教科版必修1 第4章1共点力作用下物体的平衡 学案.doc

1共点力作用下物体的平衡学习目标重点难点1知道平衡状态和平衡力的概念2掌握共点力的平衡条件3会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题重点：1共点力平衡条件的理解2共点力平衡条件的应用难点：1平衡状态的理解2平衡问题的计算1共点力作用下物体的平衡状态物体在共点力作用下，保持_或_运动，则这个物体就处于平衡状态2共点力作用下物体的平衡条件（1）共点力作用下物体的平衡条件是_，即_（2）当物体受到多个共点力的作用时，也可用正交分解的方法，则x轴方向的合力fx合_，y轴方向的合力fy合_预习交流如图所示，公交车上的乘客为什么常常两脚分开站立？在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：1静止匀速直线2（1）合力为零f合0（2）00预习交流：答案：两脚分开站立，使重力作用线不易超出两脚决定的支持面，且重心下降，有利于保持平衡一、共点力作用下物体的平衡状态1实例：飞机从起飞到以一定的速度平稳飞行，再到降落，最后停留在机场的停机坪上讨论并分析飞机在全过程中的哪些阶段是处于平衡状态的？2将物体竖直向上抛，当物体到达最高点时，分析是否处于平衡状态下列说法中正确的是（）a竖直上抛的物体达到最高点时，物体处于平衡状态b电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态c竖直弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡后用力f将它拉下一段距离后放手，此时物体仍然处于平衡状态d随匀速上升的传送带一起向上运动的物体处于平衡状态1物体处于平衡状态时其特点是静止或匀速直线运动，即物体的加速度为零2物体的瞬时速度为零时物体不一定处于平衡状态例如，将物体竖直上抛，物体上升到最高点时，其瞬时速度为0，但ag3物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，也可认为是匀速移动，因此，题目中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于平衡状态二、共点力作用下物体的平衡条件1物体处于什么样的状态才是平衡状态？如果物体受两个力作用，这两个力满足什么条件时，物体才能处于平衡状态？如果物体在互成角度的三个共点力作用下，处于平衡状态，这三个力应该满足什么条件？2实验探究：（1）探究二力平衡如图操作（可以改变钩码个数），当钩码静止时，钩码的重力与测力计的示数大小有什么关系？通过分析钩码的受力，得出二力平衡的条件是什么？ （2）探究三力平衡（研究对象为忽略重力的小钢丝环）如图操作通过改变钩码个数和两个测力计的拉力，然后用平行四边形定则，求出两个测力计拉力的合力与所挂钩码的重力有什么关系？物体（钢丝环）受三个力作用下平衡条件是什么？3如图所示弹簧测力计自身重力不计，两端的拉力分别为f1、f2，弹簧被拉后静止不动，则弹簧测力计所受的合力为多少？测力计的示数与两端拉力f1、f2有什么关系？若两端拉力都增大，测力计所受的合力及测力计的示数怎样变化？放风筝是大人、小朋友都爱玩的一项有趣的体育活动，手上牵着线拉着风筝迎风向前跑，就可以将风筝放飞到高处，会放风筝的人，可使风筝静止在空中下图中的四幅图中ab代表风筝截面，ol代表风筝线，风向水平，风筝可能静止的是（）1物体平衡条件的常用推论：（1）二力平衡条件：若物体在两个力同时作用下处于平衡状态，则这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零（2）三力平衡条件：若物体在三个非平行力同时作用下处于平衡状态，则这三个力必定共面共点（三力汇交原理），合力为零，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上（3）多力平衡条件：物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时，合力为零，其中任意（n1）个力的合力必定与剩余的那个力等大反向，作用在同一条直线上2应用共点力作用下的平衡条件解决问题的一般步骤：（1）根据问题的要求和计算方便，恰当地选择研究的对象所谓“恰当”，就是要使题目中给定的已知条件和待求的未知量，能够通过这个研究对象的平衡条件尽量联系起来（2）对研究对象进行受力分析，画出受力分析图（3）通过“平衡条件”，找出各个力之间的关系，把已知量和未知量联系来（4）列方程求解，必要时对解进行讨论1下列关于质点处于平衡状态的说法，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