教科版必修一4.1《共点力作用下物体的平衡》WORD教案1

共点力作用下物体平衡教案教学目标一、知识目标1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态.2、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.二、能力目标1、培养学生应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力.2、培养学生全面分析问题的能力和推理能力.三、情感目标1、教会学生用辨证观点看问题，体会团结协助.教学建议教材分析1、通过实际(生产生活中)的例子来说明怎样的状态是平衡状态，使学生全面理解平衡状态——静止或匀速直线运动.2、共点力作用下物体的平衡条件在实际中的应用，是本节课教学的重点.对于不同类型的平衡问题，如何依据平衡条件建立方程，对于学生来说是学习中的难点.(平衡系统中取一个物体为研究对象，即隔离体法处理;取二以上物体为研究对象，即整体法处理.建立方程时可利用矢量三角形法或多边形法的合成和正交分解法来处理.)教法建议1、本节例题的教学重在引导学生学习分析方法.由于学生已经掌握了动力学问题的一般分析方法，教学时可先回顾动力学问题的分析方法，然后引导学生迁移到静力学问题中去.2、本节例题代表了两种典型的静力学问题.建议教学中引导学生做出小结.教学设计方案第一节共点力作用下物体的平衡一、平衡状态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.由此可见，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，物体的加速度 ;另一种是动态平衡，此时，物体运动的速度，物体的加速度 .注意：1、物体的瞬时速度为零时，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，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，由牛顿第二定律可得，物体此时的加速度，只有当物体能保持静止状态即其加速度也为零，物体才是处于静平衡状态.2、物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，即要多小有多小，故可认为其移动速度趋于零，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.二、共点力如果几个力的作用点相同，或作用线(或反向延长线)交于一点，这几个力就叫做共点力.三、共点力的平衡条件从牛顿第二定律知道，当物体所受合力为零时，加速度为零，物体将保持静止或者做匀速直线运动，即物体处于平衡状态，因此，在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即 .解题的基本思路和方法：解物体的平衡问题的程序是：确定平衡体，作出受力图，正交分解好，定向列方程.第一步确定研究对象，根据题意将处于平衡状态的物体或结点作为研究对象，通常用隔离体法将确定的研究对象从它所处的环境中隔离出来.但有时要将研究对象连同它的关联物一起作为研究系统(整体法)，反而运算方便，请注意研究下文将要给出的例题.第二步进行受力分析，作出研究对象的受力图.这一步是解题成败之关键，务必细致周到，不多不漏.(判断分析的力是不是正确，可用假定拆除法和条件法来处理)第三步建立坐标系或规定正方向.如何建立合适的坐标系，要看问题的已知量、未知量而定.原则是要使力与坐标轴的夹角简单而明确，这样可使方程明快.坐标设置不当，会引起需要使用三角中的和差化积、半角倍角公式等运算工具，使计算大为繁冗.一般选未知量的方向为坐标系的正方向为宜，建立坐标系后，把不在坐标轴上的力用正交分解法分解到坐标轴上，并画出其分力的准确图示备用.第四步根据物体平衡的充要条件列出平衡方程组，运算求解.对结论进行评估.必要时对结论进行讨论.探究活动重心与平衡活动内容：探讨重心与平衡的知识在实际生活中的应用.活动目的：1、了解考虑物体重心的意义，知道找物体重心的方法.2、了解物体的平衡状态、平衡位置.知道不同平衡位置的稳定性不同，稳定性与重心的关系及在生活中的实际应用.3、激发学生爱科学、学科学的兴趣;培养运用物理知识，分析、解决实际问题的能力.活动准备：长方形的塑料尺、心形卡片、中空的管子(圆环)、烟盒、奶瓶、细竹竿、硬币、梯形皮包、支架及茶杯、走索演员在一根高空钢丝上表演的投影片，在绳索上驾驶摩托车下挂载人“车厢”的投影片.活动过程：科学讲座，并进行讨论与思考①你能回答老师给你提出的问题吗?②你觉得重心和平衡的知识在生活中的应用广泛吗?你能举出实例吗?物理学中的其它知识呢?1、分析确定重心的问题重心是重力在物体上的作用点也就是物体各部分所受重力的合力的作用点.为什么要考虑物体的重心呢?当我们希望一个物体保持平衡时，就要用到重心的概念.例如，这里有一把尺子，为了把尺子支撑住，有一个办法就是把它放在桌子上.这时，桌子向尺子的各个部分都施加了支撑力，但是尺子的重力也可以被看作只作用在重心上.我们可以把一个手指尖放在尺子重心的下面，这时，仅仅支在一个点上就能把尺子支撑起来.你可以用手指尖按照上述办法使尺子保持平衡.下面，我们将用平衡点作为重心的别名.①你可以用实验的方法来寻找尺子的平衡点.首先，把尺子放在互相隔开的两个食指尖上.然后，慢慢地让两个手指向一起靠拢，方法是先移动一个手指，再移动另一个手指.最后，这两个食指将在尺子的中点处靠在一块.于是，平衡点就是尺子的中点.就是那些非均匀物体，也可以用这种滑动手指的方法找到它们的平衡点.你可以采用同样的方法，试着找出铅笔、钢笔和高尔夫球棒的重心.你将会很容易地找到这些物体的平衡点.但是，在这些情况下手指每次应向前移动多少，可能估计得不很恰当.你可以先用一把扫帚试着估计一下，然后再进行实验.②寻找不规则形状物的重心，还有一种方法可供使用.