《受力分析共点力的平衡》教案Word文档格式.docx
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P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（ ）
A．P物体受4个力
B．Q受到3个力
C．若绳子变长，绳子的拉力将变小
D．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大
二、共点力的平衡
1．平衡的两种状态
（1）静止状态。
（2）匀速直线运动状态。
2．共点力的平衡条件
（1）F合＝0；
（2）Fx＝0且Fy＝0。
3．平衡条件的拓展
（1）二力平衡：
如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反。
（2）三力平衡：
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反；
并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。
（3）多力平衡：
如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反。
4．处理平衡问题常用的方法
方 法
内 容
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。
分解法
物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件。
正交分
解法
物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件。
力的三
角形法
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力。
5．处理动态平衡、临界与极值问题的两种方法及步骤
（1）解析法步骤：
①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式；
②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。
（2）图解法步骤：
①根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化；
②确定未知量大小、方向的变化。
例2.如图2－3－2所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态。
若斜面的倾角为θ，则（ ）
A．F＝Gcosθ
B．F＝Gsinθ
C．物体对斜面的压力FN＝Gcosθ
D．物体对斜面的压力FN＝
【方法技巧】
一、物体的受力分析
受力分析是解决力学问题的重要环节，属于高考中的重要考点，凡涉及到力的题目（包括选择题和计算题），都会考查到受力分析这一过程。
例1、一倾角为30°
的斜劈放在水平地面上，一物体沿斜劈匀速下滑。
现给物体施加如图2－3－3所示的力F，F与竖直方向夹角为30°
，斜劈仍静止，则此时地面对斜劈的摩擦力（ ）
A．大小为零 B．方向水平向右
C．方向水平向左D．无法判断大小和方向
【变式探究】
1.如图2－3－4所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为（ ）
A．2个 B．3个
C．4个D．5个
二、共点力的平衡问题
平衡问题是历年高考必考的考点，考查的方式有选择和计算等；
既可单独命题，也可与其他知识（如电场、磁场等）综合命题。
例2、如图2－3－5所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。
Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小。
若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则（ ）
A．Ff变小B．Ff不变
C．FN变小D．FN变大
【解题方法】
第一步：
抓信息关键点
关键点
信息获取
（1）OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动
两硬杆OO1、OO2产生的弹力一定沿杆的方向
（2）将两相同木块m紧压在竖直挡板上
两木块与挡板间的摩擦力和正压力的大小分别相等
（3）若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止
挡板与木块间的正压力改变时，静摩擦力不一定变化
第二步：
找解题突破口
（1）根据O点受力平衡，求出两杆OO1、OO2的弹力，并进一步求出杆对木块的作用力的水平分力和竖直分力。
（2）根据共点力的平衡特点，并利用正交分解法求出FN和Ff。
第三步：
条理作答
【点拨】
①选取研究对象：
根据题目要求，选取一个平衡体单个物体或系统，也可以是结点作为研究对象。
②画受力示意图：
