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1、第一節(jié) 共點力作用下物體的平衡
教學目標：
一、知識目標
1、知道什么是共點力作用下物體的平衡狀態(tài)；
2、掌握共點力的平衡條件。
二、能力目標：
通過觀察三個共點力平衡的演示實驗，推出共點力作用下物體的平衡條件，培養(yǎng)學生的觀察能力，分析推理能力。
三、德育目標
通過共點力平衡條件的得出過程，培養(yǎng)學生理論了解實際的觀點。
教學重點
1：共點力作用下物體的平衡狀態(tài)。
2：共點力的平衡條件。
教學難點：
共點力的平衡條件。
教學方法：
實驗法、歸納法、講練法
教學用具：
演示物體一個，彈簧秤三個
教學步驟：
一、導入新課：
生活中的物體有的處于平衡狀態(tài)，有
2、的處于非平衡狀態(tài)；其中物體的平衡狀態(tài)比較常見，而且很有實際意義。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？本章我們就來學習這方面的問題。本節(jié)課我們就來學習共點力的平衡條件。
二、新課教學
（一）用投影片出示本節(jié)課的學習目標：
1：了解共點力作用下物體平衡的概念；
2：理解共點力的平衡條件。
（二）學習目標完成過程：
1：共點力作用下物體的平衡狀態(tài)。
（1）復習什么是共點力：
幾個力都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力就叫做共點力。
（2）介紹物體在共點力作用下的平衡狀態(tài)。
a：一個物體在共點力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線
3、運動，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。
b：請學生舉例：哪些物體屬于在共點力作用處于平衡狀態(tài)。
c：同學們剛才舉的例子中，有的物體在兩個力作用下處于平衡，有的物體在三個力的作用下處于平衡。那么，在共點力作用下的物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢？
2：共點力作用下物體的平衡條件
（1）理論推導：
從牛頓第二定律知道：當物體所受合力為零時，加速度為零，物體將保持靜止或者做勻速直線運動，即物體處于平衡狀態(tài)，所以：在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零。
即F合＝0
（2）平衡條件的實驗驗證：
a：請三位同學把三個彈簧秤的掛鉤掛到同一個物體，分別向三個方向彈簧秤，記下彈簧秤的示數(shù)和方向
4、。
注意：用力不能太大，以免超出彈性限度。
b：請同志們按各力的大小和方向作出力的圖示，根據(jù)力的平行四邊形法則，求出三個力的合力。
c：請幾位同學說明作圖得到的結果：
這三個力的合力為零（在誤差范圍內）；
任意兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。
三、鞏固訓練：
（1）一個物體在共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，那么這個物體一定保持 。
（2）在共點力作用下物體的平衡條件是 ，此時物體的加速度等于 。
（3）下列關于質點處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是 。
A：質點一定不受力的作用；
B：質點一定沒有加速度；
5、c：質點一定沒有速度；
d：質點一定保持靜止。
（4）要使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上的力必須滿足一定的條件，這個條件就叫做 。
四、小結
1：本節(jié)課我們學習了共點力的平衡條件是F合＝0；
2：平衡狀態(tài)的二個特征是：
①a＝0；
②速度v恒定；
3、物體所受的合力為零，在正交分解時常采用：
①Fx合=0; ②Fy合=0
五、作業(yè)
一個物體受到五個共點力F1、F2、F3、F4、F5的作用，處于平平衡。
