高炳添

一、教學(xué)設(shè)計思路

探究實驗課是新課程提倡的一種教學(xué)方式，教師如何引導(dǎo)，對整堂課如何設(shè)計，才能讓學(xué)生真正體驗到探究過程，才能讓學(xué)生把探究過程和學(xué)習(xí)物理知識結(jié)合起來，如何尊重學(xué)生，信任學(xué)生，才能真正讓學(xué)生成為教學(xué)活動的主體。在這節(jié)課中，首先引入一個場景，把學(xué)生的地位建立起來，同時引出探究的問題，這就使教學(xué)的重點由學(xué)習(xí)物理知識變?yōu)樘剿髦R的過程。用提問的形式，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，用他們所發(fā)現(xiàn)的問題，及同學(xué)之間的互相交流，解決實驗中的注意事項及同學(xué)交流歸納總結(jié)得出實驗結(jié)論。在這樣的探究中。學(xué)生體驗這個過程，重要的是培養(yǎng)了一定的分析問題，觀察問題，解決問題的能力。

二、教學(xué)目標(biāo)

1知識與技能

(1)知道平衡狀態(tài)和平衡力的概念

(2)了解共點力作用下物體平衡的概念

(3)知道共點力的平衡條件

2過程與方法

(1)通過課堂小實驗，培養(yǎng)學(xué)生實驗觀察能力。

(2)通過設(shè)計實驗探究物體的平衡條件，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實驗?zāi)芰Α?/p>

(3)通過課堂練習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生進行知識遷移及應(yīng)用

3情感與態(tài)度

通過親自體驗的小實驗，利用互相交流共同設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生與他人合作的精神；通過先從實驗探究，再從理論上總結(jié)共點力作用下物體的平衡條件，然后再應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和理論聯(lián)系實驗、實際的科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)重點：用實驗探究三個力的平衡條件的過程。

教學(xué)難點：在解決實際力的平衡問題中，應(yīng)用平行四邊形定則及數(shù)學(xué)知識求解。

教具準(zhǔn)備：1、多媒體2、實驗器材：①木板一塊②定滑輪三個③不同長度的細繩三段④鉤碼15個⑤白紙⑥鉛筆⑦尺⑧量角器⑨圖釘若干

三、教學(xué)過程

(一)導(dǎo)入新課

用老師分別與一個同學(xué)和兩個同學(xué)拔河比賽的視頻導(dǎo)入新課，結(jié)果都是平手(老師控制)

教師：觀察視頻時邊思考兩個問題，繩子的結(jié)點處于什么運動狀態(tài)?分別受到幾個力?

生：靜止?fàn)顟B(tài)，第一次受兩個力，第二次受三個力。

師：我可以和一個同學(xué)拔河，也可以和i個，甚至全班同學(xué)。想了解一下為什么?共點力必須滿足什么條件呢?(提出本節(jié)課的探究問題)

(二)新課教學(xué)

多媒體展示：遠古巨石，蘑菇石。

師：物體處于什么運動狀態(tài)?

生：靜止?fàn)顟B(tài)

多媒體展示：勻速飛行的飛機，勻速行駛的磁懸浮列車，沿斜面勻速下滑的物體。

師：物體又處于什么運動狀態(tài)?

生：勻速運動狀態(tài)

師：物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，稱為平衡狀態(tài)

1平衡狀態(tài)：

引申：平衡狀態(tài)——速度保持不變——加速度a=0

討論與交流：

飛機從起飛，到以一定的速度平穩(wěn)飛行，再到降落，最后停在機場。全過程中哪些階段飛機是處于平衡狀態(tài)?

2共點力作用下物體的平衡條件

(1)引入

多媒體展示兩個同學(xué)和三個同學(xué)拉繩子，及人拉著箱子勻速前進的情景。

師：物體處于平衡狀態(tài)，可以受到兩個力，也可以受到三個力，甚至是四個力作用。那么物體處在平衡狀態(tài)時，所受的力要滿足什么條件呢?

師：我們先研究兩個力的情況。(可以讓學(xué)生用實驗驗證一下，老師演示并強調(diào)注意事項。)

學(xué)生很容易得出：

二力平衡的條件：

①作用在同一物體上，同一直線上，大小相等，方向相反。

②兩個共點力作用下物體的平衡條件是合力為零，即F_合=0。

(2)設(shè)置探究問題

師：那物體在三個點力的作用下處于平衡狀態(tài)又要滿足什么條件呢?請大家用實驗探究一下。

(3)引出實驗設(shè)計

師：請同學(xué)們在設(shè)計前先回答以下幾個問題：實驗探究的對象是什么?如何得到力的大小?如何得到力的方向?如何準(zhǔn)確的把力的大小和方向表示出來?