对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。
③正交分解：
选取合适的方向建立直角坐标系，将所受各力正交分解。
4列方程求解：
根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论。
2.应注意的问题,
①物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。
②解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少。
物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法。
2．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN。
在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。
如图2－3－6所示是这个装置的纵截面图。
若用外力使MN保持竖直、缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。
在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．MN对Q的弹力逐渐减小
B．地面对P的摩擦力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先减小后增大
D．Q所受的合力逐渐增大
【突破平衡的临界极值问题】
1．临界问题
当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。
2．极值问题
平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。
3．解决极值问题和临界问题的方法
（1）物理分析方法：
根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值。
（2）数学方法：
通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系（或画出函数图象），用数学方法求极值（如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值）。
但利用数学方法求出极值后，一定要依据物理原理对该值的合理性及物理意义进行讨论或说明。
A的质量为2kg，两根轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体A上，在物体A上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F，相关几何关系如图2－3－7所示，θ＝60°
。
若要使两绳都能伸直，求拉力F的取值范围（g取10m/s2）。
（1）求解平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点。
（2）临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而是把某个物理量推向极端，即极大和极小，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论。
《受精作用》教学设计
1．知识目标：
模拟减数分裂过程中染色体的变化，加强对减数分裂的概念、减数分裂中染色体的规律性变化以及减数分裂和受精作用的意义的理解。
2．能力目标：
（1）生物绘图、识图能力
（2）形象思维能力（3）比较推理能力
3．情感目标：
激发、训练学生克服困难，认真钻研的素质。
通过模拟减数分裂过程中染色体的变化分析，使学生能够辩证地认识生命适应、进化等生命科学观点，通过分析有性生殖细胞种类的多样性及形成过程，形成生物界中多样性与共同性相统一的观点，树立辩证唯物主义的自然观。
【教学重点和难点】
重点：
配子中染色体组合的多样性；
受精作用的意义。
难点：
模拟减数分裂过程中染色体的变化。
【教学策略】
1.培养学生建构生物模型，并引导学生运用已建构的模型去探究推测生物实际发生的变化。
2.课堂同学动手、自己直观演示、小组内讨论等方法,突破难点知识。
3.把教材中减数分裂和受精作用内容整合成一体。
【教具准备】多媒体课件（精子的形成过程动画、卵细胞形成过程动画、受精过程动画和视频片断）
【学生课前准备】同座两人一小组合作完成。
1.准备不同颜色卡纸、不同颜色的绳子、双面胶、剪刀等材料。
2.在卡纸上上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，至少能容纳4条染色体。
画出中心体和纺锤体。
【课时安排】一课时
【教学过程】
教学内容和教师活动
学生活动
课堂反馈
一、新课导入
[教师]高等动物精子和卵细胞形成过程的内容我们已经学习过了，请学生找出精子、卵细胞形成过程的相同与不同处。