1：如果將F3撤去，而其他力保持不變，則F1、F2、F4、F5的合力是多大？方向如何？
2：如果將F2、F5兩個力撤去，而其余力保持不變，則F1、F3
6、、F4的合力在什么范圍內？
六、板書設計：
第二課時：共點力平衡條件的應用
教學目標：
一、知識目標
1：能用共點力的平衡條件，解決有關力的平衡問題；
2：進一步學習受力分析，正交分解等方法。
二、能力目標：
學會使用共點力平衡條件解決共點力作用下物體平衡的思路和方法，培養(yǎng)學生靈活分析和解決問題的能力。
三、德育目標：
培養(yǎng)學生明確具體問題具體分析：
教學重點：
共點力平衡條件的應用
教學難
7、點：
受力分析、正交分解、共點力平衡條件的綜合應用。
教學方法：
講練法、歸納法
教學用具：
投影儀、投影片
教學步驟：
一、導入新課
1：用同應片出示復合題：
（1）如果一個物體能夠保持 或 ，我們就說物體處于平衡狀態(tài)。
（2）當物體處于平衡狀態(tài)時：
a：物體所受各個力的合力等于 ，這就是物體在共點力作用下的平衡條件。
b：它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關系是 。
2：學生回答問題后，師進行評價和糾正。
3：引
8、入：本節(jié)課我們來運用共點力的平衡條件求解一些實際問題。
二：新課教學
（一）用投影片出示本節(jié)課的學習目標：
1：熟練運用共點力的平衡條件，解決平衡狀態(tài)下有關力的計算。
2：進一步熟練受力分析的方法。
（二）學習目標完成過程：
1：共點力作用下物體的平衡條件的應用舉例：
（1）用投影片出示例題1：
如圖所示：細線的一端固定于A點，線的中點掛一質量為m的物體，另一端B用手拉住，當AO與豎直方向成角，OB沿水平方向時，AO及BO對O點的拉力分別是多大？
（2）師解析本題：
先以物體m為研究對象，它受到兩個力，
9、即重力和懸線的拉力，因為物體處于平衡狀態(tài)，所以懸線中的拉力大小為F＝mg。
再取O點為研究對像，該點受三個力的作用，即AO對O點的拉力F1，BO對O點的拉力F2，懸線對O點的拉力F，如圖所示：
a：用力的分解法求解：
將F＝mg沿F1和F2的反方向分解，得到
得到
b：用正交分解合成法求解
建立平面直角坐標系
由Fx合=0;及Fy合=0得到:
解得:
2：結合例題總結求解共點力作用下平衡問題的解題步驟：
（1）確定研究對象
（2）對研究對象進行受力分析，并畫受力圖；
（3）據(jù)物體的受力和已知條件，采用力的
10、合成、分解、圖解、正交分解法，確定解題方法；
（4）解方程，進行討論和計算。
3：學生用上述方法求解課本上例1，并抽查部分同學的答案在投影儀上進行評析。
4：講解有關斜面問題的處理方法：
（1）學生閱讀課本例2，并審題；
（2）分析本題；
a：定物體A為研究對于；
b：對物體A進行受力分析。
物體A共受四個力的作用：豎直向下的重力G，水平向右的力F1，垂直于斜面斜向上方的支持力F2，平行于斜面向上的滑動摩擦里F3，其中G和F1是已知的，由滑動摩擦定律F3＝uF2可知，求得F2和F3，就可以求出u。
c：畫
11、出物體的受力圖：
d：本題采用正交分解法：
對于斜面，常取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為y軸，將力沿這兩個方向分解，應用平衡條件求解：
e：用投影片展示本題的解題過程：
解：取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為y軸，分別在這兩個方向上應用平衡條件求解，由平衡條件可知，在這兩個方向深的合力Fx合和Fy合應分別等于零，即
5：鞏固訓練：
如圖所示：重為G＝10N的小球在豎直擋板作用下靜止在傾角為=30o的光滑斜面上，已知擋板也是光滑的，求：
（1）擋板對小球彈力的大小；
（2）斜面對小球彈力
12、的大小。
三、小結
本節(jié)課我們主要學習了以下幾點：
1：應用共點力平衡條件解題時常用的方法--力的合成法、力的分解法、正交分解法
2：解共點力作用下物體平衡問題的一般步驟：
（1）定研究對象；
（2）對所選研究對象進行受力分析，并畫出受力示意圖
（3）分析研究對象是否處于平衡狀態(tài)；
