教科版高中物理必修一41共點力作用下物體的平衡教案教學設計

1、第四章物體的平衡1共點力作用下物體的平衡目標定位1.知道物體的平衡狀態(tài).2.掌握共點力作用下的物體的平衡條件.3.會用共點力的平衡條件解決有關平衡問題.h預習導學J梳理+識記+點撥一、共點力作用下物體的平衡狀態(tài)物體在共點力的作用下，保持靜止或做勻速直線運動，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài).二、共點力作用下物體的平衡條件.平衡條件：要使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上的力必須滿足一定的條件,這個條件 叫平衡條件.共點力作用下物體的平衡條件是：F合=0.作用在物體上的幾個力的合力為零，必做力的平衡.當物體受到多個共點力(在同一平面內)的作用時，可用正交分解的方法,將各個力沿選 定的直角坐標分解，如沿x

2、軸方向的合力為零， 沿y軸方向的合力也為零，則物體處于平衡狀態(tài)，平衡條件可寫成 Fx合=0, Fy合=0.想一想：處于平衡狀態(tài)的物體的加速度和所受合外力具有什么特點？答案 處于平衡狀態(tài)的物體速度不發(fā)生變化(v=0或v=常數(shù))，加速度為0;因為a=0,根據牛頓第二定律知，F(xiàn)合=0.夕課堂講義理解,深化探究一、共點力及其平衡.平衡狀態(tài)：物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，我們說這個物體處于“平衡狀態(tài)”.平衡條件：合外力等于0,即F合=0.推論(1)若物體在兩個力作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個力一定等大、反向，是一對平衡力.(2)若物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，則任意兩個力的合力與第三

3、個力等大、反向.(3)若物體在n個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中任意(n 1)個力的合力必定與第 n個 力等大、反向.（4）三個分力的合力大小范圍的確定最大值：當三個力同向時，合力 F最大，F(xiàn)max= F+F2+F3.最小值：a.若其中兩個較小分力之和（F1+ F2）大于等于第三個分力 F3時，合力的最小值為 零，即Fnin=0；b.若其中兩個較小分力之和 （F1+F2） VF3時，合力的最小值 Fmin=F3 （Fl+ F2）. 合力的取值范圍 FminW FW Fmax.【例1】下列物體中處于平衡狀態(tài)的是（）A.靜止在粗糙斜面上的物體B.沿光滑斜面下滑的物體C.在平直路面上勻速行駛的汽車

4、D.做自由落體運動的物體在剛開始下落的瞬間解析在共點力的作用下，物體如果處于平衡狀態(tài)，則該物體必同時具有以下兩個特點：從運動狀態(tài)來說，物體保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)，加速度為零；從受力情況來說，合外力為零.物體在某一時刻的速度為零，并不等同于這個物體保持靜止，如果物體所受的合外力不為零，它的運動狀態(tài)就要發(fā)生變化，在下一個瞬間就不是靜止的了，所以物體是否處于平衡狀態(tài)要由物體所受的合外力和加速度判斷，而不能認為物體某一時刻速度為零，就是處于平衡狀態(tài)，本題的正確選項應為A C.答案 AC【例2 已知一個物體受到 100個力的作用處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)把其中一個大小為8 N的力轉過90度，其余的力不變，求

5、此時物體的合力.解析 物體受到100個力的作用而處于靜止狀態(tài)時，合力為零，其中一個大小為8 N的力與其余99個力的合力大小相等，方向相反，即99個力的合力大小為 8 N,方向與8 N的力相反.將8 N的力的方向轉過 90時，與其余99個力的合力的夾角為 90 ,根據平行四邊形 定則得到，物體的合力為F合=8娘N.答案 8 2 N【例3同一物體在下列幾組共點力作用下可能處于靜止狀態(tài)的是（）A. 3 N、4 N、5 NB. 3 N、5 N、9 NC. 4 N、6 N、11 ND. 5 N、6 N、12 N解析 處于靜止狀態(tài)的物體所受到的合力為零， 根據三個共點力的合力范圍可知： 3 N、4 N 5

6、 N的合力范圍是 0WF合W12 N,故A可能；3 N、5 N、9 N的合力范圍是1 N F合W17 N, 故B不可能；4 N、6 N、11 N的合力范圍是 1 NWF合W21 N,故C不可能；5 N、6 N、12 N 的合力范圍是1 Nin30 + Ff, Fn= mgcos30 .5/3 N ,方向垂直于斜面向上.一般不選擇合成法，而是選擇正解得：Ff=1 N, Fn=5，3 N,方向垂直于斜面向上.答案 摩擦力大小為1 N,方向沿斜面向下；支持力大小為借題發(fā)揮 1.解物體在三個以上共點力作用下的平衡問題，交分解法，既方便又不易出錯.2.正交分解形式的平衡問題，若涉及有滑動摩擦力的一般有三

7、個方程：一是F=0,二是Fy = 0,三是f =科N聲對點練習 /鞏固，座用+反饋共點力作用下物體的平衡1.關于物體的平衡，下列說法正確的是 （ ） A.如果物體所受合力等于零，則一定處于靜止狀態(tài)B.如果物體所受合力等于零，則一定處于勻速直線運動狀態(tài)C.只要物體速度等于零，物體就處于平衡狀態(tài)D.如果物體受到共點力作用而處于平衡狀態(tài)，則合外力一定為零解析 物體所受合力等于零，則物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，因此，A、B均錯；物體速度為零時，合力可能不為零，如豎直上拋物體到達最高點的瞬間，故C錯.答案 D利用直角三角形法解平衡問題（2013四川綿陽期末）某同學為體驗所學知識，做了如圖413所

8、示的實驗.他讓鉛筆保持水平，鉛筆尖B頂在手心，手掌保持豎直，用細線OA勺A端系在手指頭上，另一端 O與鉛筆頭相連并打結，用細線 OC的O端與鉛筆頭相連并打結，C端連接一鉤碼.兩細線與鉛筆都處于同一豎直平面上，A B在同一豎直線上，整個裝置都處于靜止狀態(tài).已知AO= 20 cm,BO= 16 cm,忽略細線和鉛筆的質量，鉤碼質量m= 90 g , g=10 m/s 2.則鉛筆尖對手心的壓力大小是（）圖413A. 0.9 N B .1.2 N C . 1.6 N D . 2.0 N解析結點受到繩子OCO下的拉力和繩子 AO的拉力、桿子的作用力，如圖.Tc= mg 根據合成法，結合幾何知識得：F=

9、., cos 0 =右 =.tan u20 5故。=37 ,故 F=;-=1.2 N. tan 37答案 B利用正交分解法求解物體的平衡問題如圖414所示.一個與豎直方向間夾角a =30的斜向推力 F能使一塊重 G= 100 N的物體貼著光滑的豎直墻面勻速上行，則推力F大小為多大？此時墻受到的壓力N大小為多大？圖414解析 以A為研究對象，受力如圖所示，建立直角坐標系,由平衡條件知：N= Fsin 30 Fcos 30 = G聯(lián)立得 F= 115.5 N , N= 57.7 N ;由牛頓第三定律知墻受到的壓力大小是M = N= 57.7 N.答案 115.5 N 57.7 N（2013北京西城區(qū)期末）如圖415所示，質量為 m的物體在恒力F作用下，沿水平天花板向右做勻速直線運動.力 F與水平方向夾角為 0 ,重力加速度為g.則物體與天花板間的動 摩擦因數(shù)科=圖415解析 對物體受力分析，將推