共點力的平衡教學設計完美版

1、6.共點力的平衡教學設計（2016/11/14 ）會寧縣第二中學 730799【摘要】要研究機械運動，就要對物體進行受力分析，在受力分析時先選取研究 對象，有時候選系統(tǒng)（求解系統(tǒng)受到的外力時用整體發(fā)），有時選單個物體（求 解組成系統(tǒng)的物體之間的相互作用時用隔離法）?！娟P鍵詞】受力分析 物體的平衡動態(tài)平衡問題【教學目標】1. 掌握受力分析。2. 知道平衡狀態(tài),理解共點力作用下物體的平衡條件。3. 能解決簡雄的平衡問題?！局R對比】知識點初中高中受力分析初中學習了簡單的受力分析咼中突出受力分析的重要性，并講到整體法與 隔離法靜態(tài)平衡初中學習了二力平衡多力平衡問題并涉及多種方法動態(tài)平衡初中未提及動態(tài)

2、平衡問題【課時安排】2課時【教學過程】、受力分析【問題引入】怎樣對物體進行受力分析？【情景引入】如圖6-1所示，木塊放在彈簧秤的托盤上，處于靜止狀態(tài)，木塊受到幾個力的作用?6-1不同情況下彈簧秤的讀數(shù)木塊受到重力作用，比較彈簧秤讀數(shù)，有拉力作用彈簧秤讀數(shù)變小，說明木 塊還受到拉力和支持力作用，由于木塊處于靜止狀態(tài)，所以還受到水平向左的摩 擦力作用，并且與拉力的水平分力平衡，如圖 6-2所示。1. 受力分析應遵循以下原則由上可見，對物體受力分析應遵循以下原則：（1）研究對象選取以簡單為原則，可以選質點、節(jié)點、物體、物體系統(tǒng)。（2）受力分析的順序：重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力。（3）受力分析

3、的根據(jù)：按各力產(chǎn)生的條件（注意假設法的應用）及實際受力情況分 析。（4）畫出受力分析圖：注意受力個數(shù)、作用點及方向。（5） 物體的形狀、體積可以忽略不計時或物體做平動時，把各力集中于重心； 當物體有轉動或轉動趨勢時，不能將各力畫在其重心上。順口溜：場力一定有，彈力看四周，分析摩擦力?！疽族e警示】受力分析時既“施力”又 “受力”，易造成“漏力”或“多力”。【歸納總結】(1)受力分析的三個判斷依據(jù)為： 從力的概念判斷，尋找對應的施力物體；I 從力的性質判斷，尋找產(chǎn)生的原因； 從力的效果判斷，尋找是否產(chǎn)生形變或改變運動狀態(tài) (是靜止、是勻速運動還 是有加速度)。研象定對確究*|等 物力力 柝場引 分

4、電牽受力分析的基本思路如下：最后分七析摩擦 力檢查與對象接 觸的周圍物體檢查彈力處方注=整體 法S隔離注(3)對于物體系統(tǒng)判斷可用整體法與隔離法整體法隔離法概念將幾個物體作為一個整體來分 析的方法將研究對象與周圍物體 分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體 的作用力研究系統(tǒng)內物體之間的 相互作用力注意問題分析整體周圍其他物體對整體 的作用，而 不畫整體內部物體 間的相互作用分析周圍其他物體對它 的作用力例題:8 A: 5B:4A. B均鼻止 不動.那么 A> B各受幾 牛力呢？ID10 A: 4/5B: 4II1114 A: 4/5B: 3/4、共點力作用下的物體的平衡【問題導學

5、】共點力作用下的物體的平衡條件是什么?【情景引入】在現(xiàn)實生活中，物體常常受到多個力的作用并且保持平衡 狀態(tài)，如圖6-3 所示，氣球懸在半空中，受到重力、繩子的拉力、 風的作用力和空氣的浮力作 用，這幾個力之間有什么樣的關系 能讓氣球保持靜止狀態(tài)呢？為了解決這個問題，我們用下面的實驗來總結。風【要點解讀】(1)將一方形薄木板平放在桌面上，并在板面上用圖釘固定好白紙，將三 個彈簧測力計的掛鉤用細繩系在小鐵環(huán)上如圖6-4所示。(2)先將中兩個彈簧測力計固定在圖板上，再沿某一方向拉著第三個彈簧測 力計。當鐵環(huán)平衡時，分別記下彈簧測力計的示數(shù)Fi, F2, F3,和它們的方向，并按各個力的大小和方向作出