（4）運用平衡條件，選用適當方法， 列出平衡方程求解。
四、作業(yè)，
練習一的1、2、3、4題
五、板書設計：
第三課時：有固定轉動軸的物體的平衡
教學目標：
一、知識目標
13、 1：知道什么是轉動軸和有固定轉動軸的物體的平衡狀態(tài)。
2：掌握力臂的概念，會計算力矩。
3：理解有固定轉動軸的物體的平衡條件。
二、能力目標：
通過有固定轉動軸的物體的平衡條件的得到過程，培養(yǎng)學生的概括能力和分析推理能力。
三、德育目標：
使學生了解物理學的研究方法
教學重點：
1：什么是轉動平衡；
2：有固定轉動軸的物體的平衡條件。
教學難點：
力矩的概念及物體的轉動方向的確定。
教學方法：
實驗法、歸納法、講授法
教學用具：
力矩盤、
14、鉤碼、彈簧秤、投影儀、投影片
教學步驟：
一、導入新課：
1：復習：前邊我們共同學習了物體在共點力作用下的平衡條件及其應用，請同志們回答以下問題：
（1）什么是共點力作用下物體的平衡狀態(tài)？
（2）在共點力作用下物體的平衡條件是什么？
2：引入：本節(jié)課我們來學習另外一種平衡——轉動平衡
二、新課教學
（一）用投影片出示本節(jié)課的學習目標：
1：了解轉動平衡的概念
2：理解力臂和力矩的概念
3：理解有固定轉動軸的物體的平衡條件
（二）學習目標完成過程：
1：轉動平衡
15、 （1）舉例：生活中，我們常見到有許多物體在力的作用下轉動；例如：門、砂輪、電唱機的唱盤，電動機的轉子等；
（2）引導學生分析上述轉動物體的共同特點，即上述物體轉動之后，物體上的各點都沿圓周運動，但所有各點做圓周運動的中心在同一直線上，這條直線就叫轉動軸。
（3）介紹什么是轉動平衡。
一個有固定轉動軸的物體，在力的作用下，如果保持靜止，我們就說這個物體處于轉動平衡狀態(tài)。
（4）課堂討論：舉幾個物體處于轉動平衡狀態(tài)的實例。
2：力矩：
（1）引言：通過上面例子的分析，我們知道，力可以使物體轉動，那么力對物體的轉動作用跟什么有關系呢？
16、
（2）舉例：
a：推門時，如果在離轉軸不遠的地方推，用比較大的力才能把門推開；在離轉動軸較遠的地方推門，用比較小的力就能把門推開。
b：用手直接擰螺帽，不能把它擰緊；用扳手來擰，就容易擰緊了。
（3）總結得到：力越大，力和轉動軸之間的距離越大，力的轉動作用就越大。
（4）力臂：
a：力和轉動軸之間的距離，即從轉動軸到力的作用線的距離，叫做力臂。
b：力臂的找法：
一軸：即先找到轉動軸；
二線：找到力的作用線；
三垂直：即從轉軸向力的作用線做垂線，則轉軸和垂足之間的舉例就是該力的力臂。
17、 c：鞏固訓練：
畫出右圖中各個力的力臂：
(5）力矩：
a：定義：力F與其力臂L的乘積叫做力對轉動軸的力矩。用字母M表示。
b：共識：M＝FL。
c：單位：牛米（Nm）
（6）課堂討論：
如何用力矩把初中學習過的杠桿平衡條件表示出來？
3：力矩的平衡：
（1）引言：剛才我們用力矩表示出了杠桿的平衡條件，這是力矩平衡的最簡單的情形，那么力矩的一般平衡條件是什么呢？
（2）實驗：
把力矩盤放好，使其內繞固定軸轉動，按圖示方法使盤在F1、F2、F3的作用下處于靜止狀態(tài)（即平衡狀態(tài)），量
18、出這三個力的力臂L1、L2和L3，分別計算使圓盤向順時針方向轉動的力矩M1＝F1L1，M2＝F2L2，及使圓盤向逆時針方向轉動的力矩M3＝F3L3，總結有什么規(guī)律。
改變力的作用位置和大小重新做兩次。
（3）總結得到力矩的平衡條件
a：實驗總結：當所有使物體向順時針方向轉動的力矩之和等于所有使物體向逆時針方向轉動的力矩之和時，物體處于轉動平衡狀態(tài)。
b：通常規(guī)定使物體沿逆時針方向轉動的力矩為正，使物體向順時針方向轉動的力矩為負；
c：力矩的平衡條件：
有固定轉動軸物體的平衡條件是力矩的代數(shù)和等于零。
即M1＋M2＋M3＋……＝0
19、。
或者：M合＝0
（4）說明什么是力矩的平衡：作用在物體上幾個力的合力矩為零時的情形叫力矩的平衡。
4：鞏固訓練
如圖所示，一根質量為M的均勻鐵棒，它可以繞O點自由轉動，現(xiàn)用力F沿水平方向將OA棒緩慢地拉到圖示虛線位置的過程中，以下說法正確的是 。
A：重力不變，重力力臂不變，重力力矩變?。?
