共點力平衡條件的應用【教學課題】共點力平衡條件的應用【教學目標】1、知識與技能（ 1 ）知道什么是共點力，及在共點力作用下物體平衡的概念。（ 2 ）理解物體在共點力作用下的平衡條件。（ 3 ）知道我國古代科學家張衡的相關科學成就。（ 4 ）會應用實驗研究物體在共點力作用下的平衡條件。2、過程與方法（ 1 ）在對共點力平衡問題的探究中，感受等效、圖示、歸納推理等科學方法。（ 2 ）在共點力平衡條件的實驗研究中，感受猜想、方案設計、實驗探究、分析歸納結論的科學探究方法。3、情感、態(tài)度與價值觀（ 1 ）在共同的實驗探究過程中，體驗合作，樂于合作。（ 2 ）通過了解張衡的相關科學成就，激發(fā)愛國主義情感和對科學的熱愛。【課前預習】了解運動和靜止的概念?！窘虒W重難點】重點：共點力作用下物體的平衡條件。難點：共點力平衡條件的探究過程?！窘虒W內容】突破思路本節(jié)教學中應注意的問題：（ 1 ）物體處于平衡狀態(tài)，或者靜止或者是勻速直線運動，反過來物體處于靜止或勻速直線運動， 物體就是處于平衡狀態(tài)， 平衡狀態(tài)滿足的條件是合外力為零 即無論哪個方向上的合力都是零2）有關研究對象的選取：若問題中只有一個物體，一個過程，研究對象沒有選擇余地，也就是研究這個物體和這個過程若問題中是一個連接體，又有多個過程， 首先研究誰，再研究誰； 是研究一個物體為好還是研究多個物體為好， 這在審題中需要認真思考 總的原則：首先被研究的應該是受力最簡、 已知量足夠多的， 這樣通過研究后又可將研究結果作為一個已知條件，為下一次研究創(chuàng)造條件（ 3 ）正交分解求解平衡體，建立坐標軸的原則讓盡可能多的力在坐標軸上；被分解的力盡可能是已知力， 不宜分解待求力 因一個待求力分解變成兩個待求力， 給求解帶來很多不便（ 4 ）平衡分為靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡靜態(tài)平衡是指物體處于靜止狀態(tài)，動態(tài)平衡指物體勻速運動，也可指在某方向上處于平衡狀態(tài)規(guī)律總結規(guī)律：共點力平衡條件知識：共點力作用下平衡的應用方法：用平衡條件解題的常用方法：（ 1 ）力的三角形法物體受同一平面內三個互不平行的力作用平衡時，這三個力的矢量箭頭首尾相接，構成一個矢量三角形， 反之，若三個力矢量箭頭首尾相接恰好構成三角形，則這三個力的合力必為零（ 2 ）力的合成法物體受三個力作用而平衡時，其中任意兩個力的合成必跟第三個力等大反向，可利用平行四邊形定則來求解（ 3 ） 正交分解法建立合適的坐標軸，使更多的力在坐標軸上，將不在坐標軸上的力分解，根據(jù)物體處于平衡，列出 x 、 y 軸上的平衡方程來求解合作討論將兩腳左右分開，使兩足間的距離約為 30cm 左右你能從雙腳站立不變姿勢地改為單足站立嗎?試一試，并說明可能或不可能的原因仔細體驗一下，你是如何從雙足站立而變?yōu)閱巫阏玖⒌??我的思路： 若保持雙腳站立的姿勢不變改為單足站立，是不可能的因為兩腳左右分開，使兩足間的距離約為30cm 左右，人體的重心和人體在同一個豎直面上，重心的作用線大致落在兩足中間 假設單足站立能夠平衡， 重心的作用線就轉移到一只腳上， 在保持姿勢不變的情況下，是無法做到的 從雙足站立而變?yōu)閱巫阏玖⒌模?身體應逐漸傾斜， 將重心轉移到一只腳上思維過程平衡問題的整體法和隔離法(1)整體法”：把整個系統(tǒng)作為一個研究對象來分析(即當作一個質點來考慮).(2)隔離法”：把系統(tǒng)中各個部分(或某一部分)隔離作為一個單獨的研究對象來分析.用平衡條件解題的常用方法：(1)力的三角形法.物體受同一平面內三個互不平行的力作用平衡時，這三個力的矢量箭 頭首尾相接，構成一個矢量三角形，反之，若三個力矢量箭頭首尾相接恰好構成三角形，則這三個力的合力必為零.(2)力的合成法.物體受三個力作用而平衡時，其中任意兩個力的合成必跟第三個力等大 反向，可利用平行四邊形定則來求解.(3)正交分解法.建立合適的坐標軸，使更多的力在坐標軸上，將不在坐標軸上的力分解， 根據(jù)物體處于平衡，列出 x、y軸上的平衡方程來求解.【隨堂練習】1.