高一物理平衡的稳定性市公开课一等奖省赛课获奖课件

第二节共点力平衡条件应用

第三节平衡稳定性(选学)第1页课标定位：应用：利用平衡条件处理相关物体平衡问题．了解：共点力作用下物体平衡条件．认识：1.稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡．2．稳度．第2页

第三节关键关键点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案课标定位第3页课前自主学案一、移动货箱问题如图4－2－1所表示，货箱重力为G，F为它受到拉(推)力，N为地面支持力，f为摩擦力，货箱受到四个共点力作用．若它与地面之间动摩擦因数为μ，则在向前拉情况下，向前拉力是_________，地面支持力是____，摩擦力是_____________，能拉动货箱条件是______________.在向前推情况下，向前推力是________，地面支持力是____，摩擦力是________，能推进货箱条件是______________.FcosθNμN或fFcosθ＞μNFcosθμN或fFcosθ＞μNN第4页图4－2－1第5页二、绳子粗细选择

如图4－2－2所表示，用绳子把排球网架直杆垂直于地面拉住三段绳在同一平面内，OA、OB两绳拉力大小相同，夹角为60°.图4－2－2图4－2－3

第6页FAcos30°＋FBcos30°第7页三、平衡稳定性1．平衡分类(1)稳定平衡：处于平衡状态物体在受到外力微小扰动而偏离平衡位置时，若物体能自动恢复到原先状态，这么平衡叫做稳定平衡．(2)不稳定平衡：若物体不能自动回到原先状态，这种平衡叫做不稳定平衡．(3)随遇平衡：若物体在新位置也能平衡，这种平衡叫做随遇平衡．第8页2．决定平衡稳定性原因平衡能否稳定取决于重力作用线与支持面相对位置．3．稳度物体稳定程度叫做稳度．第9页关键关键点突破一、处理平衡问题惯用方法1．整体法与隔离法：所谓整体法就是对物理问题整个系统或整个过程进行分析、研究方法．隔离法是从研究问题方便性出发，将物体系统中某一部分隔离出来单独分析研究方法．经过整体法分析物理问题，能够搞清系统整体受力情况和全过程受力情况，从整体上揭示事物本质和改变规律，从而避开了中间步骤繁琐推算，能够灵巧地处理问题．第10页2．相同三角形法：利用表示力矢量三角形与表示实物几何三角形相同关系，建立方程求解，应用这种方法，往往能收到简捷效果．3．三力汇交原了解题法：物体受三个力处于平衡状态，不平行必共点．比如：有二分之一圆形光滑容器，圆心为O，有一均匀直杆AB如图4－2－4所表示放置，若处于平衡状态，则杆所受重力G、容器对杆弹力F和N是非平行力，由三力汇交原理可知：G、F、N必相交于一点C.第11页图4－2－4第12页即时应用(即时突破，小试牛刀)1.如图4－2－5所表示，物体A、B叠放在水平桌面上，在水平向右恒力F作用下，A、B正以共同速度v向右做匀速直线运动，那么关于运动中物体受几个力说法正确是()图4－2－5第13页A．A受4个，B受2个B．A受5个，B受3个C．A受5个，B受2个

D．A受4个，B受3个答案：C第14页二、处理共点力平衡问题普通步骤1．选取研究对象依据题目要求，选取某物体(整体或局部)作为研究对象，在平衡问题中，研究对象常有三种情况：(1)单个物体．将物体受到各个力作用点全都画到物体几何中心上．(2)多个物体(系统)．在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体间相互作用时，用隔离法．第15页(3)几个物体结点．几根绳、绳和棒之间结点经常是平衡问题研究对象．2．分析研究对象受力情况，并作出受力图．3．对研究对象所受力进行处理，普通情况下利用正交分解法．4．利用平衡条件建立方程．5．解方程，必要时对解进行讨论．第16页尤其提醒：(1)解三角形多数情况下是解直角三角形，假如力三角形并不是直角三角形，能转化为直角三角形尽可能转化为直角三角形．(2)对于整体法与隔离法普通是结合起来应用，依据题目条件灵活选取先隔离还是先整体，不可将两种方法对立起来．第17页即时应用(即时突破，小试牛刀)2.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图4－2－6所表示．P、Q均处于静止状态，则以下相关说法正确是(

