共点力的平衡条件学案.docx
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1、共点力的平衡条件学案物理教案共点力平衡条件的应用 教学目标学问目标1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态2、驾驭共点力的平衡条件3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题 实力目标1、培育学生应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的实力2、培育学生全面分析问题的实力和推理实力 情感目标1、教会学生用辨证观点看问题,体会团结帮助 典型例题 关于斜面物体的摩擦力的两种分析方法以及拓展 例1如图,一物块静止在倾角为37的斜面上,物块的重力为20N,请分析物块受力并求其大小 分析:物块受竖直向下的重力,斜面给物块的垂直斜面对上的支持力,斜面给物块的沿斜面对上的静摩擦力 解: 1、方法1用
2、合成法 (1)合成支持力和静摩擦力,其合力的方向竖直向上,大小与物块重力大小相等; (2)合成重力和支持力,其合力的方向沿斜面对下,大小与斜面给物块的沿斜面对上的静摩擦力的大小相等; (3)合成斜面给物块的沿斜面对上的静摩擦力和重力,其合力的方向垂直斜面对下,大小与斜面给物块的垂直斜面对上的支持力的大小相等 合成法的讲解要留意合力的方向的确定是唯一的,这有共点力平衡条件确定,关于这一点肯定要与学生共同分析说明清晰 2、方法2用分解法 理论上物块受的每一个力都可分解,但实际解题时要依据实际受力状况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简洁易于计算),本题正交分解物块所受的重力,
3、利用平衡条件,列方程较为简便 为了学生能真正驾驭物体的受力分析实力,要求学生全面分析运用力的合成法和力的分解法,要有肯定数量的训练 方法2的拓展1:一物块静止在倾角为的斜面上,物块的重力为,请分析物块受力并分析当倾角渐渐减小到零的过程其大小的改变状况 解:依题意用分解法将物块受的重力正交分解,利用,的平衡条件,得斜面给物块的垂直斜面对上的支持力的大小为, 斜面给物块的沿斜面对上的静摩擦力的大小 物块受的重力是不变的(关于这一点学生特别清晰),依据数学的学问的分析可以知道当倾角渐渐减小到零的过程, 渐渐增大,最终等于物块的重力; 渐渐减小,最终等于零 适当的时候,提示学生分析的方法和结论;提示学
4、生极限法的应用,即倾角等于零时的极限状况下分析题目 方法2的拓展2:一物块放在倾角为的斜面上,物块的重力为,斜面与物块的动摩擦因数为,请分析物块受力的方向并分析当倾角渐渐由零增大到90的过程,物块对斜面的压力受到的摩擦力其大小的改变状况 分析物块受力:时,只受两个力重力和斜面给的支持力,此时没有摩擦力; 时,物块只受一个力,物块的重力(此亦为极限法处理) 借此,和学生一起分析,可知物块的运动状态是改变的,既起先时物块静止在斜面上,这时物块受三个力 物块的重力,斜面给物块的支持力和斜面给物块的静摩擦力 在斜面给物块的静摩擦力等于物块的下滑力时,物块起先滑动,此时物块照旧受三个力,物块的重力,斜面
5、给物块的支持力和斜面给物块的滑动摩擦力物块处于加速运动状态(这里学习应用了运动性质的分段处理方法)在此基础上分析每个力的大小改变状况(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解) 重力大小不变;斜面给物块的支持力的大小渐渐减小;斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小 利用正交分解分析物体的受力状况 例2质量为的物体,用水平细绳拉着,静止在倾角为的光滑固定斜面上,求物体对斜面的压力的大小如图所示 解:解决力学问题首先对(探讨对象)物体进行受力分析,物体在斜面上受三个力:重力、支持力、绳的拉力以作用点为原点建立如图所示的平面直角坐标系 由平衡条件即,(找准边角关系)可得: 由此得到斜对物体的垂直
