何位置都能保持平衡，这种平衡称为随遇平衡。

例如，一个球体放在水平光滑的平面上，它在平面上的任何位置都能保持平衡。

六、影响物体平衡稳定性的因素1、重心位置重心是物体所受重力的合力作用点。

对于一个物体来说，重心位置越低，物体越稳定；重心位置越高，物体越不稳定。

例如，在行驶的汽车中，货物装得越低，汽车行驶越稳定；而货物装得越高，汽车在转弯时就越容易侧翻。

2、支持面支持面是物体与支撑物接触的面积。

支持面越大，物体越稳定；支持面越小，物体越不稳定。

《平衡的稳定性》学历案一、什么是平衡的稳定性在我们的日常生活中，平衡是一个常见的概念。

当我们站立、行走、骑车或者进行各种活动时，都在努力保持身体的平衡。

但平衡不仅仅是指物体或系统处于静止的状态，更重要的是在受到外界干扰时，能够恢复到原来的平衡状态或者达到新的平衡状态的能力，这就是平衡的稳定性。

平衡的稳定性可以从多个角度来理解。

从物理学的角度来看，它与物体的重心、支撑面以及所受到的外力有关。

当物体的重心在支撑面内，且外力不超过一定限度时，物体能够保持平衡；一旦重心超出支撑面或者外力过大，平衡就会被打破。

而在生物学中，人体的平衡则涉及到神经系统、肌肉系统和感觉器官的协同作用。

当我们的身体受到外界干扰时，这些系统会迅速做出反应，调整姿势和肌肉力量，以维持身体的平衡。

在更广泛的社会和经济领域，平衡的稳定性也有着重要的意义。

例如，一个国家的经济体系需要在各种因素的影响下保持稳定，包括供求关系、货币政策、财政政策等。

如果这些因素失去平衡，可能会导致经济危机、通货膨胀或通货紧缩等问题。

同样，在人际关系中，也需要在个人需求和他人需求之间找到平衡，以维持稳定和和谐的关系。

二、影响平衡稳定性的因素（一）重心与支撑面重心是物体所受重力的作用点，而支撑面则是物体与支撑物接触的部分。

当重心位于支撑面的中心位置时，物体最稳定；重心偏离支撑面中心越远，物体越容易失去平衡。

例如，一个站立的人，如果身体向前或向后倾斜过度，重心超出了双脚所构成的支撑面，就会摔倒。

（二）外力的作用外力是导致平衡状态改变的重要因素。

外力的大小、方向和作用点都会影响平衡的稳定性。

如果外力较小且作用在合适的位置，系统可能能够通过自身的调整来维持平衡；但如果外力过大或者作用在关键位置，就可能迅速打破平衡。

比如，一阵强风可能会吹倒一棵根基较浅的树。

（三）系统的内部结构和特性不同的物体或系统具有不同的内部结构和特性，这也会影响其平衡的稳定性。

例如，一个结构坚固、质量分布均匀的物体通常比一个结构松散、质量分布不均匀的物体更稳定。

《平衡的稳定性》学历案在我们的日常生活和自然界中，平衡是一个常见而又至关重要的概念。

从站立的人体到建筑的结构，从生态系统的平衡到经济市场的稳定，平衡无处不在。

然而，仅仅达到平衡是不够的，更关键的是这种平衡的稳定性。

什么是平衡的稳定性呢？简单来说，就是当系统受到外界干扰或内部变化时，能否保持原有的平衡状态或者恢复到平衡状态的能力。

比如说，一个立在指尖的铅笔，如果轻轻一碰就倒下了，那么这种平衡就是不稳定的；而一个放置在水平桌面上的水杯，即使受到轻微的晃动也能很快恢复平稳，这就是稳定的平衡。

平衡的稳定性在物理学中有着广泛的研究。

以一个简单的单摆为例，当摆球在最低点时，如果受到一个小的扰动，它会在摆动几次后重新回到最低点，这就是一种稳定的平衡。

而当摆球在最高点时，哪怕是最轻微的扰动都会使它偏离原来的位置，无法再回到最高点，这就是不稳定的平衡。

在物理世界中，平衡的稳定性取决于系统的能量、势能和动能的分布以及外界施加的力的大小和方向。

在工程领域，平衡的稳定性更是至关重要。

比如在建筑设计中，建筑师需要确保建筑物在各种自然力（如风力、地震力）的作用下保持结构的平衡和稳定。

如果建筑物的重心过高或者结构不合理，就可能在遭遇强风或地震时发生倾斜甚至倒塌，造成严重的人员伤亡和财产损失。

同样，在机械设计中，各种零部件的运动和配合也需要考虑平衡的稳定性，以确保机器的正常运转和使用寿命。

在生物学中，生态系统的平衡稳定性也有着重要的意义。

一个健康的生态系统应该能够在一定程度的外界干扰（如气候变化、物种入侵）下保持自身的结构和功能。