6、力的圖示。(3)按平行四邊形定則作出Fl，F(xiàn)2的合力Fi2,比較Fi2和F3,如圖6-4(b)所 示(或合成F2，F(xiàn)3，作出F23,比較F23與Fl).由此，找出三個力Fl, F2, F3,的關系。 通過這個實驗，你認為三個共點力平衡的條件應當是什么？上述實驗探究中，我們得到了三個共點力平衡的條件是:F合=00那么，若是四個共點力、五個共點力其平衡條件又是怎樣的呢？你不妨運用力的合成法，將多個共點力的平衡轉化為二力平衡進行分析。結論依然是F合=0?！疽族e警示】正確區(qū)分“靜止”和“ v=0”。物體處于靜止狀態(tài)時，v= 0, a=0是平衡狀態(tài)； 但是，當v= 0時，物體不一定處于平衡狀態(tài)，如自由落

7、體運動初始狀態(tài)或豎直上拋運動物體到達最高點時v= 0，但以a=g,不是平衡狀態(tài)【歸納總結】1. 物體在共點力作用下處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運動狀態(tài)）的條件是 合力為零，即F 合=002. 解決的方法常有：正交分解法、解三角形法、圖像法、相似三角形法等。3. 物體受3個或3個以上的共點力作用時，常用正交分解法，力的正交分解 優(yōu)點在于：其一，借助數(shù)學中三角坐標系（x,y ）對力進行描述；其二，幾何圖形 關系簡單，是直角三角形，計算簡便?！倦y點辨析2】 判斷下列說法的正誤。1. 靜止在粗糙平面上的物體處于平衡狀態(tài)（）2. 沿光滑斜面下滑的物體處于平衡狀態(tài)。（）3. 在不光滑的水平面上勻速運動的木

8、塊處于平衡狀態(tài)。（）4. 做自由落休運動的物休在剛開始下落的一瞬間處于平衡狀態(tài)。（）三、動態(tài)平衡問題【問題引入】運動的物體能處于平衡狀態(tài)嗎？【情景引入】運動的物體也能處于平衡狀態(tài)，如圖6-5所示，跳傘運動勻速下落時，整個 物體處于平衡狀態(tài)，再如,海面上加速行駛的快艇，如6-6所示，在水平方向快艇 處于加速運動狀態(tài)，但是在豎直方向快艇受到的重力和浮力平衡。6-5【要點解讀】（1）當物體保持勻速直線運動時，物體受到的合力為 0,也保持平衡狀態(tài)(2)物體在某個方向上受到的合力為 0,這個方向我們也可以認為是平衡的。 【歸納總結】解析法和圖解法是解動態(tài)平衡的問題常用的兩種方法。運用圖解法處理問 題，顯

9、得直觀、 簡捷用相似三角形法是解平衡問題時常遇到的一種方法，解題 的關鍵是正確地進行受力分析，尋找力的三角形和結構三角形相似?！镜淅咳鐖D6-7所示，將重力為G的光滑圓球用細繩拴在豎直墻壁上， 當 把繩的長度增長，則下列判斷正確的是()。6-7A. 繩對球的拉力丁和墻對球的彈力 N均減小B. 繩對球的拉力T增大，墻對球的彈力N減小C. 繩對球的拉力T減小，墻對球的彈力N增大D. 繩對球的拉力T和墻對球的彈力N均增大【思路點撥】受力分析，因為物體保持平衡狀態(tài)，所以物體受到的合力為0?！窘馕觥啃∏蚴芰η闆r如圖6-8(a)所示，設繩與墻的夾角為9。法一：合成法。因小球處于平衡狀態(tài)，所以任意兩個力的合

10、力均與第三個力 大小相等、方向相反。如圖6-8 (b)所示，根裾平行四邊形定則將力 G與N合 成，則在 OGF中有tan ，所以N = Gtan T， T = F 。故當繩變長時，9GcosQ減小，N, T均減小。6(d)6-8法二：分解法。因小球處于平衡狀態(tài)，所以其中任意一個力在其他兩個力方 向的分力均與其他兩個力大小相等、方向相反。如圖6-8 (c)所不，在T, N方向上分解G,則有N =Gtanv , T故當繩變長時，B減小，N, T均減小。cos6法三：正交分解法。因為小球處于平衡狀態(tài)，所以小球所受合力為零，將繩 拉力沿豎直方向和水平方向分解。如圖 6-8(d)所示，則Tsinv -N