（演示一遍精子的形成过程动画、卵细胞形成过程动画）
[教师]进行有性生殖的生物首先要通过减数分裂产生精子和卵细胞，然后精、卵结合形成受精卵，再由受精卵发育成新个体。
对配子的进一步了解，有助于理解受精作用的实质。
[学生回答]相同点：
染色体复制一次，细胞连续分裂两次，最后形成的子细胞，其染色体数目和DNA分子数目也比原来减少了一半。
不同点：
每次分裂都形成一大一小两个细胞，小的叫极体，极体以后都要退化，只剩下一个卵细胞，而一个精原细胞是形成4个精子；
卵细胞形成后，不需要经过变形，而精子要经过变形才能形成。
小部分学生能够回答完全，大部分学生需要在观察、比较、总结的能力方面有待提高
[教师]大家来观看图片“一个猫家庭”。
问题：
几只小猫都是母猫一胎所生，为什么形态毛色各异？
说明什么问题？
[学生回答]可能的原因是亲代传递给子代（小猫）的配子（精子和卵细胞）染色体的组合不同。
说明一个猫家庭成员彼此之间各有相同和不同的遗传物质。
学生学习动机迅速进入活跃状态。
二、新课
（一）配子中染色体组合的多样性
模型建构——建立减数分裂中染色体变化的模型。
[教师]下面我们尝试建立减数分裂中染色体变化的模型。
基本方法和要求是：
同座两人两人利用课前准备的不同颜色卡纸、不同颜色的绳子、双面胶、剪刀等材料合作完成（提示：
用绳子做染色体的臂，绳子打结做成着丝点或用两种不同颜色的卡纸剪成染色体形态，用双面胶固定在背景卡纸上。
）同时需要注意模型的科学性和时间的控制
1、模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化。
步骤一：
用彩色绳子和卡纸等材料，在卡纸上画一个足够大的细胞的轮廓，在轮廓里做一个具有1对同源染色体（臂长为6cm）的初级性母细胞（四分体时期），并写出细胞名称；
步骤二：
讨论该细胞分裂（减I）过程染色体行为的变化，在细胞轮廓中做出相应的染色体，并写出细胞名称和所处时期；
减数第一次分裂染色体有哪些行为？
同源染色体什么时候分开？
精子和卵细胞在减数第一次分裂后期有什么不同？
[教师]引导学生比较分析评价作品。
[学生]用彩色绳子和卡纸等材料，在画好的细胞轮廓里做一个具有1对同源染色体（臂长为6cm）的初级性母细胞（四分体时期），并写出细胞名称；
[学生]讨论减数第一次分裂过程染色体行为的变化，在纸上上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，并写出细胞名称和所处时期；
通过实物投影或在讲台上展示自己的作品，其他同学进行评价。
有不少学生将两个姐妹染色单体用不同颜色绳子做成和同源染色体没有用不同颜色绳子区分的等情况。
明确同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期。
但有些学生作品完成不完整
步骤三：
在细胞轮廓中做出该细胞经减I分裂而成的2个子细胞中的染色体，并写出细胞名称；
染色体数目减半发生在什么时期？
经过减数第一次分裂的子细胞有无姐妹染色单体？
[学生]两人小组合作完成学案要求，通过实物投影或在讲台上展示自己的作品，其他同学进行评价、比较。
学生加深了对减数第一次分裂染色体行为变化的认识。
学生作品完成完整
步骤四：
在细胞轮廓中做出经减II分裂而成的4个子细胞中的染色体，并写出细胞名称；
减II过程中染色体有哪些行为？
形成的子细胞的名称是什么？
有无姐妹染色单体？
有多少种类型？
精子和卵细胞的形成过程有什么区别？
学生加深了对减数II分裂染色体行为变化的认识，能正确建立具有一对同源染色体的初级性母细胞通过减数分裂产生配子的染色体组合类型的行为模型和数学模型。
2、模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
步骤五：
在步骤一的细胞中加做1对同源染色体（臂长为3cm），并完成后面7个细胞因此而发生的变化；
减I的后期中同源染色体分离的同时，非同源染色体有什么行为？
经过减II形成的四个子细胞有多少种类型？
学生加深了对减数分裂过程中同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合行为变化的认识，建立具有两对或n对同源染色体的初级性母细胞通过减数分裂产生配子的染色体组合类型的行为模型和数学模型。
通过动手操作，极大调动学生学习的积极性、主动性，课堂气氛活跃。
3、建立的数学模型：
减数分裂过程中由于同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，形成的子细胞的类型情况表。
[学生]学生归纳完成
（二）受精作用
1.概念
受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程
（课件显示受精过程视频）
①为什么说同源染色体一个来自父方，一个来自母方？
②遗传物质存DNA在于细胞的什么部位？
③受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方,这种说法对吗？
