动态平衡-高一-物理-教学设计

落实拓展习题课：动态平衡郭琳媛西安国际港务区铁一中陆港高级中学一、【课堂落实目标】情感目标：1.认同动态平衡是更为普遍的规律.2.通过动态平衡分析方法，体会处理物理问题的多样性。能力目标：1.训练点：用图解法、解析法等解决动态平衡问题。2.拓展点：平衡中的临界、极值问题2.匀变速直线运动学生任务一：2.匀变速直线运动二、核心知识回顾一级结构：力与运动力与运动1.运动的描述3.相互作用44.牛顿运动定律33.相互作用3.1三个性质力3.2力的合成和分解二级结构：3.3共点力的平衡3.3共点力的平衡3.3.2静态平衡3.3.2静态平衡3.33.3共点力的平衡用3.3.1受力分析3.3.3动态平衡33.3.4临界极值问题动态平衡1.定义：动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态。2.常用方法：图解法、解析法、相似三角形法、辅助圆法、拉密定理法、正弦定理法。2.1图解法2.1.1适用条件：一力恒定，另一力方向不变2.1.2解题步骤：①构建力的矢量三角形②确定恒力、定力、变力现将木板BC缓慢转至水现将木板BC缓慢转至水平位置④绕该交点依据题意转动变力⑤根据转动过程中的线段长度变化确定对应力的角度变化2.2相似三角形法2.2.1适用条件：一力恒定，另两力方向均变化一力恒定(如重力)，其他二力的方向均变化，但二力分别与绳子、两物体重心连线方向等平行，即三力构成的矢量三角形与绳长、半径、高度等实际几何三角形相似，则对应边比值相等。基本矢量图，如图所示基本关系式：eq\f(mg,H)＝eq\f(FN,R＋r)＝eq\f(FT,L)。2.2.2解题步骤：①构建力的矢量三角形②找力矢量三角形和几何三角形的对应关系③列方程求解2.3辅助圆法、正弦定理法、拉密定理2.3.1适用条件：一力恒定，另外两力方向均变化，但两力方向夹角保持不变如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α(α＞eq\f(π,2))。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中，两绳张力的变化。2.3.2法一：辅助圆解题步骤：①构建力的矢量三角形②做矢量三角形的外接圆③沿圆周转动两个变力的交点④根据转动过程中的线段长度变化确定对应力的角度变化法二：正弦定理根据正弦定理eq\f(mg,sinθ3)＝eq\f(F1,sinθ1)＝eq\f(F2,sinθ2)，mg与sinθ3保持不变，sinθ1变大，F1变大，sinθ2先增大后减小，F2先增大后减小做题步骤：①构建力的矢量三角形②列正弦定理方程③判断力对应角度的变化，从而判断对应力的大小变化法三：拉密定理保持两绳夹角α不变，绳OM与竖直方向间夹角为β时，对物体受力分析如图所示重物受三个力平衡，由拉密定理可得：做题步骤：①对物体初末态受力分析、标对应角度②列拉密定理方程③判断初末态角度变化④进而判断对应力的变化2.4解析法2.4.1适用条件：有直角的三力或三力以上的动态平衡2.4.2解题步骤：①定对象②受力分析③建系、分解力④列方程，根据角度变化确定力的大小变化分析动态平衡问题的流程受力分析eq\o(→,\s\up7(化“动”为“静”))画不同状态下的受力平衡图构造矢量三角形eq\o(→,\s\up7(“静”中求“动”))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(定性分析))根据矢量三角形边长关系确定矢量的大小变化,\o(→,\s\up7(定量计算))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(三角函数关系,正弦定理,相似三角形))→找关系求解))学生任务二：从思维方向、相关知识、解题步骤等角度切入思考完成限时训练。完成后请组内讨论，得到统一答案，并抽取小组上黑板讲解。【限时训练】1.如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为Ff，则该过程中()A．Ff变小，F变大B．Ff变小，F变小C．Ff变大，F变小D．Ff变大，F变大2.如图所示为一简易起重装置，AC是上端带有滑轮的固定支架，BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用铰链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上。开始时，杆BC与AC的夹角∠BCA>90°，现使∠BCA缓慢变小，直到∠BCA＝30°(不计一切阻力)。在此过程中，杆BC所产生的弹力()A．大小不变 B．逐渐增大C．先增大后减小 D．先减小后增大3.如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以底边为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（）A．圆柱体对木板的压力逐渐增大B．圆柱体对木板的压力先增大后减小C．两根细绳上的拉力均先增大后减小D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变思维方向：思维方向：相关知识：3、解题步骤：【拓展训练】4．如图所示，质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块，木块能匀速上升，已知木楔在整个过程中始终静止。(1)当α为多大时，F有最小值，求此时α的大小及F的最小值；(2)当α＝θ时，木楔对水平面的摩擦力是多大？思维方向：思维方向：2、相关知识：3、解题步骤：【课后习题】5.（重庆新高考适应卷·7）如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接