如寻找一个心形卡片重心的方法是用两个手指轻轻地把心形卡片捏起来，卡片就会前后摆动起来，最终它将静止下来.当卡片静止后，通过手捏卡片的那个点在卡片上画一条铅垂线.用手指在另外一点(这点不应在刚才画的那条铅垂线上)把卡片捏起来，待卡片静止后，再画一条铅垂线.这两条线相交的那一点，就是心形卡片的重心或平衡点.当你把手指支在这一点的下面，就可以把卡片平衡地支撑起来.③任何物体都有一个重心.人的重心大约是在肚脐的后面、身体的中心处.假设让一个人躺在跷跷板上，让他的肚脐恰好在跷跷板支撑点的上方，这样，人体通常能够达到平衡，跷跷板的两端都将不接触地面.④一段中空的管子，重心位于管的空心内，而不是在制作这管子的材料(管壁)上.这是与重心的定义相符合的.重心不一定要位于物体内.如果你试着使一段管子或圆环达到平衡，你可以用手指支撑它们的外侧，这是一种不稳定的平衡状态.如果一段管子处于竖直状态或圆环是处在水平状态(即它们的圆形截面处在水平面内)，又要用一个手指支撑它们，就必须用一块硬纸板托在圆环(或管子)下面，再用手指支在纸板上即可.任何物体的形状和物质结构的改变，都可以使它的重心发生移动.当我们把尺子从一端削掉一段之后，尺子余下部分的重心，就移动到新的位置了.与此相似，如果在尺子的一端粘上一团油灰，尺子也有一个新的平衡点.试问，平衡点是朝油灰移动，还是朝相反方向移动?2、探讨物体平衡的问题对于一个物体来说，当共点力的合力为零时，我们就说该物体是处于平衡状态.①例如在地板上放着电冰箱、电冰箱受到重力和支持力的合力为零，我就说，电冰箱是处于平衡状态.在地面上的任何静止的物体，都是处于平衡状态.②桌面上的某个物体，在外力作用下作变速运动，这物体便不是处于平衡状态.在这种情况下，重力方向仍然是与支持力的方向相反，但是使物体作变速运动的外力却是水平方向的.③根据物体形状的不同，各种物体可以有一个或更多个平衡位置.让我们把一枚硬币放在水平的桌面上，它有两种平衡位置：让硬币的某个平面接触桌面，这是一种平衡位置，把硬币立起来，让它的侧面接触桌面，这是另一种平衡位置.请注意，硬币有两个平面，我们把它们看作是一种平衡位置;让硬币的侧面接触桌面，使它达到平衡，这种平衡位置可以有无数种情况，但我们都把它们看成是一种平衡位置.我们再以烟盒为例，说明怎样分析物体的平衡位置.把烟盒放在水平的桌面上，它有三种平衡位置：一种平衡位置是让烟盒底面(或者顶面)接触桌面;第二种平衡位置是让烟盒后面(或者前面)接触桌面;第三种平衡位置是让烟盒的一个端面(或者另一个端面)接触桌面.你能举出一个具有四种平衡位置的物体来吗?④假设某个物体处于非平衡位置，当人们把它放开以后，它将朝着平衡位置运动.让我们手持一个烟盒，在桌子上方将烟盒松开，它将落在桌面上，并将迅速地静立在烟盒的某个面上.当我们做这个实验时，你怎样放开烟盒是没有关系的;不管你是在怎样的状态下放开烟盒，它总是要达到某个平衡位置.我们还可以手执一枚硬币将它放下，硬币落到桌面上以后，也会达到它的某一平衡状态.⑤并非所有的平衡位置都相同，各种平衡位置之间的差异，是它们的稳定性不同.3、讲解稳定平衡问题①迫使一物体产生一个很小的位置移动或运动，在引起一阵摆动以后，它最终将回到原来的平衡位置，这物体便处于稳定平衡状态.桌上放着一个直立的奶瓶，当我们轻轻地推一下瓶的颈部，它便会前后摆动，但最终将回到原来的直立位置.②与稳定平衡相对立的是不稳定平衡.如果使物体产生一个很小的位置移动或运动，它未能引起摆动，则该物体处于不稳平衡状态.随之而来的，是这物体将发生运动，到达另一个平衡位置.例如，一枚硬币，当它的平面接触桌面时，要比它的周边接触桌面有较好的稳定性.当你极其轻微地碰一下硬币时，它将前后摆动，但最后硬币仍回到原来的平衡位置.当然，如果你用大一点的力碰它，它将会翻倒，变成硬币平面接触桌面.假设你现在使一根针或一根细竹竿直立，并可能使它达到平衡，这时，它是处在不稳平衡位置.当我们给它施加一个极微弱的力时，这根针或细竹竿将会倒下来，达到整个长度都接触地面的新的平衡状态.③哪些因素决定了物体的稳定程度呢?一个因素是支持面的大小.当支持面大时，平衡的稳定性也增大.例如，一个长方体的桶，当它放倒时，比它直立时的稳定性要好.再举一个例子，有一种冰淇淋盒是圆锥形的，当盒里没有装入冰淇淋时，我们将杯口朝下放在桌上，这时它的稳定性较好;但如果将它锥体的尖端朝下放置，冰淇淋盒的稳定性则很差.实际上，如果圆锥体的尖端朝下而且达到平衡，它是处于不稳平衡状态，这正像任何其它物体平衡于一个点或一个角上，也都属于不稳平衡状态.④决定物体稳定性的另一个因素是重心相对于支持面(或支持点)的位置.一个物体，它的重心越低、越是接近支持面，则稳定性越好.我们可举这样一个例子，一个普通梯形皮包，倒放时比正放时的重心位置要高.试问：在这种情况下，重心各在哪里?近年来的赛车，为了降低所使用的赛车的重心高度，制造出了更加低矮的“低悬挂”型赛车.对于低悬挂型的赛车来说，由于以下的各种原因可能造成的翻车事故，是不大容易发生的：赛车在侧向气流作用下而翻车;在和其它车碰撞后而翻车;以及赛车本身由于某种原因而产生了横滑所造成的翻车.换句话说，由于低悬挂型赛车在正常行驶状态时重心极低，要把它弄翻，从正常的平衡状态，翻到车的侧面着地或车的顶面着地的另一个平衡状态，是不太容易的.⑤假设一个物体的重心是在物体支持面的底下，那么，这个物体的稳定性是很强的.把一个茶杯吊挂在钩子上，如上图所示.就是稳定平衡的一例.如果你把这茶杯推一下，也不管你是怎样推法，那么最终这茶杯必然要恢复到原来的稳定平衡状态上.走索演员在一根高空钢丝上表演的时候，重心总是在支持面上的，而支持面又很小，怎样保持稳定性呢?它是通过调整姿态，使重心总是在支持面的正上方而保持平衡的.一般的走索演员在表演时要手持一根长长的平衡杆，主要通过调整平衡杆的位置来调整整体重心的位置，以保持平衡.有经验的演员，则可以不要平衡杆，通过自己的身体姿态进行调整，而使身体的重心保持在钢丝绳的正上方.共点力作用下物体平衡教学反思《共点力平衡条件应用》是教科版必修一第四章的重点内容，是动力学的基础，特别是受力分析的方法是连接运动和力的重要环节。