为什么？
④受精卵中的DNA一半来自父方，一半来自母方，这种说法对吗？
⑤进行有性生殖的生物在繁殖时，如何保证前后代染色体数目的稳定？
[教师小结]受精卵中的DNA有的来自父方，有的来自母方，因此，由受精卵发育成的个体，具有双亲的遗传特性，具有更强的生活能力；
在减数分裂过程中，发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换，增加了配子的多样性，再加上受精时雌雄配子结合的随机性，大大提高了后代的变异性。
减数分裂和受精作用对于生物前后代染色体数目的恒定性，从而保证了遗传的稳定和物种的稳定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
[学生]观察受精的视频过程，交流讨论自己的观点并回答问题1——5
问题1——5由个别学生回答
[学生回答1]精子带有同源染色体其中的一条，卵细胞带有其中的另一条，受精后，这两条同源染色体到了一个细胞。
[学生回答2]细胞核、细胞质的线粒体、叶绿体
[学生回答3]对
[学生回答4]不对，卵细胞线粒体中有DNA
[学生回答5]减数分裂使染色体数目减半，受精作用使染色体数目又恢复到原来的数目，从而使生物前后代染色体数目保持恒定。
用视频展现受精的过程，极大激发学生学习的兴趣。
学生能够回答正确
三、总结扩展
练习反馈，查漏补缺，重视思维的横向与纵向发展
【练习】课本P25识图和作图技能训练；
P26练习题
【课外作业】优化设计练习册
大部分学生能够较好地识图和作图
【教学反思】
本节课应该说来是一节较为成功的活动课，较好地贯彻了新课标的理念，学生参与的积极性高，师生间的交流互动也较多，充分体现了学生主体、教师主导的作用。
教学过程中不仅顺利完成了减数分裂产生配子的染色体组合类型的行为模型和数学模型，而且培养学生的动手能力、发现能力、逻辑归纳能力，同时还运用现代多媒体教学等直观手段，动静结合，宏观与微观结合，化抽象为具体，形象生动，突出重点，化难为易。
这节课的顺利开展，最大的体会是对提问的处理和对学生活动的处理。
对提问的处理多数先采用了多媒体动画和视频创设情境的配合，直观且带有一定思维性，同时容易调动学生兴趣。
本节课有两个比较明显的学生活动，一是让学生模拟操作减数分裂中配子中染色体组合的多样性；
二是让学生展示作品并交流评价。
这些操作充分给予学生表现的空间、活动的空间、思维的空间，极大的调动了学生的求知欲和表现欲，同时也培养了识图和作图技能。
本节课有以下几点是值得进一步思考的：
1.本节课采用“模型建构”突破重点难点知识目标，而传统难点突破是依靠动态直观演示，抽象概括和大量训练等方法来解决。
本节课由以往的概括、理解、训练方法，改成小组合作动手、讨论，使不同层次的学生得到提高，但教材处理仍欠得当，课后觉得最好是将“染色体在减数分裂中的变化模型”前置，改变“验证性实验”成为“探究性实验”。
2.本节课放弃教材中使用的材料，大胆创新，选用彩色绳子作为染色体的臂、放弃橡皮泥作为建模材料，使建模的的可操作性大大增强。
但如果能够让学生课前自主选择建模材料，开放建模步骤，可能会大大增强学生的参与意识，激发学生变被动为主动。
模型建立的选材由“彩色绳子”可改为“细电线”也能非常形象代表“染色质”和“染色体”，更重要是方便学生重复模拟。
3.
教材中关于减数分裂的描述不适用于高等植物，高等植物精子、卵细胞的形成过程复杂，是否展开讲解，我认为可以根据课时和学生接受能力等情况确定。
必须指出，高等植物的减数分裂有其特殊性，但凡是进行有性生殖的生物，在其生活史的某一阶段都要发生减数分裂，这样避免学生形成错误概念。
另外我发现学生较难理解关于同源染色体“一条来自父方，一条来自母方”的含义。
这是由于学生对于从受精作用形成受精卵，到形成新个体的发育过程及其细胞学基础不十分了解。
因此，在首次讲到这一概念时，我仅强调“形状、大小一般相同”；
在讲受精作用后再来说明，受精过程形成受精卵，其中形状大小相同的两条染色体，一条来自父方（精子），一条来自母方（卵细胞），是一对同源染色体，再强调体细胞是受精卵经过有丝分裂形成的，每个体细胞中染色体的情况与受精卵完全相同，体细胞中有成对的同源染色体。
4.
关于教学评价从以下方面操作：
课堂教学活动与内容评价
1.
教师考查学生是否预习和是否调动学生积极主动地参与学习活动。
2.
学生能否欣赏别人的作品，并在交流中获益。
3.学生能否较好掌握所学知识。
课堂训练与
课外作业评价
采用定量和定性相结合的评价方式
1.对学生合理的回答给予肯定；
对具有创造性设计给予充分肯定和表扬。
2.课外作业采用等级方式记分。
学习方法指导
2.采用多元化的学习，发挥学生潜能，帮助学生增强学习自信心。
5.实际教学中需要让学生掌握好知识目标，同时又要兼顾体现新课程特点去培养学生科学的方法和体验科学过程培养正确的情感价值观，教学中往往难以同时做到，常常顾此失彼。
摸索一条切实可行的实际课堂教学模式是仍需探讨的。
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