11、,Tcos -G,所以N二Gtanr，T 丄,所以當繩變長時，0減小，N,T均減小。coso法四：圖解法。以圖6-8(c)為例，因為重力不變，N方向不變，0減小，所 以畫出后來的矢量圖，很容易得出 N , T均減小。【答案】A【感悟】圖解法的基本思路是：受力分析后將合力和分力歸結到一個矢量三 角形中，通過三角形的變化來分析力的變化情況。利用圖解法解題時要注意弄清 楚三角形的變量和不變量。板書：6.共點力的平衡1. 受力分析應遵循以下原則順口溜：場力一定有，彈力看四周，分析摩擦力【易錯警示】受力分析時既“施力”又“受力”，易造成“漏力”或“多力”?！練w納總結】(1)受力分析的三個判斷依據(jù)為： 從

12、力的概念判斷，尋找對應的施力物體；I 從力的性質判斷，尋找產(chǎn)生的原因； 從力的效果判斷，尋找是否產(chǎn)生形變或改變運動狀態(tài) (是靜止、是勻速運動還 是有加速度)。受力分析的基本思路如下：研象 定對 確究*|等 物力力 柝場引 分電牽最后分+析摩擦方迭=整體 法S隔離注檢查與對象垓觸的周圍物體(3)對于物體系統(tǒng)判斷可用整體法與隔離法整體法隔離法概念將幾個物體作為一個整體來分 析的方法將研究對象與周圍物體 分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體 的作用力研究系統(tǒng)內物體之間的 相互作用力注意問題分析整體周圍其他物體對整體 的作用，而 不畫整體內部物體 間的相互作用分析周圍其他物體對它 的作用力例

13、題:8 A: 5B:4A. B均鼻止 不動.那么 A> B各受幾 牛力呢？ID10 A: 4/5B: 4II1114 A: 4/5B: 3/4、共點力作用下的物體的平衡【易錯警示】正確區(qū)分“靜止”和“ v=0”。物體處于靜止狀態(tài)時，v= 0, a=0是平衡狀態(tài)； 但是，當v= 0時，物體不一定處于平衡狀態(tài)，如自由落體運動初始狀態(tài)或豎直 上拋運動物體到達最高點時v= 0，但以a=g，不是平衡狀態(tài)?！練w納總結】1. 物體在共點力作用下處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運動狀態(tài)）的條件是 合力為零，即F合=0。2. 解決的方法常有：正交分解法、解三角形法、圖像法、相似三角形法等。3. 物體受3個或3

14、個以上的共點力作用時，常用正交分解法，力的正交分解 優(yōu)點在于：其一，借助數(shù)學中三角坐標系（x,y ）對力進行描述；其二，幾何圖形 關系簡單，是直角三角形，計算簡便?！倦y點辨析】判斷下列說法的正誤1.靜止在粗糙平面上的物體處于平衡狀態(tài)2. 沿光滑斜面下滑的物體處于平衡狀態(tài)。（）3. 在不光滑的水平面上勻速運動的木塊處于平衡狀態(tài)。（）4. 做自由落休運動的物休在剛開始下落的一瞬間處于平衡狀態(tài)。（）三、動態(tài)平衡問題【要點解讀】（1） 當物體保持勻速直線運動時，物體受到的合力為0,也保持平衡狀態(tài)。（2）物體在某個方向上受到的合力為 0,這個方向我們也可以認為是平衡的。 【歸納總結】解析法和圖解法是解動

15、態(tài)平衡的問題常用的兩種方法。運用圖解法處理問 題，顯得直觀、 簡捷用相似三角形法是解平衡問題時常遇到的一種方法，解題 的關鍵是正確地進行受力分析，尋找力的三角形和結構三角形相似?！镜淅咳鐖D6-7所示，將重力為G的光滑圓球用細繩拴在豎直墻壁上， 當 把繩的長度增長，則下列判斷正確的是（）。6-7A. 繩對球的拉力丁和墻對球的彈力N均減小B. 繩對球的拉力T增大，墻對球的彈力N減小C. 繩對球的拉力T減小，墻對球的彈力N增大D. 繩對球的拉力T和墻對球的彈力N均增大作業(yè)布置：課時練習P882、5、7不論何時，都要盡可能讓思考與反省預見到突發(fā)的激情，這于審慎者可輕而易舉做到。心煩意亂之時，首先要做的就是意識到這一點。先控制住自己的情緒，下決心不再使之加劇。有了這種 高明的防范，就能很快終止怒氣。要懂得制怒之法，且止息于當止之時：奔跑時停下來最難；狂怒時保持頭腦清醒也一樣難。過分激動，不論程度高低，都會影響理智。一旦