)图4－2－6第18页A．P物体受4个力B．Q受到3个力C．若绳子变长，绳子拉力将变小D．若绳子变短，Q受到静摩擦力将增大第19页解析：选AC.因墙壁光滑，故墙壁和Q之间无摩擦力，Q处于平衡状态，一定受重力、P对Q压力、墙壁对Q弹力，以及P对Q向上静摩擦力等4个力作用，而P受重力、绳子拉力、Q对P弹力等4个力作用，A项正确，B项错．把P、Q视为一整体，竖直方向有Fcosθ＝(mQ＋mP)g，其中θ为绳子和墙壁夹角，易知，绳子变长，拉力变小，P、Q之间静摩擦力不变，C项正确，D项错．第20页课堂互动讲练整体法和隔离法处理平衡问题如图4－2－7所表示，一根细绳上吊着A、B两个小球，当两个大小相等、方向相反水平力分别作用在两个小球上时，可能形成图所表示哪种情况()例1第21页图4－2－7第22页图4－2－8第23页【思绪点拨】先以整体为研究对象判断上端悬线位置情况，再以B球作为研究对象判断中间悬线位置情况，不论是整体还是其中一部分都应满足平衡条件．【自主解答】

把A、B作为一个整体来研究，受到水平方向力等大、反向，故协力为零，所以A球上端悬线应竖直；研究B球，受到水平向右力，所以B球上端悬线必偏离竖直方向向右．第24页【答案】

B【方法总结】当一个系统处于平衡状态时，组成系统每一个物体都处于平衡状态．普通地，当求系统内各部分间相互作用时用隔离法；求系统受到外力作用时用整体法．整体法优点是研究对象少，未知量少，方程数少，求解较简捷．在实际应用中往往将二者结合应用．第25页变式训练1如图4－2－9所表示，质量为M楔形物块静置在水平地面上，其斜面倾角为θ.斜面上有一质量为m小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，物块和楔形物块一直保持静止，则地面对楔形物块支持力为(

)图4－2－9第26页A．(M＋m)g

B．(M＋m)g－FC．(M＋m)g＋Fsinθ

D．(M＋m)g－Fsinθ解析：选D.F分解情况如图所表示，将M、m视为一个系统，F作用产生两个效果：一是使系统相对地面有向左运动趋势，相当于分力F1作用；二是将系统向上提起，相当于分力F2作用，F2＝Fsinθ.地面对楔形物块支持力N＝(M＋m)g－Fsinθ，故D正确．第27页例2共点力动态平衡问题(年高考安徽卷)一质量为m物块恰好静止在倾角为θ斜面上，现对物块施加一个竖直向下恒力F，如图4－2－10所表示．则物块()A．仍处于静止状态B．沿斜面加速下滑C．受到摩擦力不变D．受到合外力增大第28页图4－2－10第29页【思绪点拨】物体不加力F时受力情况，“恰好静止”物体所受静摩擦力等于滑动摩擦力，可求出摩擦因数，加力F后再进行受力分析，判断运动状态．【精讲精析】无力F时受力情况如图4－2－11甲，使物体下滑力F1＝mgsinθ，物体受到最大静摩擦力fmax＝μN＝μmgcosθ，“物体恰好静止”受最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，mgsinθ＝μmgcosθ，μ＝tanθ；当施加恒力F后，受力情况如图乙，第30页图4－2－11第31页使物体下滑力为：F2＝mgsinθ＋Fsinθ，物体所受最大静摩擦力为：f′max＝μ(mgcosθ＋Fcosθ)＝mgsinθ＋Fsinθ，即F2＝f′max，二者相等，物体仍处于静止状态．A正确，B错误；因为f′max>fmax，故C错误；物体一直静止，则受到协力一直为零，D错误．【答案】

A第32页变式训练2放在水平地面上物块，受到一个与水平面方向成θ角斜向下力F作用，物块在水平地面上做匀速直线运动，如图4－2－12所表示，假如保持力F大小不变，而使力F与水平方向夹角θ减小，那么地面受到压力N和物块受到摩擦力f改变情况是(

)