1. 共点力作用下物体的平衡-教科版必修1教案学习目标•了解共点力及其特点；•掌握力的合成与分解的方法；•能够运用牛顿第一定律分析物体的平衡条件。

学习重点•共点力的特点；•力的合成与分解的方法；•牛顿第一定律分析物体的平衡条件。

学习难点•牛顿第一定律的运用。

教学内容1.共点力的特点–共点力是指多个力共同作用于同一点，其合力在该点处。

–共点力有方向和大小之分，通常用箭头表示。

–多个力作用于同一点时，只需考虑它们在该点处的合力。

2.力的合成与分解的方法–合力：多个力合成的结果。

–分力：一力分解为多个力的结果。

–合力和分力的大小和方向可以用三角形法则、平行四边形法则等方法求得。

3.牛顿第一定律分析物体的平衡条件–物体在恒定速度运动或静止时，其合外力为零。

–物体处于平衡状态时，其合外力也为零。

–利用牛顿第一定律，可以分析物体在平衡状态下的力的情况。

教学设计1.导入新课–引入共点力的概念，问学生是否遇到过共点力的情况，例如悬挂物体等等。

2.针对学生的问题和疑惑–围绕共点力展开讨论，解答学生提出的问题。

3.讲解共点力的特点和作用–通过物理实验或图片等方式，让学生理解共点力的特点和作用。

4.引入力的合成与分解–以生活中的实例为例，讲解力的合成与分解的方法。

5.演练力的合成与分解–引导学生通过实例演练力的合成与分解的方法。

6.定义物体的平衡状态–以生活中的实例为例，引入物体的平衡状态。

7.讲解牛顿第一定律的应用–以物体平衡状态为例，讲解牛顿第一定律的应用。

8.演练牛顿第一定律的应用–引导学生通过实例演练牛顿第一定律的应用。

教学反思本堂课主要讲解了共点力的特点、力的合成与分解的方法、牛顿第一定律分析物体的平衡条件等知识点。

在教学过程中，结合了物理实验和实际生活中的例子进行讲解，增强了学生的学习兴趣。

同时，在演练中引导学生自主探究，提高了学生的思考能力。

在今后的教学中，可以根据学生的实际情况，合理调整教学设计，提高教学效果。

4.1 共点力作用下物体的平衡学生活动设计【必备知识】1、受力分析的方法：一重二弹三摩擦四其他。

2、平衡状态：是指物体或物体系统处于静止状态或匀速直线运动状态。

3、平衡条件：合外力等于0，即F合=0；4、推论：（1）二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向。

（2）三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等大、反向。

【关键能力分析】通过实验得出结论到运用到具体问题中，培养学生实验能力和解决实际问题能力。

【学科思想方法】平衡的思想方法。

【核心素养分析】培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯。

【学生能力发展目标】1、通过小组实验和讨论，展示得出三力平衡时任意两个力的合力与第三个力等大、反向的结论。

2、通过对标杆题和刻意练习的讨论和分析，能利用合成法解决共点力作用下的平衡问题。

【教学重点】利用合成法解决共点力作用下的平衡问题。

【教学难点】1、二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向的结论。

2、利用合成法解决共点力作用下的平衡问题。

【课时安排】1课时【预习提纲】（另外成文）【课前读内容】教辅资料步步高p57，共点力平衡的条件及三力平衡问题。

【导入】在我们的生活中，平衡的情况随处可见，物体的平衡和受力是否有关呢？【预习检查反馈】提问预习提纲所问问题，展示预习时遇到的问题。

【学生活动设计一】（分组实验）如图所示,一个物体在三个共点力的作用下处于静止状态,你能自己设计实验,用已学过的知识探讨一下这三个力的关系吗?（提供白纸一张,弹簧测力计3个,绳套一个）（1）四位同学一组把三个弹簧秤的挂钩挂到绳套上，分别向三个方向拉弹簧秤，记下弹簧秤的示数和方向。