2下列物体中处于平衡状态的是（）a静止在粗糙斜面上的物体b沿光滑斜面下滑的物体c在平直路面上匀速行驶的汽车d做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间3长方体木块静止在倾角为的斜面上，其受力情况如图所示，那么木块对斜面作用力的方向（）a沿斜面向下b垂直于斜面向下c沿斜面向上d竖直向下4如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，o为球心，一质量为m的小滑块，在水平力f的作用下静止于p点设滑块所受支持力为n0op与水平方向的夹角为下列关系正确的是（）abfmgtan cdnmgtan 5如图所示，用一根绳子a把物体挂起来，再用另一根水平的绳子b把物体拉向一旁固定起来物体的重力是40 n，绳子a与竖直方向的夹角=30，绳子a和b对物体的拉力分别是多大？提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华技能要领答案：活动与探究1：1答案：飞机在起飞过程中需要加速，降落过程中需要减速不是处于平衡状态：中间过程以一定的速度平稳飞行，保持匀速直线运动状态，处于平衡状态最后停留在机场的停机坪上，保持静止状态，处于平衡状态2答案：物体到达最高点时速度等于零，但加速度不为零，故不是处于平衡状态迁移与应用1：bd解析：a选项中，因为物体上升至最高点时速度为零，但加速度是g，所以物体不处于平衡状态，a错；电梯中的人与电梯一起匀速上升，没有加速度，所以选项b正确；弹簧上的重物在力f撤去后在弹簧的拉力作用下产生向上的加速度，故选项c是错误的；选项d中，物体与传送带一起匀速运动，加速度为零，物体处于平衡状态，选项d也正确，故正确选项为b、d活动与探究2：1答案：物体保持静止状态或保持匀速直线运动状态我们称为平衡状态物体在两个共点力作用下处于平衡状态时，这两个力的合力一定满足大小相等，方向相反，作用在一条直线上，即f合0物体在互成角度的三个共点力作用下处于平衡状态时，三个力的合力为零2答案：（1）钩码的重力与测力计的示数总是相等，测力计的示数是钩码对测力计的拉力，由牛顿第三定律可知，测力计对钩码的拉力也等于钩码的重力，方向竖直向上与重力的方向相反，由此可知钩码受到重力和测力计对它的拉力，处于平衡状态则二力平衡的条件是：两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，合力为零（2）以钢丝环为研究对象，且其始终处于静止，求出的两个测力计的合力总是等于钩码的重力，钢丝环受三个力的作用，两个测力计的拉力可用其合力替代，钩码对它的向下拉力等于钩码的重力，且合力方向与重力方向相反，则钢丝环受的合力总为零，钢丝环受到三个力的作用处于平衡状态时，其中两个力的合力一定跟第三个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，整个钢丝环所受合力为零总结规律：物体在共点力作用下处于平衡状态时，其合力为零3答案：研究的对象是测力计，且其静止不动，处于平衡状态，两端所受拉力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以测力计受的合力为零，测力计的示数等于一端拉力的大小若两端拉力都增大，弹簧被拉长后静止不动，合力仍为零，测力计的示数随两端拉力的增大而增大迁移与应用2：b解析：风筝静止，表明受力达到了平衡，如图所示，风筝受到自身的重力，线的拉力，还有风垂直截面ab产生的升力根据三力平衡原理，f与g的合力应与拉力t大小相同，方向相反，不可能存在两个力在同一直线上，另一个力方向在直线之外的情况所以，只有b符合当堂检测1b解析：处于平衡状态的质点，受力情况：可能不受力的作用，也可能受到多个力的作用而合力为零，选项a错处于平衡状态的质点的运动情况：可能静止，也可能做匀速直线运动，因此选项c、d均不对，本题b选项正确2ac解析：在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动，加速度为零；从受力情况来说，合力为零物体在某一时刻的速度为零，并不等同这个物体保持静止，如果物体所受的合外力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不能静止了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力、合加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零，就是处于平衡状态，本题的正确选项应为a、c3d4a解析：小滑块受力分析如图所示，根据平衡