教学目标:
一、知识目标
1、知道什么是共点力作用下物体的平衡状态;
2、掌握共点力的平衡条件。
二、能力目标:
通过观察三个共点力平衡的演示实验,推出共点力作用下物体的平衡条件,培养学生的观察能力,分析推理能力。
三、德育目标
通过共点力平衡条件的得出过程,培养学生理论联系实际的观点。
教学重点
1:共点力作用下物体的平衡状态。
2:共点力的平衡条件。
教学难点:
共点力的平衡条件。
教学方法:
实验法、归纳法、讲练法
教学用具:
演示物体一个,弹簧秤三个
教学步骤:
一、导入新课:
生活中的物体有的处于平衡状态,有的处于非平衡状态;其中物体的平衡状态比较常见,而且很有实际意义。那么:什么是物体的平衡状态,物体在什么条件下才能处于平衡状态呢?本章我们就来学习这方面的问题。本节课我们就来学习共点力的平衡条件。
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
1:了解共点力作用下物体平衡的概念;
2:理解共点力的平衡条件。
(二)学习目标完成过程:
1:共点力作用下物体的平衡状态。
(1)复习什么是共点力:
几个力都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力就叫做共点力。
(2)介绍物体在共点力作用下的平衡状态。
a:一个物体在共点力的作用下,如果保持静止或者做匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。
b:请学生举例:哪些物体属于在共点力作用处于平衡状态。
c:同学们刚才举的例子中,有的物体在两个力作用下处于平衡,有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么,在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢?
2:共点力作用下物体的平衡条件
(1)理论推导:
从牛顿第二定律知道:当物体所受合力为零时,加速度为零,物体将保持静止或者做匀速直线运动,即物体处于平衡状态,所以:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
即F合=0
(2)平衡条件的实验验证:
a:请三位同学把三个弹簧秤的挂钩挂到同一个物体,分别向三个方向弹簧秤,记下弹簧秤的示数和方向。
注意:用力不能太大,以免超出弹性限度。
b:请同志们按各力的大小和方向作出力的图示,根据力的平行四边形法则,求出三个力的合力。
c:请几位同学说明作图得到的结果:
这三个力的合力为零(在误差范围内);
任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
三、巩固训练:
(1)一个物体在共点力的作用下处于平衡状态,那么这个物体一定保持。
(2)在共点力作用下物体的平衡条件是,此时物体的加速度等于。
(3)下列关于质点处于平衡状态的论述,正确的是。
A:质点一定不受力的作用;
B:质点一定没有加速度;
c:质点一定没有速度;
d:质点一定保持静止。
(4)要使物体保持平衡状态,作用在物体上的力必须满足一定的条件,这个条件就叫做。
四、小结
1:本节课我们学习了共点力的平衡条件是F合=0;
2:平衡状态的二个特征是:
①a=0;
②速度v恒定;
3、物体所受的合力为零,在正交分解时常采用:
①Fx合=0;②Fy合=0
五、作业
一个物体受到五个共点力F1、F2、F3、F4、F5的作用,处于平平衡。
1:如果将F3撤去,而其他力保持不变,则F1、F2、F4、F5的合力是多大?方向如何?
2:如果将F2、F5两个力撤去,而其余力保持不变,则F1、F3、F4的合力在什么范围内?
六、板书设计:
共点力作用下物体的平衡
【知识要点】
一、共点力
几个力作用于一点或几个力的作用线交于一点,这几个力称为共点力。
二、物体的平衡状态
包括静止(速度和加速度都等于零的状态)、匀速运动、匀速转动三种
三、共点力作用下的物体的平衡
1.条件:物体所受各力的合力为零。即F合=0
2.若物体只受两个力作用处于平衡状态,这两个力叫一对平衡力。
3.若物体受三个力的作用处于平衡状态,则可根据任意两个力的合力同第三个力等大反向,作出平行四边形,若平行四边形中有直角三角形,可根据函数关系或勾股定理列方程;若平行四边形中没有直角三角形,可根据正弦定理或相似三角形的相似边成正比等列方程。
第四课时共点力作用下物体的平衡
【教学要求】
1.了解共点力作用下物体平衡的概念,知道共点力作用下物体的平衡条件,并用来计算有关平衡的问题。(不要求解决复杂连接体的平衡问题)
2.用共点力平衡的条件解释生活中的有关问题。
【知识再现】
一、平衡状态、平衡力
物体在几个力作用下处于静止或匀速直线运动状态,叫做平衡状态,这几个力互相叫做平衡力(或其中一个力叫其余几个力的平衡力)
二、物体的平衡条件
共点力作用下平衡条件:
1、合外力为零,即:∑F=0或∑Fx=0∑Fy=0
2、共点力平衡的几何条件:
根据共点力作用下物体的平衡条件和力的合成的多边形定则可知,共点力平衡的几何条件是:各力首尾相接自行构成封闭的力多边形
议一议:物体的速度为零和物体处于平衡状态是一回事吗?为什么?