注意：用力不能太大，以免超出弹性限度。

（2）各小组按各力的大小和方向在白纸上作出力的图示，根据力的平行四边形法则，求出三个力的合力，到黑板展示，并说明作图得到的结果。

【学生得出结论】（1）二力平衡：若物体在两个共点力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向。

4.1 共点力作用下物体的平衡》教学反思本次教学内容为教科版物理必修一第四章第一节《共点力作用下物体的平衡》, 本节内容是在之前所学的内容力的合成、力的分解、二力平衡的基础上对力的进一步学习和应用。

回顾整个课堂过程, 我对本节课进行如下反思。

（一）. 设计思路:本节课的主要内容主要有平衡状态的概念以及平衡条件的探究。

针对这两部分内容，我主要以新课改理念为指导，坚持以教师为主导，学生为主体的高效课堂教学模式展开教学活动。

1、课前探究。

（1）温故知新：通过复习之前已经学习并且本节课将要用到的相关知识和概念，为本节课教学做好准备。

（2）激趣导入：由生活中常见物品钉子展开思考，能否用 1 颗钉子将11 颗钉子顶起。

观察老师亲自演示的视频后，产生一定的思考和疑问。

课前视频由老师亲自录制，现象明显，结果震撼，以此作为导入，首先集中全班学生注意力，其次可以调动学生的求知欲，让学生带着想法和问题走进课堂。

2、课中探究。

（1）共点力作用下物体的平衡状态：通过视频中堆积木游戏，老师的引导并结合预习情况总结归纳出共点力作用下物体的平衡状态的概念；通过观察生活中的事物的状态结合已学知识，举例说明静止和速度为零的区别。

（2）共点力作用下物体平衡状态的条件：通过对初中已经学习的二力平衡过渡到三力平衡。

从基本概念和生活应用两个方面切入三力平衡条件的探究，过程按照科学探究的一般步骤展开：提出问题——猜想和假设——设计实验方案——进行实验——得出结论。

（2）安排学生完成当堂检测，对学习的知识学以致用，巩固内化。

（3）课堂小结：使学生对共点力作用下物体的平衡状态和平衡条件进行总结，同时归纳科学探究基本步骤体现了物理课堂对核心素养培养的核心目的。

3、课后探究布置课后思考，为后面讲共点力作用下物体平衡条件的应用中的动态平衡做好铺垫。

（二）成功之处:本节课采用了新课改教学模式，重点突出了学生的主体地位，课堂教学效果良好，主要有以下亮点：1、本节课应用了微课，实时投影，动画等教育技术手段作为教学辅助，充分融合，教学效果良好。

4.1 共点力作用下物体的平衡教案（第一课时）一、学习目标：1．知识与技能（1）能够解释平衡状态的涵义，并能够判断一个物体所处的状态是否平衡；（2）知道共点力作用下物体的平衡条件，能够写出平衡条件的公式；（3）可以共点力作用下物体的平衡条件解决具体的生活实际问题；（4）对物体进行分析的能力和用平衡条件解决实际问题的能力；2．过程与方法（1）能够通过实验探究并验证共点力下物体的平衡条件；（2）能够通过实验和练习归纳出应用力的平衡条件解决实际问题的基本步骤和基本方法；（3）体验科学理论得出的过程与方法；（4）在小组合作探究中能够清楚地表述自己的观点，初步具有评估和听取反馈意见的意识，有初步的信息交流能力；3．情感态度与价值观（1）意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣；（2）在探究合作过程中，增强探究意识与合作意识，增强与人交流的意识；（3）用实验得出结论的过程中，逐步树立严谨科学的实验态度和正确的认识观；二、教学重点：学会正确受力分析、共点力平衡的条件三、教学难点:通过实验探究共点力作用下物体的平衡条件强调平衡状态加速度为零（举例说明）做匀速直线运动，则物体处于平衡状态。

2平衡状态与运动状态的关系思考：静止时V= 0a= 0匀速直线运动时V≠0 a= 0运动学特征：物体处于平衡状态时，加速度a=0，速度不一定为0。

例:判断下面的物体是否处于平衡状态:（1）平直公路上匀速前进的汽车（是）（2）做匀加速直线运动的汽车（否）（3）同学们刚上课时站立不动的状态（是）（4）跳起过程中的最高点（否）提出问题引导学生回答：讨论交流：刚上课时的站立状态，同学受那些力，这些力有怎样的关系？讨论回答：受到重力和支持力处于平衡状态二力平衡的条件是：同体、等大、反向、共线。

即F合=0。

提出问题引导学生回答：图4-1-1中人受到几个力的作用？处于什么状态?通过多媒体展示的图片引导学生提出问题“三力平衡条件又是什么呢?”讨论回答：三个力平衡状态实验探究学生展示引导学生预习并完成实验探究预习并完成导就学案实验部分，进行独学。

