共点力的平衡教案.doc

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1、共点力的平衡一、教学目标1.进一步理解共点力作用下物体的平衡条件，并能分析和计算共点力作用下物体的平衡问题。2.力求掌握解决共点力平衡问题的基本思路和方法，会正确选择研究对象，进行受力分析，画出物体的受力图。二、教学重点共点力作用下物体平衡的特点及一般解法。三、教学难点三力作用下的动态平衡问题。教学过程共点力:几个力都作用于物体的同一点,或者它们的延长线交于同一点,这几个就叫做共点力.共点力作用下物体所受的合力为零是物体平衡的条件。物体的平衡条件具有广泛的实际应用，因此对解决平衡问题一般方法的掌握具有十分重要

2、的作用。（一）应用共点力平衡条件解题的一般方法和步骤1.确定研究对象合理选择研究对象是解决平衡问题的关键，它关系到能否作出解答或能否顺利地解答。研究对象的选取可以是一个物体，一个结点，或一个系统（相互作用物体的全体）。通常在分析外力对系统的作用时，用整体法，在分析系统内部物体之间相互作用力时，用隔离法。2.对研究对象正确受力分析，并作出受力图正确进行受力分析是正确分析物理过程或物理状态的前提，是解决力学问题的基本能力要求，受力分析通常按以下步骤进行，首先确定研究对象（受力分析物体），然后按已知力、场力（引力场

3、、电场、磁场）、弹力（拉力、压力、支持力）、摩擦力的顺序来分析。3.判定研究对象是否处于平衡状态共点力作用下的物体如果处于平衡状态，则物体保持着静止状态或匀速直线运动的状态例:根据概念来判断下面的物体是否处于平衡状态:（1）静止在水平面上的木箱（2）平直马路上在牵引力作用下匀速前进的卡车（3）用细线悬挂在天花板上的静止小球（4）刹车后停下来了的汽车（5）用细线悬挂在天花板上的静止小球，在剪断细线的瞬间（6）竖直上抛达到了最高点的小球(不计空气阻力)总结：(1)平衡状态的运动学特征:加速度为零(2)“保持”某状

4、态和“瞬时”某状态有区别4.运用平衡条件，选择合适的方法列出平衡方程解题。若物体受力较多时，一般可选用力的正交分解法，即建立直角坐标系。将各力分解到两互相垂直的坐标轴上，然后根据Fx=0，Fy=0列等式解题。【例1】：长方形木块静止在倾角为θ的斜面上，那么木块对斜面作用力的方向（）A.沿斜面向下B.垂直斜面向下C.沿斜面向上D.竖直向下对有些问题，我们也可采用根据力的作用效果分解后根据平衡条件解题，对三力平衡的问题，常用三力组成封闭三角形的特征，利用三角形方面的数学知识来求解。5.视问题的要求，对结果做出说明

5、或讨论。（一）跟摩擦力有关的平衡问题这类问题是指平衡的物体受到了包括摩擦力在内共点力的作用。在共点力平衡中，当物体虽然静止但有运动趋势时，属于静摩擦力；当物体滑动时，属于滑动摩擦力，由于摩擦力的方向要随运动或运动趋势的方向发改变而改变，静摩擦力大小还可在一定范围内变动，因此包括摩擦力在内的平衡问题常常需要多讨论几种情况，要复杂一些，因此做这类题目时要注意两点：1.由于静摩擦力的大小和方向都要随运动趋势的改变而改变，因此维持物体静止状态所需的外力允许有一定范围；又由于存在着最大静摩擦力，所以使物体起动所需的力大

6、于应大于某一最小的力。总之，包含摩擦力在内的平衡问题，物体维持静止或起动需要的动力的大小是允许在一定范围内的，只有当维持匀速起动时，外力才需确定的数值。2.由于滑动摩擦力F=μFN，要特别注意题目中正压力FN的大小的分析和计算，防止出现错误。【例2】A、B、C三个物体质量分别为M、m、m0，作如图4-2-1所示的连结，绳子不可伸长，且绳子质量、滑轮的摩擦均不计，若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定（）A.物体A与桌面间有摩擦力，大小为m0gB.物体A与B间有摩擦力，大小为m0gC.桌面对A、B对A都有

7、摩擦力，两者方向相同D.桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力大小为m0g【解析】A、B一起做匀在速运动，它们所受的合外力必为零。为了分析A、B之间的作用力，必须把A、B隔离开来，可先分析受力情况比较简单的物体B。B在水平方向只可能受A对它的摩擦力作用，除此之外，没有其它物体对B施加水平方向的作用力，而由B做匀速直线运动可知，B在水平方向上受合力必为零，所以B不可能受到A施加的摩擦力作用。对于A物体在水平方向与绳子相连，而绳子系着C物体匀速运动所以绳子的拉力等于C的重力大小，故绳子对A物体施加一水平向

8、右的拉力作用，大小为m0g，要使A物体平衡，桌面需要对A施加一水平向左的摩擦力作用。本题的正确选项应为A。（一）三个共点力作用物体平衡的特点及解法如图4-2-2所示，物体在共点力F1、F2、F3作用下处于平衡状态，则此时F2和F3的合力与F1大小相等，方向相反，且在同一条直线上。将力F1、F3平移可得图4-2-3所示图形，可以看出，这三个力首尾相接，组成一个封闭的三角形。利用这个规律解题时，常可以提