知识点一平衡状态和平衡条件
下列情况可作平衡来处理:(1)静止:v=0,a=0;(2)匀速直线运动:v=恒量,a=0;(3)匀速转动:ω=恒量。
【应用1】(合肥市2007年教学质量检测一)在下列运动状态下,物体处于平衡状态的有()
A.蹦床运动员上升到最高点时
B.秋千摆到最低点时
C.相对静止于水平匀速运动的传送带上的货物
D.宇航员费俊龙、聂海胜乘坐“神舟”六号进入轨道做圆周运动时
导示:选择C。物体处于平衡状态时所受的合力为零。
知识点二物体的平衡条件的推论
共点力作用下物体的平衡条件的推论:
1、物体受两个共点力作用平衡,这两个力必大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
2、物体受三个共点力作用平衡,则三个力的作用线必相交于同一点。其中任意两个力的合力,一定与第三个力等值反向。
3、三个以上力依次类推,而且三个以上的力最终都可归结为三个力的平衡。所以,三个力平衡在共点力作用下物体的平衡问题中具有典型性。
4、一个物体受三个共点力而平衡,若其中第一个力为恒力,第二个力方向不变,第三个力大小、方向都改变,则当第三个力与第二个力垂直时最小。
【应用2】(08孝感一中届高三期中检测)如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的()
A、F1B、F2
C、F3D、F4
导示:选择BC。
小球处于静止状态,受到竖直向下的重力、沿绳向上的拉力和力F作用,合力为零,根据三力平衡条件知,力F作用的区域在AC的右方、OD的上方。F2、F3符合条件。
类型一平衡条件的应用问题
【例1】(08孝感一中届高三期中检测)如图所示,要在客厅里挂一幅质量m=1.2kg的画(含画框),
已知画框背面有两个相距l=0.8m、位置固定的挂钩。现将轻质细绳的两端分别固定在两个挂钩上,把画对称地挂在插入竖直墙壁的光滑钉子上,挂好后整条细绳呈绷紧状态。若细绳能够承受的最大拉力为Fmax=10N,g取10m/s2,要使细绳不被拉断,求细绳的最小长度。
导示;画(含画框)受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态,当时,对应于细绳不被拉断的最小长度x;作细绳拉力的合力F合(见图),
由平衡条件有:
由相似三角形的相似比有
代入数据解得x=1m。
本题的关键是正确对研究对角进行受力分析,灵活运用平衡条件和数学中三角形有关知识进行求解。
类型二临界极值问题
【例2】(08孝感一中届高三期中检测)如图所示,某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进,已知箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,拉力F1与水平面夹角为θ=45°,g=10m/s2。求:
(1)绳子的拉力F1为多少?
(2)该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进?如果能,请求出拉力的最小值。若不能,请说明理由。
导示;(1)对该同学进行受力分析,由平衡条件得:F1cos45°=μ(mg-F1sin45°);
所以,F1=μmgcos45°+μsin45°=1002N;
(2)设拉力与水平方向夹角为θ,则
Fcosθ=μ(mg-Fsinθ);F=μmgcosθ+μsinθ;
当θ=arctanμ时,F有最小值,其值为:
Fmin=μmg1+μ2=605N。
本题的关键是求cosθ+μsinθ的极值,难度较大,希引起注意。
类型三辨析题
【例3】.(08孝感一中届高三期中检测)在倾角为α的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角为β的力拉住,使整个装置处于静止状态,如图所示。不计一切摩擦,圆柱体质量为m,求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力N的大小。
某同学分析过程如下:
将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解。
沿斜面方向:Fcosβ=mgsinα
沿垂直于斜面方向:Fsinβ+N=mgcosα
问:你同意上述分析过程吗?若同意,按照这种分析方法求出F及N的大小;若不同意,指明错误之处并求出你认为正确的结果。
导示:不同意。因为平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用,该同学没有考虑。
(1)式应改为:Fcosb+F=mgsina
由上式得F=mgsina1+cosb
所以,N=mgcosa-Fsinb
=mgcosa-mgsinbsina1+cosb
类型四实际问题分析
【例4】我国第一座跨度超千米的特大悬索桥在江阴正式通车.该桥主跨为1385m,桥全长3071m,桥下通航高度为50m,两岸的桥塔高196m横跨长江南北两岸的两根主缆绕过桥塔顶鞍座,由南北锚旋固定,整个桥面和主缆的4.8万吨重量都悬在这两根主缆上.为计算方便起见,其整体结构可简化为如图所示,每根主缆的张力约为()
A、2.4×108NB、6×108N
C、1.2×l09ND、2.4×109N
【解析】选择B。对大桥进行受力分析(如图),
图甲中大桥受整个桥面和主缆的总重力以及四段钢索的拉力,这些力的合力为零,大桥处于静止的平衡状态.这些力可等效为平面共点力系,设其延长线相交于O点,其受力如图乙所示.设总重力为G(4.8×108N),四段钢缆每段拉力均为F,则由相似三角形关系:
解得F=5.8×108N.故选项B正确.