學(xué)生分組討論，回答了老師的問題。學(xué)生由剛才的問題，并設(shè)計出了一種比較常用的實驗方案，如圖1：

實驗設(shè)計方案一：

把木板放在水平面上，采用三個彈簧秤代替三個同學(xué)的拉力拉同一個結(jié)點，使得結(jié)點處于靜止(如圖1所示)并作好力的圖示，才能表現(xiàn)出三個力之間的關(guān)系。

分組動手做實驗，(老師：請你們把實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來，比一比誰發(fā)現(xiàn)的問題多?)

各小組做好實驗，并得出實驗數(shù)據(jù)，同時各小組積極回答他們發(fā)現(xiàn)的問題：

①結(jié)點位置難確定

②繩子平行于白紙不好控制

③彈簧稱讀數(shù)不穩(wěn)定

④三個力的圖示如何得到它們的關(guān)系?

師：大家都回答得非常好，現(xiàn)在各小組先討論一下前面的三個問題，你如何解決的，當(dāng)然也可以設(shè)計出新的實驗方案啊!

學(xué)生積極的思考討論，有的小組在原來的實驗上進行改進，有的小組根據(jù)桌上的實驗器材進行新的設(shè)計。有一小組得出新的設(shè)計方案：

實驗設(shè)計方案二：

把木板豎直起來，采用三串鉤碼的重力代替三個同學(xué)的拉力，加上兩個定滑輪拉住一個結(jié)點，使得結(jié)點處于靜止(如圖2所示)并作好力的圖示，才能表現(xiàn)出三個力之間的關(guān)系。

師：請大家再動手做一下這個實驗，(同時要注意的問題，老師分析強調(diào)指出)。

學(xué)生比較快的做好這個實驗，并得出實驗數(shù)據(jù)，仍不能直接得出它們的之間的關(guān)系?

師：現(xiàn)在來分析一下，有些小組所提出的三個力的圖示如何得到它們的關(guān)系?(可以結(jié)合前面所學(xué)的知識)

生：我們可用力的合成法，先把其中兩個力變成一個力，再把這個力與第三個力比較。

師：這小組回答得非常精彩，現(xiàn)在請大家處理一下你的實驗數(shù)據(jù)，并得出你們所觀察到的問題。

同學(xué)利用平行四邊形定則得出圖，并得出實驗結(jié)論：

①任意兩個力的合力與第三個力大相等而方向相反。

②三個共點力平衡條件：F_合=0

拓展

師：大家能否根據(jù)剛才所探究的結(jié)果討論一下，四個力或更多力作用下的物體平衡條件是什么?

通過討論與交流，學(xué)生認識到：N個共點力平衡時，合力為零，其中任意第M個力與其余(N-1)個力的合力一定大小相等、方向相反。

師：雖然我們做的是三個共點力作用下物體平衡條件的實驗，得出平衡條件：F_合=0，但將這個結(jié)論推廣到多個共點力作用下物體平衡的情況，也可以用實驗來證明。

3，物體平衡條件的應(yīng)用

例：用繩子將鳥籠靜止地掛在一根棟梁上，OA與橫梁的夾角60°，OA與OB垂直，如圖3所示。若鳥籠重為19.6N。求(1)繩子OC對鳥籠的拉力；(2)繩子OA和OB對結(jié)點0的拉力。

分析例題，讓學(xué)生先分析，老師再強調(diào)如何選擇探究對象。側(cè)重受力分析，分析狀態(tài)列方程。當(dāng)然還可以用：①用分解法求解。②用正交分解法求解。這問題我們下一節(jié)課再研究。

共點力平衡條件應(yīng)用解題的基本步驟：(由學(xué)生總結(jié)得出)

四、作業(yè)

1課本93頁第5、6、8題

2探究作業(yè)：用本節(jié)課的知識，課外做一下拔河比賽，如何以少勝多且以弱勝強呢?

五、教學(xué)反思

1、通過實際(生產(chǎn)生活中)的例子來說明怎樣的狀態(tài)是平衡狀態(tài)，使學(xué)生全面理解平衡狀態(tài)——靜止或勻速直線運動。

2、通過理論推理和實驗探究共點力作用下物體的平衡條件，以及在實例中的應(yīng)用，是本節(jié)課教學(xué)的重點。如何依據(jù)平衡條件畫受力示意圖與列式，對于學(xué)生來說是學(xué)習(xí)中的難點。

3、通過本節(jié)例題的教學(xué)重在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)受力分析方法；建議教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生做出解題基本思路小結(jié)。