《力的平衡》教学案例

《力的平衡》教学案例

                     泉州七中     沙黎晖

一．教学目标：

1．知识目标

1)知道平衡状态和平衡力的概念

2)了解共点力作用下物体平衡的概念

3)知道共点力的平衡条件

2．能力目标：

1)通过课堂小实验，培养学生实验观察能力。

2)通过设计实验探究物体的平衡条件，培养了学生的科学探究能力和实验能力。

3)通过课堂练习,训练学生进行知识迁移及应用

3．情感目标：

通过互相交流共同设计实验方案，培养学生与他人合作的精神；通过先从实验探究，再从理论上总结共点力作用下物体的平衡条件，然后再应用，培养学生科学探究精神和理论联系实验、实际的科学态度。

 

二．教学设计:

1．学习任务分析：

本节是新课程（鲁科版）第五章第三节的内容。本节学习共点力作用下物体的平衡，内容包括共点力作用下物体的平衡状态、共点力作用下物体的平衡条件和力的平衡。共点力平衡问题是高中物理的重要内容之一，它涉及力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面物理知识和能力的综合性问题，是高一物理的难点，同时是解决高中力学问题的基础。另外，平衡问题中，涉及到的各种物理模型，在今后物理学习中会经常见到，对高一学生来讲，这些都是一些基本的模型素材。因此，学好本节课对今后力学学习意义重大。但刚开始学习时，力的平衡理论并不难掌握，只是后续应用较为困难。由此确定：本节课的教学重点是共点力作用下物体的平衡条件，难点是实验探究共点力作用下物体的平衡条件并加以简单应用。

2．学习者分析：

     学生在初中学习过牛顿第一定律，理解共点力作用下物体的平衡状态会比较容易；利用前面学过的知识分析推出共点力作用下物体的平衡条件，学生也不会有太大困难，教师只需适当点拨即可；但学生在设计实验并通过实验探究共点力作用下物体的平衡条件时会感到比较困难，教师要给予及时的引导，并可通过学生相互讨论共同解决。

3．设计理念：

1．“兴趣是最好的老师”，而要引发学生的学习兴趣，就要创建一定的教学情景。课堂中通过多媒体的应用、演示实验、学生动手探究实验、学生讨论及展示等课堂景观，激发学生的学习激情及学习自主性。

2．不少同学感到物理难，就难在物理规律的应用上。本节课创造性的引导学生，将原本是平衡条件的推导与应用的结论，让学生自己通过实验探究、总结，将有利于学生对规律的理解与应用。根据科学探究的基本模式：提出问题→猜想假设→实验验证→得出结论。在教学设计中，首先复习物体的平衡状态，接着利用几个同学拉绳子的小实验，引导学生通过观察实验现象，然后提出问题：请同学们设计一个实验来研究物体的平衡条件，激发学生的探究兴趣。接着在教师的引导下让学生设计实验，充分发挥学生的自主学习、应用的激情，对设计中碰到的问题，让同学们互相交流共同解决，培养学生交流与合作精神。最后，通过实验交流，得出结论。整个过程培养了学生的科学探究精神和物理实验能力。

 

三．教学过程及几个重要片断：

场景一：课堂预备阶段：

上课预备铃响后，老师并没有立即上课，而是请一位同学走上讲台。只见他先将一本课本顶在右手食指间上，旋转起来。同学哗然：太简单了，再来一个。于是该同学又将另一本课本同时顶在左手食指旋转，并大步向前走动起来。顿时教室一片掌声，大家脸上都是笑容……

点评：这是一节公开示范课，同学们面对众多的听课老师及摄像镜头，难免心中有怯。如何在上课伊始就调整好同学们的情绪并使大家放松自然地进入课堂，是此堂课能否成功的第一关卡。此课预备阶段的处理方式，也引起众多老师对课堂2分钟预备时间如何利用的思考。

（一）、导入新课：

用投影片出示本节课的学习目标：

 1．知道平衡状态和平衡力的概念

2．了解共点力作用下物体平衡的概念

3．知道共点力的平衡条件

 投影多媒体图片：马踏飞燕，悬空寺，飞行中的飞机等

设问：什么是物体的平衡状态？

 

（二）、新课教学

1．（板书）一、物体的平衡状态

（引导学生回顾牛顿第一定律并回答）保持静止状态或保持匀速直线运动状态

2．设问：物体在什么条件下才能处于平衡状态？

（学生回答）不受任何外力或受到两个平衡力

设问：如果物体在互成角度的三个共点力作用下，处于平衡状态，这三力的大小、方向应该满足什么条件?