1、(无锡市08届高三基础测试)如图所示,A与B两个物体用轻绳相连后,跨过无摩擦的定滑轮,A物体在Q位置时处于静止状态,若将A物体移到P位置,仍然能够处于静止状态,则A物体由Q移到P后,作用于A物体上的力中增大的是()
A.地面对A的摩擦力B.地面对A的支持力
C.绳子对A的拉力
D.A受到的重力
2、如图示,用光滑的粗铁丝做成一直角三角形,BC边水平,AC边竖直,∠ABC=β,AB及AC两边上分别套有细线系着的铜环M、N,当它们静止时,细线跟AB所成的角θ的大小为(细线长度小于BC)()
A.θ=β
B.θπ/2
C.θβ
D.βθπ/2
3.(镇江市08届高三教学情况调查)如图物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上,则关于A受力的个数,下列说法中正确的是()
A、A一定是受两个力作用
B、A一定是受四个力作用
C、A可能受三个力作用
D、A不是受两个力作用就是受四个力作用
4、(08孝感一中届高三期中检测)如图所示,整个装置处于静止状态,A、B两球由一根跨过定滑轮的轻绳相连接,A为一带孔小球,穿在光滑固定的竖直杆OD上,且A球与斜面不接触,B与斜面的接触面光滑,C处滑轮摩擦不计,C、B之间的绳与竖直方向成300角,C、A之间的绳与斜面平行,斜面倾角为300,则A、B两球的质量比为()
A、B、1C、D、
5、(无锡市08届高三基础测试)如图所示,质量为m、顶角为α的直角劈和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面问,处于静止状态.若不计一切摩擦,求:
(1)水平面对正方体的弹力大小;
(2)墙面对正方体的弹力大小。
答案:1、AB2、D3、D4、C
5、(1)(M+m)g(2)mg/tanα
教学目标:
一知识目标
1.知道什么是共点力作用下物体的平衡状态;
2.掌握共点力的平衡条件。
二能力目标:
通过观察三个共点力平衡的演示实验,推出共点力作用下物体的平衡条件,培养学生的观察能力,分析推理能力。
三德育目标
通过共点力平衡条件的得出过程,培养学生理论联系实际的观点。
教学重点
1.共点力作用下物体的平衡状态。
2.共点力的平衡条件。
教学难点:
共点力的平衡条件。
教学方法:
实验法、归纳法、讲练法
教学用具:
演示物体一个,弹簧秤三个
教学步骤:
一导入新课:
生活中的物体有的处于平衡状态,有的处于非平衡状态;其中物体的平衡状态比较常见,而且很有实际意义。那么:什么是物体的平衡状态,物体在什么条件下才能处于平衡状态呢?本章我们就来学习这方面的问题。本节课我们就来学习共点力的平衡条件。
二新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
1.了解共点力作用下物体平衡的概念;
2.理解共点力的平衡条件。
(二)学习目标完成过程:
1.共点力作用下物体的平衡状态。
(1)复习什么是共点力:
几个力都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力就叫做共点力。
(2)介绍物体在共点力作用下的平衡状态。
a:一个物体在共点力的作用下,如果保持静止或者做匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。
b:请学生举例:哪些物体属于在共点力作用处于平衡状态。
c:同学们刚才举的例子中,有的物体在两个力作用下处于平衡,有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么,在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢?
2.共点力作用下物体的平衡条件
(1)理论推导:
从牛顿第二定律知道:当物体所受合力为零时,加速度为零,物体将保持静止或者做匀速直线运动,即物体处于平衡状态,所以:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
即F合=0
(2)平衡条件的实验验证:
a:请三位同学把三个弹簧秤的挂钩挂到同一个物体,分别向三个方向弹簧秤,记下弹簧秤的示数和方向。
注意:用力不能太大,以免超出弹性限度。
b:请同学们按各力的大小和方向作出力的图示,根据力的平行四边形法则,求出三个力的合力。
c:请几位同学说明作图得到的结果:
这三个力的合力为零(在误差范围内);
任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
三巩固训练:
(1)一个物体在共点力的作用下处于平衡状态,那么这个物体一定保持。
(2)在共点力作用下物体的平衡条件是,此时物体的加速度等于。
(3)下列关于质点处于平衡状态的论述,正确的是。
A:质点一定不受力的作用;
B:质点一定没有加速度;
c:质点一定没有速度;
d:质点一定保持静止。
(4)要使物体保持平衡状态,作用在物体上的力必须满足一定的条件,这个条件就叫做。
四小结
1.本节课我们学习了共点力的平衡条件是F合=0;
2.平衡状态的二个特征是:
①a=0;
②速度v恒定;
3.物体所受的合力为零,在正交分解时常采用:
①Fx合=0;②Fy合=0
五作业
文章来源:http://m.jab88.com/j/108415.html
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