例如，一片森林中的物种多样性丰富，食物链和食物网复杂，当某个物种的数量发生一定变化时，其他物种能够通过相应的调整来维持整个生态系统的平衡。

然而，如果人类活动过度破坏了森林的生态环境，导致大量物种灭绝，那么这个生态系统就可能失去平衡，难以恢复，甚至崩溃。

在经济领域，市场的平衡稳定性也是政府和企业关注的重点。

《物体平衡的稳定性》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解物体平衡的稳定性概念，包括稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡。

（2）学生能够通过实例分析，判断物体处于何种平衡状态。

（3）学生能够运用所学知识，解释生活中与物体平衡稳定性相关的现象。

2、过程与方法目标（1）通过实验观察和分析，培养学生的观察能力、分析能力和逻辑思维能力。

（2）通过小组讨论和合作，培养学生的团队合作精神和交流能力。

3、情感态度与价值观目标（1）让学生体会物理知识与生活的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。

（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

二、教学重难点1、教学重点（1）物体平衡稳定性的概念及判断方法。

（2）影响物体平衡稳定性的因素。

2、教学难点（1）对物体势能与平衡稳定性关系的理解。

（2）运用平衡稳定性知识解决实际问题。

三、教学方法讲授法、实验法、讨论法四、教学过程1、导入新课通过展示一些生活中常见的物体平衡的例子，如不倒翁、叠放的积木等，引发学生的兴趣，提问学生这些物体为什么能够保持平衡或者容易失去平衡，从而引出物体平衡的稳定性这一课题。

2、知识讲解（1）稳定平衡通过演示实验，如将一个小球放在凹形曲面的底部，小球能够保持在原来的位置。

讲解稳定平衡的概念：当物体受到微小扰动偏离平衡位置后，能自动恢复到原来的平衡位置的平衡状态。

（2）不稳定平衡演示实验，如将一个小球放在凸形曲面的顶部，小球稍微受到扰动就会滚落。

讲解不稳定平衡的概念：当物体受到微小扰动偏离平衡位置后，会继续偏离平衡位置而不能恢复到原来的平衡位置的平衡状态。

（3）随遇平衡演示实验，如将一个小球放在水平面上，小球在水平面上的任何位置都能保持平衡。

讲解随遇平衡的概念：当物体受到微小扰动偏离平衡位置后，能在新的位置上保持平衡的平衡状态。

（4）影响物体平衡稳定性的因素通过分析上述实验，引导学生思考影响物体平衡稳定性的因素。

讲解重心的高低、支撑面的大小等因素对物体平衡稳定性的影响。

2021人教版选修《物体平衡的稳定性》word教案【课题】对物体平稳性的探究【教学时刻】40分钟【教学对象】高一(上)【教材】教育科学出版社第四章第3节【主讲人】【教学内容分析】1.教材的地位和作用：课程地位及目标本节内容是新教材第四章第三节的内容，应其在课程要求中为选学内容，对学生的要求相对较低，教材地位一样，只是教师对学生实际情形进行相应补充，和对教学方法的适当尝试；学生通过自我探究就简单规则几何体的平稳有一定定性了解。

2.课程标准对本节的要求：通过实验探究，让学生明白什物体平稳的分类，物体达到平稳的条件及稳固的概念，培养其的物理思维。

3.教材内容安排：通过实验得出自由落体是初速度为零的匀加速运动，并分析自由落体运动及其加速度。

4.对教材的处理：培养学生观看能力和分析,使之会验证匀变速直线运动；通过分析、归纳出自由落体运动的速度、位移公式，培养分析、推理、综合的能力。

【学生情形分析】1.学生的爱好：具有强烈的好奇心。

2.学生的知识基础：学生差不多学过共点力平稳等有关知识。

3.学生的认识特点：本节知识的内容，接触多但并未进行总结和相关学习，在探究时，对实验结果的外推的有一定难度。

【教学目标】1.知识与技能通过实验观看、定义并明白得简单几何体的平稳态的分类和做自由落体运动的条件2.过程与方法通过引导学生对实验进行操纵变量的设计，是学生把握实验设计原理，及关于探究的结果合理外推，大胆假设，科学求证的能力3.情感态度与价值观学习热情，使他们从生活走向物理，从物理走向科学。

