高一物理 共点力平衡条件及应用

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1、课题第一节共点力作用下物体的平衡第二节共点力平衡条件的应用教学目的一、知识教学：1、知道共点力作用下物体的平衡概念；2、掌握在共点力作用下物体的平衡条件；3、知道如何用实验验证共点力作用下的物体的平衡条件；4、应用共点力的平衡条件解决具体问题。二、能力训练：1、正确判断物体的运动状态，培养学生的观察和鉴别能力；2、进一步培养学生分析物体受力的能力；3、应用平衡条件解决实际问题的能力。三、德育渗透：1、了解运动和静止的相对性，培养学生的辩证唯物主义观点；2、通过对周围处于静止状态的物体的观察和实验，总结出力的平衡条件，再用这个理论来解决和处理实际问题，使学生树立正确的认识观。

2、学法引导1、以复习提问的方式回忆初中的二力平衡知识引入平衡问题；2、师生共同讨论共点力平衡条件及应用。1、本节的重点是共点力的平衡条件；难点是物体的受力分析。2、解决办法：力的平衡要有正确的思路：①确定研究对象，②是正确分析物体的受力，③重点难点及解决办法根据平衡条件列出方程求解。对于比较简单的问题可以用直角三角形的知识求解，对于不成直角三角形的受力问题可以用正交分解方法求解。教具弹簧秤、细线、白纸、悬挂物整体感知从牛顿第二定律知道，一个物体受到力的作用就要产生加速度，当合外力为零时，速度也为零，物体就将保持静止或匀速直线运动。因此教学中可以将物体在共点力作用下的平衡条件F

3、合=0当作牛顿第二定律的特例来处理，研究静力学问题的思路与方法和处理动力学问题的思路和方法相同。教学一、引入新课：1、初中我们学习过两个力的平衡，请同学回答：二力平衡的条件是什么？（两力大小相等、方向相反，而且作用在同一物体、同一直线上）过程教学2、平衡状态是一种常见的运动状态，请同学观察、思考，我们周围哪些物体是处于平衡状态？这一节课就是在初中二力平衡和牛顿第二定律的基础上，进一步学习在共点力作用下物体的平衡条件，并运用平衡条件解决具体的实际问题。三、讲授新课：1、回忆什么是共点力？在“力的合成”中，我们学习过几个力如果作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于一点，这几个

4、力叫做共点力。实际问题中如果强以不考虑物体的大小和形状，而把物体当成一个质点时，作用在该物体上的力都可看作是共点力。2、什么是平衡状态？过程我们周围的楼房、树木、课桌椅、粉笔盒都处于静止状态，凡是保持静止不动的物体，我们就说它处于平衡状态。除此之外，如果物体做匀速直线运动，我们也称它处于平衡状态。举例：汽车沿直线匀速运动（是）；物体被匀速举高（是）；汽车拐弯（不是）。〖板书〗：“一、共点力作用下物体的平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动”3、共点力作用下物体的平衡条件让学生分析刚才所举的例子中各物体的受力情况。①课桌：G、N支；②匀速直线行驶的汽车：G、N支、F牵、f摩。由

5、此可知物体在平衡时既可受两个力，又可受更多的力。引入共点力的平衡条件。教学共点力的平衡条件可以从理论分析得出，也可从实验中得出。⑴理论分析：根据牛顿第二定律若F合=0，则a=0，即物体所受合力为零时，物体将保持静止或者匀速直线运动。因此，在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合=0〖板书〗：“二、共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。即F合=0”⑵实验验证：【演示实验】：将三个弹簧秤的挂钩挂在同一物体上，并使它们在同一平面内，平衡时说出三个力的大小和方向，并作出力图示。这时，可启发学生，如何证明这三个力的合力为零？（可先求出其中任意两个力的合力，使三个力变成二个力，再

6、看这两个力的合力是否为零。）F1F2F3F4F12F123O图1⑶过程拓展：利用力的平行四边形定则和二力平衡条件，还可以导出多个共点力的平衡条件。例如物体O受到F1、F2、F3、F4四个共点力作用而处于平衡，为求出这四个力的合力，可先求F1、F2的合力，即用F12等效地代替F1、F2。再求出F12与F3的合力，即用F123代替了F1、F2、F3，最后再根据二力平衡条件，可知F123与F4大小相等、方向相反，而且在同一条直线上，即F123与F4的合力为零，从而也证明了F1、F2、F3、F4的合力为零。4、推论知道了共点力的平衡条件后，我们还可对实际中用得多的三力平衡条件得出两

7、个重要的推论：⑴三个共点力平衡时，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反，而且在同一条直线上。教学⑵一个物体如果受到三个不平行的力作用下处于平衡状态，则这三个力必定共点共面，合力为零。5、共点力平衡条件的应用：解决共点力平衡问题的基本步骤：①选取研究对象；②对研究对象进行受力分析：③建立适当的坐标，对力进行合成或分解；④根据平衡条件列方程求解。例1：沿光滑的墙壁用用细绳将球挂在A点，如图2所示，球的质量为m，细绳的质量不计。球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α。求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力