6、作用力为: 由牛顿第三定律(作用力和反作用力的关系)可知: 物体对斜面的压力的大小为: 探究活动作图法 依据力的平行四边形定则,利用直尺(一般常用的是毫米刻度尺)去求几个力的合力或去求合力的某一个分力利用作图法解决共点力作用下物体的平衡问题,虽然此种方法简洁、直观、便利,但由于在利用作图法过程中误差的存在(包括作图误差、视图误差、测量误差等)不行避开,得到的结果太粗糙因此,我们在解题时一般不用作图法而只是在探讨力的改变规律及相互关系时运用题1验证两个分力和合力的关系遵从平行四边形定则题2探讨随着两个共点力大小及夹角发生改变时合力的改变规律上面两个例题请同学们自己用直尺动手作一下实地的探讨 第四
7、章物体的平衡(二、共点力平衡条件的应用)第四章物体的平衡(二、共点力平衡条件的应用) 教学目标: 一学问目标 1能用共点力的平衡条件,解决有关力的平衡问题; 2进一步学习受力分析,正交分解等方法。 二实力目标: 学会运用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法,培育学生敏捷分析和解决问题的实力。 三德育目标: 培育学生明确详细问题详细分析: 教学重点: 共点力平衡条件的应用 教学难点: 受力分析、正交分解、共点力平衡条件的综合应用。 教学方法: 讲练法、归纳法 教学用具: 投影仪、投影片 教学步骤: 一导入新课 1用同应片出示复合题: (1)假如一个物体能够保持或,我们就说物体处于平
8、衡状态。 (2)当物体处于平衡状态时: a:物体所受各个力的合力等于,这就是物体在共点力作用下的平衡条件。 b:它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是。 2学生回答问题后,师进行评价和订正。 3引入:本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题。 二新课教学 (一)用投影片出示本节课的学习目标: 1娴熟运用共点力的平衡条件,解决平衡状态下有关力的计算。 2进一步娴熟受力分析的方法。 (二)学习目标完成过程: 1共点力作用下物体的平衡条件的应用举例: (1)用投影片出示例题1: 如图所示:细线的一端固定于A点,线的中点挂一质量为m的物体,另一端B用手拉住,当AO与竖直方向成角,OB沿
9、水平方向时,AO及BO对O点的拉力分别是多大? (2)师解析本题: 先以物体m为探讨对象,它受到两个力,即重力和悬线的拉力,因为物体处于平衡状态,所以悬线中的拉力大小为Fmg。 再取O点为探讨对像,该点受三个力的作用,即AO对O点的拉力F1,BO对O点的拉力F2,悬线对O点的拉力F,如图所示: a:用力的分解法求解: 将Fmg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 建立平面直角坐标系 由Fx合=0;及Fy合=0得到: 解得: 2结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤: (1)确定探讨对象 (2)对探讨对象进行受力分析,并画受力图; (3)据物体的受力和已知条件,
10、采纳力的合成、分解、图解、正交分解法,确定解题方法; (4)解方程,进行探讨和计算。 3学生用上述方法求解课本上例1,并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析。 4讲解有关斜面问题的处理方法: (1)学生阅读课本例2,并审题; (2)分析本题; a:定物体A为探讨对于; b:对物体A进行受力分析。 物体A共受四个力的作用:竖直向下的重力G,水平向右的力F1,垂直于斜面斜向上方的支持力F2,平行于斜面对上的滑动摩擦里F3,其中G和F1是已知的,由滑动摩擦定律F3uF2可知,求得F2和F3,就可以求出u。 c:画出物体的受力图: d:本题采纳正交分解法: 对于斜面,常取平行于斜面的方向为x轴,垂直于
11、斜面的方向为y轴,将力沿这两个方向分解,应用平衡条件求解: e:用投影片展示本题的解题过程: 解:取平行于斜面的方向为x轴,垂直于斜面的方向为y轴,分别在这两个方向上应用平衡条件求解,由平衡条件可知,在这两个方向深的合力Fx合和Fy合应分别等于零,即 5巩固训练: 如图所示:重为G10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为30o的光滑斜面上,已知挡板也是光滑的,求: (1)挡板对小球弹力的大小; (2)斜面对小球弹力的大小。 三小结 本节课我们主要学习了以下几点: 1应用共点力平衡条件解题时常用的方法-力的合成法、力的分解法、正交分解法 2解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤: (1)定探讨对象