B：重力不變，重力力臂變長，重力力矩變大；
C：F不變，F(xiàn)的力臂變長，F(xiàn)的力矩變大；
D：F變大，F(xiàn)的力臂變短，F(xiàn)的力矩變大。
三、小結
本節(jié)課我們主要學習了：
1：轉動平衡：一個
20、有固定轉動軸的物體，在力的作用下如果保持靜止狀態(tài)或勻速轉動，我們稱這個物體處于轉動平衡狀態(tài)。
2：力臂及其找法
3：力矩及力矩的平衡。
四、作業(yè)：
課本練習二①②
五、板書設計：
第四課時：力矩平衡條件的應用
教學目標：
一、知識目標：
1：理解有固定轉動軸的物體的平衡條件；
2：能應用力矩平衡條件處理有關問題。
二、能力目標：
1：學會用數(shù)學知識處理物理問題；
2：進一步熟悉對物體的受力分析。
21、 三、德育目標：
使學生學會要具體問題具體分析
教學重點：
力矩平衡條件的應用
教學難點：
用力矩平衡條件如何正確地分析和解決問題
教學方法：
講授法、歸納法
教學用具：
投影儀、投影片
教學步驟：
一、導入新課
1．用投影片出示下列思考題：
（1）什么是力矩的平衡？
（2）有固定準確軸的物體的平衡條件是什么？
2、本節(jié)課我們繼續(xù)學習運動有固定轉動軸的物體的平衡求解問題的方法。
二、新課教學
（一）用投影片出示本節(jié)課的學習目標：
1：熟練應用
22、力矩平衡條件解決有固定轉動軸物體在轉動平衡狀態(tài)下的有關問題。
2：進一步提高受力分析的能力。
（二）學習目標完成過程：
1：用投影片出示例題1：
如圖：BO是一根質量均勻的橫梁，重量G1＝80N，BO的一端安在B點，可繞通過B點且垂直于紙面的軸轉動，另一端用鋼繩AO拉著橫梁保持水平，與鋼繩的夾角，在橫梁的O點掛一個重物，重要G2＝240N，求鋼繩對橫梁的拉力F1：
a：分析
（1）本題中的橫梁是一個有固定轉動軸的物體；
（2）分析橫梁的受力：拉力F1，重力G1，拉力F2；
（3）找到三個力的力臂并寫出各自的力矩：
23、 F1的力矩：
G1的力矩：
F2的力矩：
b：指導學生寫出解題過程：
c：用投影片展示正確的解題過程如下：
解：據(jù)力矩平衡條件有：
由此得：
d：鞏固訓練：
如圖所示，OAB是一彎成直角的杠桿，可繞過O點垂直于紙面的軸轉動，桿OA長30cm，AB段長為40cm，桿的質量分布均勻，已知OAB的總質量為7kg，現(xiàn)在施加一個外力F，使桿的AB段保持水平，則該力作用于桿上哪一點，什么方向可使F最??？
2：用投影片出示例題2：
一輛汽車重1.2104N，使它的前輪壓在地秤上，測得的結果為6.7103N，汽車前后輪之
24、間的舉例是2.7m，求汽車重心的位置，（即求前輪或后輪與地面接觸點到重力作用線的距離）
（1）分析：汽車可看作有固定轉動軸的物體，若將后輪與地面的接觸處作為轉動軸，則汽車受到以下力矩的作用：一是重力G的力矩；二是前輪受到的地秤對它的支持力的力矩；汽車在兩個力矩的作用下保持平衡，利用轉動平衡條件即可求出重心的位置。
（2）注意向學生交代清：
a：地秤的示數(shù)指示的是車對地秤壓力的大小；
b：據(jù)牛頓第二定律得到車前輪受到的支持力的大小也等于地秤的示數(shù)。
（3）學生寫出本題的解題步驟，并和課本比較；
（4）討論：為什么不將前輪與地秤接觸處作為
25、轉動軸？
將前輪與地秤接觸處作為轉動軸，將會使已知力的力臂等于0，而另一個力（即后輪與地秤間的作用力）又是未知的，最后無法求解。
（5）鞏固訓練
一塊均勻木板MN長L＝15cm，G1＝400N，擱在相距D＝8m的兩個支架A、B上，MA＝NB，重G2＝600N的人從A向B走去，如圖：問人走過B點多遠時，木板會翹起來？
三、小結：
本節(jié)課我們主要學習了運用力矩平衡條件解題的方法：
1：確定研究對象：
2：分析研究對象的受力情況，找出每一個力的力臂，分析每一個力矩的轉動方向；
3：據(jù)力矩平衡條件建立方程[M合＝0或M順＝M逆]
4：解方程，對結果進行必要的討論。
四、作業(yè)：
練習二③④
五：板書設計：
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物理教案高一《共點力作用下物體的平衡》教案(教科版必修1)