必修物理知识点——共点力作用下物体平衡教案一、教学目标与要求1.了解共点力的定义、特点和法则，掌握常见物体在共点力作用下的平衡状态。

2.理解平衡的概念和条件，明确静力学平衡和动力学平衡的含义及其相互关系。

3.学习利用平衡条件解决实际问题，掌握如何绘制受力分析图。

二、教学重点1.共点力与物体平衡状态的关系，如何确定各个力和力的方向。

2.利用平衡条件分析物体的平衡状态。

三、教学难点1.对于连杆、斜面等复杂结构的受力分析。

2.如何准确绘制受力分析图，以及如何判断平衡状态。

四、教学过程1.认知导入（10分钟）教师利用物体静止的现象，引导学生思考静力学平衡的概念，以及物体平衡的基本条件。

并通过图示介绍共点力的概念和特点。

2.理论讲解（20分钟）介绍共点力的特点，描述物体在共点力作用下的平衡状态，并分析共点力作用下物体所受力的方向。

引入平衡条件，通过平衡条件的讲解，让学生理解物体的平衡状态。

3.教案实践（30分钟）在讲解完理论知识后，教师展示一些常见的实际问题，学生通过绘制受力分析图来求解问题，讲解如何确定各个力的方向，如何应用平衡条件等知识点。

4.归纳总结（10分钟）在讲解完实际问题之后，教师引导学生回顾共点力和平衡条件的相关知识点，并结合实践，总结共点力、受力分析图、平衡条件等知识点的应用。

五、教学资源教师准备了共点力作用下物体平衡状态的相关实验设备。

六、教学评估本次授课采取小组探究的方式，让学生在组内合作完成实例分析，收集、分析并解决自己提出的问题，发挥学生的主体性和创造性，同时教师进行现场点评及评估，及时纠正学生的错误，肯定学生的正确做法，以此提高学生的问题解决能力和对物理知识的理解。

教师将根据学生的表现，进行成绩评定和反馈。

七、教学总结本节课的主要内容是共点力作用下物体的平衡状态，以及平衡条件的应用。

通过对一些常见实际问题的分析，学生更容易掌握各个知识点的具体应用，提高学生的问题解决能力和对物理知识的理解。

①共线说
②共面说
③共点说
④合成说
⑤三角形说
⑥象限说
学生在课前通过任务书的引领，对即将要研究的问题进行了初步的探索，为其思维的发散提供了较大的空间。

比如有部分学生提出了比较有深度的猜想，比如“象限说”。

课堂上学生通过具体的实验设计方案交流和实验操作，获取客观、真实的数据，通过对数据的分析形成关于规律的结论。

在总结规律的过程中，通过对所探究问题的科学思路和基本方法的渗透，提高了学生解决实际问题的能力，对学生的终身发展是有益的。

共点力作用下物体的平衡教学设计思路：对于物体的平衡问题，通过初中和前一阶段对牛顿运动定律的学习，学生已经有了一定的认识，但比较模糊．故本节课可放手以学生为主体，以问题为中心，以小组合作为主要方式，引导学生结合伽利略科学地研究问题的方法来研究共点力作用下物体的平衡条件．学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程，感受战胜困难、解决物理问题的喜悦，体验学习科学的乐趣，了解科学方法，获取科学知识．在教学中充分利用多媒体，对学生实验探究过程进行引导，从而降低了实验探究的难度．通过探究性实验的教学，培养学生善于观察现象、大胆提出问题和分析问题的习惯，提高学生的动手实践能力，培养学生相互合作、共同探究的团队精神．学习任务分析：在学习本节内容之前，学生在初中已经学习了物体的平衡及其条件，同时在对牛顿运动定律的学习过程中，学生也接触过一些类似的问题，但如何通过实验探究得出平衡的条件，对学生而言还是个新内容．本节课的主要任务是通过实验探究，找出共点力的平衡条件，并体会在探究的过程中应用伽利略研究问题的科学方法，能利用共点力的平衡条件分析、解决生活中的问题．学习者分析：学生刚刚学习了牛顿运动定律，对运动和力的关系有了一定的了解．物体的平衡状态等知识学生已有储备．学生能够应用牛顿运动定律进行分析，进而猜想到物体处于平衡状态与合力有关系，在此基础上结合力的合成和分解的知识，学生能够对物体受到多个共点力的平衡条件进行分析进而提出设计方案．教学目标：（一）知识与技能1．掌握共点力、平衡状态等概念．2．知道共点力的平衡条件．3．能利用共点力的平衡条件解决生活中的问题．（二）过程与方法1．经历探究性实验的过程，培养观察能力、分析能力和概括能力．2．体会物理学的研究方法．（三）情感态度与价值观通过探究活动，培养学生积极主动探究知识的态度和合作精神．教学重点和难点：重点：通过实验探究，找出共点力的平衡条件．难点：共点力的平衡条件．六、教学准备学生实验器材：轻质小圆环、细绳、钩码、木板、图钉、直尺、铅笔、弹簧秤．教学流程：教学过程：教学反思：物理是一门以实验为基础的学科，因此整合过程中要体现物理教学的实验性，更要体现出物理课程标准的要求，用新的教学理念武装头脑，进行整合教学设计．当前最理想的就是“主体—主导”的教学设计理论，它既能构建又能发挥教师的主导作用，同时还能充分体现以学生为主体的新型教学模式——“情景（实验）探究”模式．本节课通过提出问题，猜想与假设，实验探究，讨论与交流，得出结论，重在对研究问题的科学方法进行渗透．。