粗糙的水平面上疊放著物體 A和B, A和B間的接觸面也是粗糙的， A和B間最大靜摩 擦力為3N, A與地面間的最大靜摩擦力為 4N,同時有F=1N的兩個力分別作用于物體 A和B上，則B對A的摩擦力大小為()A. 1NB. 3NC. 6ND. 2NA " , F圖5 26解析：由于外力小于 A和B間最大靜摩擦力以及 A與地面間的最大靜摩擦力，所以B對A的摩擦力是靜摩擦力，應該與外力等大反向.答案：A2.如圖5-27所示，3根質量和形狀都相同的光滑圓柱體，它們的重心位置不同，擱在兩墻上，重心的位置分別是力，則()A . FN1 < Fn2 V Fn3C. Fni= Fn2 = Fn3Fn3分別為圓柱體對墻的壓圖 5-271、2、3標出的位置，設 FnFn2、B. FN1 > F n2 > F n3D. Fn1= Fn2< Fn3解析：如果以圓柱體為研究對象，所受彈力的方向不變，都是垂直于接觸面過球心的，根據(jù)對稱性，這兩個接觸面的彈力應該一樣大小.由于重心位置不同，所以重力的作用點不同，但物體都是在重力和兩個彈力的作用處于平衡，所以可得出不管重心位置在哪，彈力的大小都應該一樣.答案：C3.質量為2kg的物體，受到一個平行于斜面向上、大小為7N的拉力F而靜止在傾角為37°的斜面上，若斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為0.4,則物體受到的摩擦力是（）A. 5NB. 6. 4NC. 8ND. 12N解析：由于物體是靜止的， 所以靜摩擦力的大小應該等于mgsin37 - F = 20X0.67= 5N .還可知靜摩擦力的方向應沿斜面向上.答案：A【課外拓展】物體受到的拉力F與地面對物體的摩擦力的合力是（1.如圖5 28所示，物體受到與水平方向成30。角的拉力F作用向左做勻速直線運動，則B.向上偏右A.向上偏左C.豎直向上D,豎直向下圖解析：由于物體作向左的勻速運動，所以如果將力F分解到水平和豎直方向上，水平方向的分力Fi與摩擦力等大反向，只剩下豎直向上的分力F2,所以拉力F與摩擦力的合力是豎直向上的.本題也可將物體所受的彈力與重力等效為一個豎直向下的力,這樣物體就受到三個力的作用，拉力 F與摩擦力的合力應該與第三個力等大反向.答案：C2.如圖5-29所示，位于斜面上的物塊在沿斜面向上的力的作用下，處于靜止狀態(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力（A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小可能等于F解析：由于不知道力F的大小，所以摩擦力的方向A、B都有可能，如果F=mgsin%摩擦力就為零；如果 F>mgsin a,摩擦力的方向應沿斜面向下；Fvmgsina,摩擦力的方向應沿斜面向上；如果 mgsin a= 2F,此時的摩擦力沿斜面向上等于力F的大小.3 .如圖5 30所示，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，若水的阻力恒定不變，則船在勻速靠岸的過程中，下列說法正確的是（)G圖5 30A .繩的拉力保持不變B.繩的拉力不斷變大C.船受到的浮力保持不變D.船受到的浮力不斷減小解析：由于船是勻速運動，對船進行受力分析，設繩子的拉力為了，繩子與水平方向的夾角為aF為船受的浮力，由于船是勻速運動，所以Tcos9= f, Tsin 0+ F=G,由于。在變大,阻力f不變，所以繩子的拉力不斷變大，浮力不斷減小.答案：BD圖 5314 .如圖5 31所示，質量為m的光滑球放在水平面 AB上，并與AC接觸，則球對AB面的 壓力大小為 ,對AC面的壓力大小為 .解析：由于光滑的球處于平衡狀態(tài)， 所以只受重力和 AB面對其的彈力，而AC面沒有彈力， 如果有彈力，球將不會是靜止的.所以 AB面對其彈力大小為 mg,即球對AB面的壓力為 mg.答案：mg 05 .物體靜止于傾角為 a的斜面上，當斜面傾角a變小時，物體受到的支持力變 （填 大”或刃、”），靜摩擦力變 （填 大”或小”）.解析：支持力的大小為 N = mgcos a,靜摩擦力的大小為f= mgsin a,所以當a變小時，支持 力變大，靜摩擦力變小.答案：大小