【教学重点】物体平稳状态的分类，阻碍物体稳固性的因素及稳度的明白得【教学难点】学生关于生活中的稳固事例关注不多，关于实验的设计和结果的外推，有较大阻碍，探究质量把握难度大。

【教学策略设计】1.教学组织形式新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学，本节采纳教师引导，学生探究的教学组织形式，让学生在体验科学探究的过程中，猎取物理知识。

授课年级高一课题课时4.3《物体的平衡》整合与评价课程类型复习课课程学习目标目标解读1.会正确地进行受力分析。

2.通过对平行四边形定则、合成法、正交分解法的复习,熟练掌握处理矢量问题的方法。

3.能够利用物体的平衡条件解决有关问题。

学法指导本节重点讲述应用各种方法求解物体的平衡问题，包括正交分解法求合力，应用平行四边形定则求合力，及整体法和隔离法的选择。

课程导学建议重点难点运用平行四边形定则进行力的合成和分解来解决平衡问题。

教学建议本章节的复习建议用两个课时,着重复习共点力作用下的平衡条件及平衡特点。

在平衡问题的处理上让学生能够熟练地使用合成法和正交分解法,同时,在处理动态平衡问题上可以介绍应用图解法和相似三角形法。

课前准备本章知识学生的掌握情况可能有比较大的差异，要了解大多数学生处于什么状况。

公式的了解、理解和应用有一个过程，初速为零的匀加速直线运动（自由落体运动为代表）的规律掌握到什么程度也决定以什么方式复习本章内容。

导学过程设计程序设计学习内容教师行为学生行为媒体运用预习过程梳理知识确保每一位学生处于预习状态。

回顾本单元内容，可以查阅教材和以前的学案，对本章内容的知识体系和重点难点有所了解。

PPT演示课题及学习目标完成学案巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。

尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。

结对交流指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。

就学案中有疑惑的内容与结对学习的同学交流。

课堂探究小组讨论小组展示补充质疑教师点评主题1：力的平衡与共点力的平衡处于平衡状态的物体受到的几个力可能是共点力,也可能是非共点力。

物体受到几个力的作用处于平衡状态,这几个力是不是就是共点力?以物体受三个力作用处于平衡状态为例加以说明。

口头表述主题2：找重心物体受两个力作用平衡，根据二力平衡原理,这两个力必定共线。

三力汇交原理,一个物体在共面的不平行的三个力作用下处于平衡状态,则三力作用线必定相交于一点。

物体平衡的稳定性【教学课题】物体平衡的稳定性【教学目标】应用：利用平衡条件解决有关物体的平衡问题理解：共点力作用下物体的平衡条件认识：1.稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡2.稳度．【课前预习】1.了解三种基本的平衡状态2.了解稳度的概念【教学重难点】重点：掌握物体平衡的种类，稳定性的概念难点：能正确运用平衡条件求解静力学问题【教学内容】实验探究：平衡的稳定性取决于什么？装置：结论：重心低于支承面，平衡是稳定的。

重心高于支承面，平衡是不稳定的。

重心与支承面重合，任意位置都平衡。

1.物体平衡的种类：讨论：下列情景属于哪种平衡？不稳定平衡稳定平衡实验探究：物体重心在支持面上方的稳定平衡是常见的，其稳定的程度是否相同？实验探究：物体的稳度与哪些因素有关？重心的高度、支持面面积2.稳度：物体稳定平衡的程度。

（1）物体偏离平衡位置一定角度，不易倒下的稳度大。

反之小。

（2）物体的重心越低，支持面面积越大，稳度越大。

实例：不倒翁——稳定平衡稳度很小，因为一推就倒；稳度很大，无论倾斜角度多大都能恢复平衡。

稳定平衡物体稍微移开平衡位置重心升高物体自动回到平衡位置不稳定平衡重心降低物体不能自动回到平衡位置随遇平衡重心不变物体在任何位置都能平衡【随堂练习】1.用与竖直方向成θ角的倾斜轻绳Q和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b 的拉力为F1．现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内，逆时针转过θ角固定，绳子b拉力变为F2；再转过θ角固定，绳b拉力变为F3，如图1所示，则（）A．F1＜F2＜F3B．F1=F3＞F2C．F1=F3＜F2D．绳a拉力减小2.放在水平地面上的物块，受到一个与水平面方向成θ角斜向下的力F的作用，物块在水平地面上做匀速直线运动，如图2所示，如果保持力F的大小不变，而使力F与水平方向的夹角θ减小，那么地面受到的压力N和物块受到的摩擦力f的变化情况是（)A．N变小，f变大B．N变大，f变大C．N变小，f变小D．N变大，f变小。