场景二：课堂演示实验：

老师将三条绳子系在一个节上，请三位同学上前分别拉住三条绳索，互成角度地拉绳节。师问：如何描述绳节受到三个力的方向？

生答：绳节受到三个力为沿绳方向，只要观察绳子的方向即可。

师问：这三个力方向间有什么关系？

生1答：不在同一直线上。生2答：不在同一侧。……

师问：三个力会共面吗？

（学生七嘴八舌，没有统一意见）

    此时，老师将一片白木板贴近绳节，任意调整三条绳索的方向，学生顿时恍然：如果物体在互成角度的三个力共点作用下，处于平衡状态，这三力必共面。

点评：实验观察能力是高中物理教学中必须重视培养的基本能力之一，如何在教学中步步引导，使学生学会观察，学会思考，并带动能力的提升，值得我们更多的尝试与探索。此段教学老师在演示同时，语言引导步步深入，诱发学生更细致观察；当学生观察有一定障碍时，能借助简单道具显示复杂问题，足以体现教学智慧。

 

3．教师提问：如果三个力共面又共点，我们怎么研究这三个力之间的关系？

(学生讨论、回答实验设计思路)：利用弹簧秤互成角度拉细绳，记录绳子的方向及弹簧秤的读数，用力的图示将三个共点力描绘在白纸上。

进一步提问：你的猜测是什么？你准备怎么做？需要哪些仪器？桌面上都有吗？需要几个人配合？你们怎么分工？如何验证你的结论？

（学生讨论确定实验方法）合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等

学生讨论实验方案，并分小组进行实验。

（拓展思考）如果物体受到的共点力不止三个呢?你的结论能推广吗?

场景三：课堂实验结果展示：

实验结束后，由几组有代表性的小组上台展示，介绍实验过程、数据处理方法及结论。这些小组采用不同的方法和思路，各有各的特点。上台展示实验成果的学生自信、大方，语言流畅，小组成员间有较好的分工与合作。

点评：新课程理念中，学生是课堂的主体，要在课堂上给学生以充分的表现空间。本堂课先是让学生自主探究，后又给足学生们的交流、展示时间，很好的体现了新课程理念。当然，这会使教学容量受到一定影响。

 

4．总结结论：

   （1）物体在共点力作用下处于平衡状态，力的平衡条件为合力为零

   （2）在共点下作用下的物体，如果所受合力为零，一定处于平衡状态

   （3）推论：

a.当物体受到三个力共点力的作用而平衡时，其中的任意一个力必定与余下的两力的合力等大反向。

    b．当物体受到三个力共点力的作用而平衡时，任意建立直角坐标系并分解不在坐标轴的力，沿两个坐标轴方向的合力均为零

    c．三个共点力构成封闭的三角形

（引导学生将此推论拓展到多个共点力平衡时的情景）

 (三)、练习巩固

1．课堂例题：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示，若鸟笼重19.6N，求绳子OA和OB的拉力各是多大？（启发学生用刚刚的实验结论求解）

2．作业：思考课本P93的1、2、3、7；完成课本P93的5、6、8（做在作业纸上）

 

四．教学反思：

本节课的重点是共点力作用下物体的平衡条件，这个条件得出后，学生是比较容易接受这个结论的。关键在于接受与掌握之间还有一定的差距，许多学生结论都能朗朗上口，但一到应用就手足无措。因此本节课创造性的引导学生，将原本是平衡条件的推导与应用的结论，让学生自己通过实验探究、总结得出。学生对自己实验得到的方法和结论印象深刻，这有利于学生对规律的理解，最后通过例题让学生体会到结论的应用。这是这节课的一个突破方面。

鼓励学生大胆质疑，积极思考，独创性地进行实验，这也是本节课着力引导的一方面。虽然学生的思维不可能脱离前几节课的合成与分解的思路，但多种角度、方法的引导将有利于学生开拓性思维的培养。

不足之处在于：由于时间、器材等条件的限制，学生的实验局限性较大；并且本意是探究性实验，由于学生对课本的预习较为透彻，对结论很熟悉，容易演变成验证性的实验。有部分学生对验证类的实验兴趣不大，将会影响实验的积极性及实验效果。