课程导学建议重点难点共点力作用下物体的平稳状态,共点力的平稳条件。

教学建议本节内容需要安排1个课时教学,通过对教材中“图4-1-1”的分析让学生认识到书、小孩、小球这些物体都处于平稳状态,引导学生对其进行受力分析,进而从动力学的角度得出物体的平稳条件。

教学中要注意从学生已学知识动身,采纳理论分析和实验探究相结合的方法进行教学。

关于对共点力平稳条件的应用,要选择有代表性的题目进行分析讲解,解题过程中要以学生为主体,引导学生进行受力分析,总结解题思路。

课前预备研读教材，估量学生自主学习过程中可能显现的问题和疑难点，在导学案的基础上依照本班学生学习情形进行二次备课，预备课堂演示的实验器材或视频资料。

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新课导入创设情境前面我们学习对物体进行受力分析时,常说要依照物体的平稳与否来判定受力情形。

那什么是物体的平稳状态呢?如何样的物体才能处于平稳状态?平稳状态又有什么特点呢?请同学们看书并摸索这些问题,这节课我们就来解决这些问题。

图片展现第一层级研读教材指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。

通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。

PPT课件出现学习目标完成学案巡视学生自主学习的进展和学生填写学案的情形。

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成效就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。

第二层级小组讨论小组展现补充质疑教师点评主题1：共点力考查对共点力的认识。

一个物体受到几个力的作用,假如这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点,这几个力称为共点力。

如图所示,表面光滑、质量分布平均的圆柱体架在方木块与竖直墙壁之间保持静止,圆柱体受到多少个力作用?画出它的受力示意图。

这些力是不是共点力?口头表述主题2：平稳状态平稳状态是指物体在共点力的作用下,保持静止或匀速直线运动的状态。

基础力学：共点力作用下物体的平衡——教案一、教学目标通过学习本节内容，学生能够掌握：1.共点力的概念和特点。

2.掌握静力平衡的基本概念和判断方法。

3.了解其它力引起的平衡失稳的基本概念和判断方法。

二、教学重点1.掌握静力平衡的基本概念和判断方法。

2.了解其它力引起的平衡失稳的基本概念和判断方法。

三、教学内容及进度安排第一节：共点力的概念和特点1.探究力的三个方面：作用力、受力对象以及作用力与受力对象之间的关系。

2.定义共点力的概念。

3.分析共点力的特点。

4.通过实验，体验共点力的特点与规律。

第二节：静力平衡的基本概念和判断方法1.定义静力平衡的概念。

2.掌握平衡力的概念。

3.学习应力分析图的绘制方法。

4.通过举一些实例，掌握判断物体是否处于静力平衡的方法。

第三节：其它力引起的平衡失稳的基本概念和判断方法1.了解平衡失稳的基本概念。

2.探究平衡失稳的原因。

3.学习判断物体是否处于平衡失稳的方法。

四、教学方法1.引导教学。

2.问题驱动型教学。

3.课堂讨论与自主探究相结合。

4.复合型实验教学。

五、教学评价1.学生自评。

2.教师观察评价。

3.学习感受反馈。

4.课堂讨论、实验报告评价。

六、教学意义1.本节课的教学内容为学生打下基础力学的基本知识和技能，为以后深入研究结构力学、力学分析、工程结构设计等课程奠定坚实基础。

2.基础力学中的共点力和静力平衡课程内容，也是体现工程力学之本、讲求工程技术之实用的典型。

3.完整的课程设计，可以帮助学生更好地掌握理论知识，从而可以将知识应用于实际解决问题的能力。

七、教学建议1.在教学时可以增加一些生动的例子，以凸显共点力和静力平衡的重要性。

2.每节课先进行复习，再展开新的教学内容。

3.教学交互性要增加，非单向讲解，而是要与学生多进行互动。

四、教学方法1.引导教学。

2.问题驱动型教学。

3.课堂讨论与自主探究相结合。

4.复合型实验教学。

五、教学评价1.学生自评。

2.教师观察评价。

第四章 物体的平衡一 课标要求：二 高考考纲要求： 物体的平衡为二级考点。

三 新课标在平衡问题中的考查：1．（12新课标）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。

设墙面对球的压力大小为N 1，球对木板的压力大小为N 2。

以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。

不计摩擦，在此过程中 A ．N 1始终减小，N 2始终增大 B ．N 1始终减小，N 2始终减小 C ．N 1先增大后减小，N 2始终减小 D ．N 1先增大后减小，N 2先减小后增大 【答案】B2．（13新课标2）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上。

若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2（F 2＞0）。

由此可求出 A ．物块的质量 B ．斜面的倾角 C ．物块与斜面间的最大静摩擦力 C ．物块对斜面的正压力 【答案】C3. (12年新课标卷24)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。

设拖把头的质量为m ，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g ，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。

(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。

(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。

已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。

求这一临界角的正切tan θ0。

[答案]（1）mg F θμθμcos sin -=（2）λθ=0tan[解析]（1）设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把，将推拖把的力沿竖直和水平分解，按平衡条件有N mg F =+θcos ① f F =θsin ②式中N 与f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。

按摩擦定律有N f μ= ③ 联立①②③式得mg F θμθμcos sin -=④(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应用 θs i n f ≤N λ ⑤ 这时，①式仍满足，联立①⑤式得θλθcos sin -≤Fmgλ⑥ 现考察使上式成立的θ角的取值范围，注意到上式右边总是大于零，且当F 无限大时极限为零，有θλθcos sin -≤0 ⑦使上式成立的角满足θ≤θ0，这里是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。

