探究物体的平衡条件实验报告|“物体的平衡”探究学习

高一物理教案 2015-03-07 网络整理 晴天

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湖北省蕲春县实验中学 张露

教学内容

高中《物理》第一册(必修)第四章第一节。

教学实录

一、问题情境的创设

上课前播放背景音乐,上课后让学生看事先已剪辑好的录像带、制好的幻灯片等与本节相关的情景资料,激发学生质疑。学生学习的背景资料有:

①巍然屹立的雪峰、耸立云中挺拔秀美的高楼;

②横跨大江两岸宏伟壮观的钢索桥和铁架桥;

③杂技厅内十几人搭成的人梯,杂技演员手中旋转的盘碟,骑自行车走钢丝的杂技演员;

④老师手中拿着的螺旋千斤顶,斜面上放置的木块等。

二、课题的提出与讨论

(学习了背景资料后,教师提出“研究物体的平衡”课题,引导学生质疑。)

生a:刚才看到这些资料片段中的物体都是平衡的物体吗?

师:这个问题还是由其他同学给你回答,哪位?

生b:凭我的感觉应该是平衡的物体,但我不知道判断这些物体是否平衡的标准。

师:大家设想一下,雪峰发生“雪崩”,雪层加速下滑,这雪层还能平衡吗?谁见过“雪崩”场面,给大家讲讲。

生c:我是见过“雪崩”场面,不过是从电视上看到的。(师生笑)那些加速下滑的雪层比汽车跑得还快,那场景太惊心动魄了,那显然不是平衡状态,是加速运动状态。

师:什么是平衡状态呢?大家是否可以相互讨论,总结一下。

(学生们之间展开了讨论,有的学生小声问老师其他现象包含平衡的道理后,老师点一同学回答。)

生d:老师,静止的物体处于平衡状态,像放在斜面上的木块是平衡的,斜面是平衡的;楼房是静止的,是平衡的,桥梁是静止的,也是平衡的。

师:好,总结得好,大家都一致通过了这个观点。还有没有运动的物体也处于平衡状态呢?有没有哪一组同学讨论到了?

生e:老师,刚才短片中,骑自行车过钢丝的演员不也是平衡的吗?若不平衡,他们早就掉下来了,仔细观察,他们应是匀速运动。

师:很好,同学们观察能力很强,运动的物体也可以处于平衡状态,不过只有匀速直线运动的物体才能是平衡的,加速运动的物体并不平衡,为什么?大家能否从理论上总结出物体处于平衡状态的条件?大家思考一下。

(学生们相互讨论,找依据,然后推选一个中心发言人。)

生f:大家都学习了牛顿第二定律,物体处于静止状态和匀速直线运动状态其加速度为0,即其所受合外力为0。因此,物体处于平衡状态其所受合外力必为0,即f合=0,是物体处于平衡状态的条件。

师:不错。现在回过头来看钢索桥和铁架桥的结构(重新播放并放大),我们可以看到特别是铁架桥,由大量三角形钢铁支架铆接而成,当车辆过桥,它能保持很稳定的平衡(主体不晃动),这又是什么原因呢?

生:呀!

(学生们又在相互讨论)

师:给大家提示一下,钉入墙内的钉子可以挂较重的物体,钉子和重物都处于平衡。物体处于平衡是由于合外力共点且矢量和为0;钉子处于平衡,当然合外力为0,但这些力并不共点。再仔细分析铁架桥的内部结构,取任何一个三角支架。见图示:

再分析总结,若以某点(例a点)为转轴……

生g:(迅速站起来)老师,我可以猜想一下吗?

师:当然可以,不过错了也没关系,凭你的直觉,猜想是物理学中常用的方法,有时也是正确的。

生g:初中学习过“杠杆平衡”,是不是属于这种平衡。

师:不错,就是“杠杆平衡”,不过高中把它改为“力矩平衡”了。12

(教师通过多媒体,将力臂、力矩及力矩平衡介绍给学生,并得出一般物体的平衡条件:①合外力为零;②合外力力矩为0。)

(之后,老师拿出笑容可掬的“不倒翁”,不管怎样放倒它,最终“不倒翁”还是站立起来。)

生h:这个东西倒是很有趣,但它为什么不倒呢?

生i:能倒还叫“不倒翁”吗?(师生们笑)

师:“不倒翁”为什么不倒?谁能想明白其中的道理?

(学生们又在积极讨论,翻阅相关资料。)

师:给大家提示一下,骑自行车走钢丝的杂技演员之所以牵动观众的心,是因为他离地高,动作惊险,且能保持平衡。若他在地面上骑车也叫精彩吗?

生j:噢,我明白了,是不是因为重心高度的问题?杂技演员走钢丝其重心高,“不倒翁”则是因为它的重心低。

师:同样是平衡的物体,有的是稳定平衡,有的是不稳定平衡,有的是随时可达到平衡。这与什么有关?

生k:与平衡的稳定性和物体重心高度有关。

师:今天我们的讨论到此为止,谁能将这一节课总结一下。

三、课题小结

生l:这一节课主要研究了三个问题:①物体的平衡状态:静止状态和匀速直线运动状态;②真正意义上物体的平衡条件是合外力为0和合外力力矩代数和为0;③物体平衡的稳定性与物体本身重心高度有关。

师:值得一提的是刚才放的短片中①④属于物体的平衡;②属于力矩的平衡;③属于物体平衡的稳定性问题。

点评:

这节课堂教学实录,通过多媒体展示的一幅幅画面,激发了学生探究知识的欲望,培养了学生观察生活的能力。尤其是师生共同对铁架桥构造的分析,不仅使学生感受到理论知识如何应用于实践、指导实践,而且给学生以启示:身边的每一现象,每一模型都可能和所学的知识相关,从而进一步培养了学生的创新意识。这节课,教师的主导作用、学生的主体作用体现得十分突出,让学生在轻松和谐的气氛中获取了知识,提高了能力,不失为一堂成功的探究性教学实例。(点评者:周启文)

12

本文来源:https://jiaoan.jxxyjl.com/gaoyiwulijiaoan/27660.html

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