共點(diǎn)力的平衡-【新教材】人教版高中物理必修設(shè)計(jì)

第三章相互作用——力第5節(jié)共點(diǎn)力的平衡教材分析平衡問(wèn)題，學(xué)生在初中階段已有初步了解，但僅限于于二力平衡，且不涉及共點(diǎn)力的概念。本節(jié)先通過(guò)具體實(shí)例提出共點(diǎn)力的概念，再依據(jù)二力平衡條件和力的合成，推理得出共點(diǎn)力平衡條件，最后應(yīng)用平衡條件解決實(shí)際問(wèn)題。共點(diǎn)力平衡的條件是本節(jié)的重點(diǎn)。因?yàn)楣颤c(diǎn)力平衡是形成運(yùn)動(dòng)與相互作用觀(guān)念的重要知識(shí)載體，且共點(diǎn)力平衡的條件在運(yùn)動(dòng)與相互作用觀(guān)念形成過(guò)程中具有承上啟下的作用。它既是二力平衡的進(jìn)一步拓展和延伸，也是后續(xù)學(xué)習(xí)中深入研究“物體所受合力不為0時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何變化”的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)物理觀(guān)念：（1）知道什么是共點(diǎn)力。（2）在二力平衡的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)科學(xué)推理，得出共點(diǎn)力平衡的條件：物體所受合力為0。（3）會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決生活和生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。科學(xué)思維：通過(guò)對(duì)平衡現(xiàn)象的觀(guān)察，培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察歸納的能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)共點(diǎn)力平衡的應(yīng)用，體會(huì)物理學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。教學(xué)過(guò)程情景導(dǎo)入如圖甲乙丙丁，分別畫(huà)出了重力為G的木棒在力F1和F2的共同作用下處于平衡狀態(tài)的情況，這些力都位于同一平面內(nèi).根據(jù)每幅圖中各個(gè)力作用線(xiàn)的幾何關(guān)系，可以把上述四種情況的受力分成兩類(lèi)，你認(rèn)為哪些情況屬于同一類(lèi)？你是根據(jù)什么來(lái)劃分的？共點(diǎn)力：如果一個(gè)物體受兩個(gè)或多個(gè)力作用，這些力都作用在物體上的同一點(diǎn)，或者它們的作用線(xiàn)相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力.新課教學(xué)共點(diǎn)力平衡的條件導(dǎo)學(xué)探究1丙丁丙丁戊甲：被踩的石頭乙：水平勻速飛行的飛機(jī)丙：停在斜坡上的汽車(chē)?。合蛏献鰟蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)的熱氣球（斜向上呢？）戊：拋到最高點(diǎn)的網(wǎng)球探究總結(jié)：物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。處于平衡狀態(tài)的物體，加速度為零（Δv＝0，a＝eq\f(Δv,Δt)）。物體速度為0時(shí)，不一定處于平衡狀態(tài)。F1FF1F2GFG分析：F1與F2的作用效果與F的作用效果相同。F+G=0，而F=F1+F2，故F1+F2+G=0。總結(jié)：在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。1.二力平衡的條件：兩力等大、反向、共線(xiàn)，是一對(duì)平衡力。2.三力平衡：任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向、共線(xiàn)。3.多力平衡：任意一個(gè)力與其余所有力的合力等大、反向、共線(xiàn)。【例1】如圖，物體在五個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持平衡。其中F1大小為10N，方向水平向右，求若撤去力F1，保持其余四個(gè)力不變，物體所受到的合力的大小和方向。答案10N水平向左解析五個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)合力為零，則其余四個(gè)力的合力與F1等大、反向，故其余四個(gè)力的合力大小為10N，方向水平向左．共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用α【例2】如圖所示，一個(gè)重為G的圓球，被一段細(xì)繩掛在豎直光滑墻上，繩與豎直墻的夾角為α，則繩子的拉力和墻壁對(duì)球的彈力各是多少?α解：正交分解法X：FN-Fsinα=0Y：Fcosα-G=0解得：F=G/cosαFN=Gtanα小結(jié)：正交分解法解題基本思路①選擇研究對(duì)象：處于平衡狀態(tài)下的物體；②對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫(huà)好受力圖；③建立直角坐標(biāo)系（原則是盡量減少力的分解）；④根據(jù)平衡條件列方程⑤解方程(組)，必要時(shí)驗(yàn)證結(jié)論?！纠?】某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯，根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計(jì)時(shí)，滑板和兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取，為使兒童在滑梯游戲時(shí)能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？ABABCmgFNFfxyF1F2解:滑下滿(mǎn)足：mgsinθ