12、; (2)对所选探讨对象进行受力分析,并画出受力示意图 (3)分析探讨对象是否处于平衡状态; (4)运用平衡条件,选用适当方法,列出平衡方程求解。 四作业 平衡条件的应用 平衡条件的应用本章本节概述本章讲解并描述有关力的基本学问,包括了以后学习的动力学和静力学所必需的预备学问,基础性和预备性仍旧是本章的特点。力学平衡状态是比较常见的力学状态,探讨物体力学平衡状态的种类,保持平衡状态的条件,是本章的主要任务。物体的力学状态与物体的受力状况紧密联系。探讨物体的平衡状态,归根结底就是探讨物体的受力状况、探讨物体保持平衡状态的受力条件。力的平衡要有正确的思路:首先确定探讨对象,其次是正确分析物体的受力
13、,然后依据平衡条件列方程求解。对于比较简洁的问题,可以用直角三角形的学问求解,对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解。教学设计教学目标:1.能用共点力的平衡条件,解决有关力的平衡问题;2.进一步学习受力分析,正交分解等方法。3.学会运用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法,培育敏捷分析和解决问题的实力。教学重点:共点力平衡条件的应用。教学难点:受力分析,正交分解法,共点力平衡条件的应用。教学方法:以题引法,讲练法,启发诱导,归纳法。课时支配:12课时教学过程: 解共点力平衡问题的一般步骤:一、复习导入:复习(1)假如一个物体能够保持静止或匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状
14、态。(2)当物体处于平衡状态时a:物体所受各个力的合力等于0,这就是物体在共点力作用下的平衡条件。b:它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。老师归纳:平衡状态:匀速直线运动状态,或保持静止状态。平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。即F合0以力的作用点为坐标原点,建立直角坐标系,则平衡条件又可表示为:Fx0Fy0二、新课教学:例题1如图,一物块静止在倾角为37的斜面上,物块的重力为20N,请分析物块受力并求其大小分析:物块受竖直向下的重力G,斜面给物块的垂直斜面对上的支持力N,斜面给物块的沿斜面对上的静摩擦力f解:方法1用合成法(1)合
15、成支持力N和静摩擦力f,其合力的方向竖直向上,大小与物块重力大小相等;(2)合成重力G和支持力N,其合力的方向沿斜面对下,大小与斜面给物块的沿斜面对上的静摩擦力f的大小相等;(3)合成斜面给物块的沿斜面对上的静摩擦力f和重力G,其合力的方向垂直斜面对下,大小与斜面给物块的垂直斜面对上的支持力N的大小相等合成法的讲解要留意合力的方向的确定是唯一的,这有共点力平衡条件确定,关于这一点肯定要与学生共同分析说明清晰(三力平衡:随意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反)方法2用分解法理论上物块受的每一个力都可分解,但实际解题时要依据实际受力状况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确
16、简洁易于计算),本题正交分解物块所受的重力,利用平衡条件,列方程较为简便(为了学生能真正驾驭物体的受力分析实力,要求学生全面分析运用力的合成法和力的分解法,要有肯定数量的训练)总结:解共点力平衡问题的一般步骤:1、选取探讨对象。2、对所选取的探讨对象进行受力分析,并画出受力图。3、对探讨对象所受力进行处理,选择适当的方法:合成法、分解法、正交分解法等。4、建立适当的平衡方程。5、对方程求解,必要时须要进行探讨。拓展1:一物块静止在倾角为的斜面上,物块的重力为G,请分析物块受力并分析当倾角渐渐减小到零的过程其大小的改变状况解:依题意用分解法将物块受的重力G正交分解,利用,的平衡条件,得斜面给物块
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- 共点力 平衡 条件
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