4.1 共点力作用下物体的平衡一、教学目标：1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态．2、掌握共点力的平衡条件．3．能灵活的运用图解法、力的合成与分解法、正交分解法等多种方法解答平衡问题．二、教学重点1、共点力作用下物体的平衡状态。

2、共点力的平衡条件。

三、教学难点：共点力的平衡条件。

四、教学步骤：导入新课：生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义。

那么：什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？本节课我们就来学习共点力作用下物体的平衡。

新课教学1、共点力作用下物体的平衡状态。

（1）什么是共点力：同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点(或反向延长线)就是共点力。

这里要注意的是“同时作用”和“同一物体”两个条件。

（2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态。

平衡状态：对质点是指静止状态或匀速直线运动状态，对转动的物体是指静止状态或匀速转动状态。

我们就说这个物体处于平衡状态。

对静止的理解：静止与速度v＝0不是一回事．物体保持静止状态，说明v＝0，a ＝0，两者必须同时成立．若仅是v＝0，a≠0，如上抛到最高点的物体，此时物体并不能保持静止，上抛到最高点的物体并非处于平衡状态．所以平衡状态是指加速度为零的状态，而不是速度为零的状态．2、共点力作用下物体的平衡条件理论推导：从牛顿第二定律知道：当物体所受合力为零时，加速度为零，物体将保持静止或者做匀速直线运动，即物体处于平衡状态，所以：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。

即F＝0合3、处理平衡问题的基本方法有哪些？(1)力的平行四边形法则;物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向．可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解．例1、图中重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AD是水平的，BO与水平面的夹角为θ．AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是：A、F1=mg*cosθ；B、F1=mg*cotθ；C、F2=mg*sinθ；D、F2=mg／sinθ．析：如图1，三根细绳在O，点共点，取O点（结点）为研究对象，分析O点受力如图2．O点受到AO绳的拉力F1、BO绳的拉力F2以及重物对它的拉力T三个力的作用．图2（a）选取合成法进行研究，将F1、F2合成，得到合力F，由平衡条件知：F=T=mg则： F1=F*cotθ=mg*cotθF2=F／sinθ=mg／sinθ(2)正交分解法;将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件∑Fx=0，∑Fy=0。

