《平衡条件的应用》教案（2）(1).doc

第四节 平衡条件的应用从容说课力的平衡要有正确的思路：首先确定研究对象，其次是正确分析物体的受力，然后根据平衡条件列方程求解.对于比较简单的问题，可以用直角三角形的知识求解，对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解.三维目标知识与技能1.知道共点力作用下物体的平衡概念.2.掌握在共点力作用下物体的平衡条件.3.知道如何用实验验证共点力作用下的物体的平衡条件.4.应用共点力的平衡条件解决具体问题.过程与方法1.正确判断物体的运动状态，培养学生的观察和鉴别能力.2.进一步培养学生分析物体受力的能力.3.应用平衡条件解决实际问题的能力.情感态度与价值观1.了解运动和静止的相对性，培养学生的辩证唯物主义观点.2.通过对周围处于静止状态的物体的观察和实验，总结出力的平衡条件，再用这个理论来解决和处理实际问题，使学生树立正确的认识观. 通过对物体受力分析图的绘画，使学生了解到物理学中的对称美.教学设计教学重点 1.共点力的平衡条件.2.熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算.3.进一步熟练受力分析的方法.教学难点 1.物体的受力分析.2.物体在什么条件下，可以认为是受到共点力作用？3.物体受到三个不在一条直线上的力作用而处于平衡状态时，这三个力一定共点.教具准备 投影仪、投影片.课时安排 1课时教学过程导入新课式1.用投影片出示复合题：(1)如果一个物体能够保持_或_，我们就说物体处于平衡状态 (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，教师进行评价和纠正.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.推进新课1.共点力作用下物体的平衡条件的应用举例：用投影片出示例题1：例题剖析1如图5-4-1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沿水平方向时，ao及bo对o点的拉力分别是多大？图5-4-1解:先以物体m为研究对象，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点为研究对象，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5-4-2所示： 图5-4-2 图5-4-3a.用力的分解法求解：将fmg沿f1和f2的反方向分解，得到f=mgtan;f=mg/cos,得到f1=mg/cos;f2=mgtanb.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:f1=mg/cos f2=mgtan2.结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：(1)确定研究对象;(2)对研究对象进行受力分析，并画受力图；(3)据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；(4)解方程，进行讨论和计算.3.学生用上述方法求解下面例题，并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析.例题剖析2如图5-4-4所示，两物体重分别为g1、g2，两弹簧劲度系数分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连.用竖直向上的力缓慢向上拉g2，最后平衡时拉力f=g1+2g2.求该过程系统重力势能的增量.图5-4-4解：关键是搞清两个物体高度的增量h1和h2跟初、末状态两根弹簧的形变量x1、x2、x1、x2间的关系.无拉力f时:x1=(g1+g2)/k1，x2=g2/k2，(x1、x2为压缩量)加拉力f时:x1=g2/k1，x2=(g1+g2)/k2，(x1、x2为伸长量)而h1=x1+x1，h2=(x1+x2)+(x1+x2)系统重力势能的增量ep=g1h1+g2h2整理后可得：ep=(g1+2g2)()4.讲解有关斜面问题的处理方法例题剖析3如图5-4-5所示，将重力为g的物体a放在倾角的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，那么对a施加一个多大的水平力f1，可使物体沿斜面匀速上滑？分析本题:图5-4-5a.定物体a为研究对象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、平行于斜面向下的滑动摩擦力f3，其中g和f1是已知的.由滑动摩擦定律f3f2可求得f2和f3，就可以求出.c.画出物体的受力图如图5-4-6.d.本题采用正交分解法：图5-4-6 对于斜面，常取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为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，在这两个方向上的合力fx合和fy合应分别等于零，即fx合=f3-f1cos+gsin=0fy合=f2-f1sin-gcos=0并且f3=f2解得：f1=.5.巩固训练 如图5-4-7所示,重为g10 n的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为=30的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：图5-4-7(1)挡板对小球弹力的大小；(2)斜面对小球弹力的大小.课堂小结 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)确定研究对象；(2)对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图;(3)分析研究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.布置作业练习1.如图5-4-8所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与o点的连线与水平线的夹角为=60.两小球的质量比为(a)图5-4-8a. b. c. d. 练习2.如图5-4-9所示，人重600 n，木板重400 n，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2.现在人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则(bc)图5-4-9a.人拉绳的力是200 n b.人拉绳的力是100 nc.人的脚给木块摩擦力向右 d.人的脚给木块摩擦力向左练习3.如图5-4-10所示，两个完全相同的小球，重力大小为g，两物体与地面间的动摩擦因数均为，一根轻绳的两端固定在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳的夹角为.求当f至少为多大时，两球将会发生相对滑动？(f=)图5-4-10练习4.如图5-4-11所示，两个固定的光滑硬杆oa与ob，夹角为，各套一轻环c、d，且c、d用细绳相连.现在用一水平恒力f沿ob方向拉环d，当两环平衡时，绳子的拉力是多大?(f/sin) 图5-4-11 图5-4-12练习5.如图5-4-12所示,均匀杆