高中物理 4.1 共点力作用下物体的平衡教学案教科版必修11 共点力作用下物体的平衡[目标定位] 1.知道物体的平衡状态.2.掌握共点力作用下的物体的平衡条件.3.会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．一、共点力作用下物体的平衡状态物体在共点力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态．二、共点力作用下物体的平衡条件1．平衡条件：要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足一定的条件，这个条件叫平衡条件．2．共点力作用下物体的平衡条件是：F合＝0.作用在物体上的几个力的合力为零，叫做力的平衡．3．当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时，可用正交分解的方法，将各个力沿选定的直角坐标分解，如沿x轴方向的合力为零，沿y轴方向的合力也为零，则物体处于平衡状态，平衡条件可写成F x合＝0，F y合＝0.想一想：处于平衡状态的物体的加速度和所受合外力具有什么特点？答案处于平衡状态的物体速度不发生变化(v＝0或v＝常数)，加速度为0；因为a＝0，根据牛顿第二定律知，F合＝0.一、共点力及其平衡1．平衡状态：物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态，我们说这个物体处于“平衡状态”．2．平衡条件：合外力等于0，即F合＝0.3．推论(1)若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向，是一对平衡力．(2)若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等大、反向．(3)若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意(n－1)个力的合力必定与第n个力等大、反向．(4)三个分力的合力大小范围的确定①最大值：当三个力同向时，合力F最大，F max＝F1＋F2＋F3.②最小值：a.若其中两个较小分力之和(F1＋F2)大于等于第三个分力F3时，合力的最小值为零，即F min＝0；b.若其中两个较小分力之和(F1＋F2)＜F3时，合力的最小值F min＝F3－(F1＋F2)．③合力的取值范围F min≤F≤F max.例1下列物体中处于平衡状态的是( )A．静止在粗糙斜面上的物体B．沿光滑斜面下滑的物体C．在平直路面上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间解析在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动状态，加速度为零；从受力情况来说，合外力为零．物体在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如果物体所受的合外力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零，就是处于平衡状态，本题的正确选项应为A、C.答案AC例2已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态，现把其中一个大小为8 N的力转过90度，其余的力不变，求此时物体的合力．解析物体受到100个力的作用而处于静止状态时，合力为零，其中一个大小为8 N的力与其余99个力的合力大小相等，方向相反，即99个力的合力大小为8 N，方向与8 N的力相反．将8 N的力的方向转过90°时，与其余99个力的合力的夹角为90°，根据平行四边形定则得到，物体的合力为F合＝8 2 N.答案8 2 N例3同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是( )A．3 N、4 N、5 N B．3 N、5 N、9 NC．4 N、6 N、11 N D．5 N、6 N、12 N解析处于静止状态的物体所受到的合力为零，根据三个共点力的合力范围可知：3 N、4 N、5 N的合力范围是0≤F合≤12 N，故A可能；3 N、5 N、9 N的合力范围是1 N≤F合≤17 N，故B不可能；4 N、6 N、11 N的合力范围是1 N≤F合≤21 N，故C不可能；5 N、6 N、12 N的合力范围是1 N≤F合≤23 N，故D不可能．答案 A二、利用直角三角形法解平衡问题1．如果三个共点力作用下物体处于平衡状态，则这三个力的任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反，且作用在一条直线上．这样三个力的大小可构成三角形三边的关系．2．如果作出的是直角三角形，可用解直角三解形的知识求解，如三角函数、勾股定理等．例4(2013北京西城区期末)如图411所示，用不可伸长的轻绳AC和BC吊起一质量不计的沙袋，绳AC和BC与天花板的夹角分别为60°和30°.现缓慢往沙袋中注入沙子．重力加速度g取10 m/s2.图411(1)当注入沙袋中沙子的质量m＝10 kg时，求绳AC和BC上的拉力大小T AC和T BC；(2)若AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为100 N，为使绳子不断裂，求注入沙袋中沙子质量的最大值M.解析装置受力图如右图所示(1)T＝mgT AC＝3T/2＝86.5 NT BC＝T/2＝50 N(2)因为T AC/T BC＝ 3而T AC max＝150 N，T BC max＝100 N所以AC更容易被拉断T AC max＝3Mg/2＝150 N，所以M＝103＝17.3 (kg)．答案(1) 86.5 N 50 N (2)17.3 kg借题发挥“C”点受力平衡也可采用正交分解的方法，但一般来讲三力平衡的问题用合成法或分解法，三力以上平衡问题采用正交分解法．三、正交分解法在共点力平衡问题中的应用1．当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时，也可用正交分解的方法，将各个力沿选定的直角坐标轴分解(建立直角坐标系时，一般尽量使更多的力落在坐标轴上，以减少分解力的个数)，然后根据F x合＝0，F y合＝0列式求解．2．运用共点力平衡条件解题的步骤(1)选取研究对象．(2)对所选取的研究对象进行受力分析并画出受力分析图．(3)对研究对象所受的力进行处理，或合成或分解或正交分解．(4)根据F合＝0或F x合＝0，F y合＝0列方程求解．例5如图412所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为6.0 N．求物体受到的摩擦力和支持力．(取g＝10 m/s2)图412解析物体受力情况如图所示．物体重力沿斜面方向向下的分量G x＝mg sin 30° ＝5.0 N＜弹簧的拉力T故摩擦力沿斜面向下．根据共点力平衡：T＝mg sin30°＋F f，F N＝mg cos30°.解得：F f＝1 N，F N＝5 3 N，方向垂直于斜面向上．答案摩擦力大小为1 N，方向沿斜面向下；支持力大小为5 3 N，方向垂直于斜面向上．借题发挥 1.解物体在三个以上共点力作用下的平衡问题，一般不选择合成法，而是选择正交分解法，既方便又不易出错．2．正交分解形式的平衡问题，若涉及有滑动摩擦力的一般有三个方程：一是F x＝0，二是F y＝0，三是f＝μN.共点力作用下物体的平衡1．关于物体的平衡，下列说法正确的是( )A．如果物体所受合力等于零，则一定处于静止状态B．如果物体所受合力等于零，则一定处于匀速直线运动状态C．只要物体速度等于零，物体就处于平衡状态D．如果物体受到共点力作用而处于平衡状态，则合外力一定为零解析物体所受合力等于零，则物体处于静止状态或匀速直线运动状态，因此，A、B均错；物体速度为零时，合力可能不为零，如竖直上抛物体到达最高点的瞬间，故C错．答案 D利用直角三角形法解平衡问题2．(2013四川绵阳期末)某同学为体验所学知识，做了如图413所示的实验．他让铅笔保持水平，铅笔尖B顶在手心，手掌保持竖直，用细线OA的A端系在手指头上，另一端O与铅笔头相连并打结，用细线OC的O端与铅笔头相连并打结，C端连接一钩码．两细线与铅笔都处于同一竖直平面上，A、B在同一竖直线上，整个装置都处于静止状态．已知AO＝20 cm，BO＝16 cm，忽略细线和铅笔的质量，钩码质量m＝90 g，g＝10 m/s2.则铅笔尖对手心的压力大小是( )图413A．0.9 N B．1.2 N C．1.6 N D．2.0 N解析结点受到绳子OC向下的拉力和绳子AO的拉力、杆子的作用力，如图．T C＝mg，根据合成法，结合几何知识得：F＝mgtan θ，cos θ＝1620＝45，故θ＝37°，故F＝mgtan 37°＝1.2 N.答案 B利用正交分解法求解物体的平衡问题3．如图414所示．一个与竖直方向间夹角α＝30°的斜向推力F能使一块重G＝100 N的物体贴着光滑的竖直墙面匀速上行，则推力F大小为多大？此时墙受到的压力N大小为多大？图414解析以A为研究对象，受力如图所示，建立直角坐标系，由平衡条件知：N＝F sin 30°①F cos 30°＝G ②①②联立得F＝115.5 N，N＝57.7 N；由牛顿第三定律知墙受到的压力大小是N′＝N＝57.7 N.答案115.5 N 57.7 N4．(2013北京西城区期末)如图415所示，质量为m的物体在恒力F作用下，沿水平天花板向右做匀速直线运动．力F与水平方向夹角为θ，重力加速度为g.则物体与天花板间的动摩擦因数μ＝________.图415解析对物体受力分析，将推力F正交分解，如图根据共点力平衡条件得：水平方向：F cosθ－f＝0竖直方向：F sinθ－N－mg＝0则物体受到摩擦力大小为f＝F cosθ.支持力为N＝F sinθ－mg.由f＝μN.可得μ＝F cos θF sin θ－mg.答案F cos θF sin θ－mg。