高一物理 第四章 物体的平衡 一共点力作用下物体的平衡(第一课时) 大纲第一册

芯衣州星海市涌泉学校一、一一共点力
作用下物体的平衡
●沉着说课
本节学习一一共点力平衡及条件。

内容包括平衡状态、一一共点力作用下物体的平衡条件和一一共点力的平衡条件。

本节课的教学目的定位如下：
1.理解一一共点力作用下物体平衡的概念。

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2.理解一一共点力作用下物体平衡的概念.
3.知道什么是力的平衡
4．应用一一共点力的平衡条件进展有关受力的分析，解决简单的平衡问题。

本节课的教学重点是掌握一一共点力作用下物体平衡的条件及其简单应用
本节课的教学难点是充分利用一一共点力的平衡条件和正交分解法求解一一共点力作用下物体的平衡问题。

本节研究的一一共点力平衡从表象上看是物体处于静止或者者匀速直线运动状态，其本质是物体所受合外力为零。

结合上述特点：本节采用实验法、归纳法、问题解决法和分层教学法，来帮助学生掌握一一共点力作用下物体的平衡问题。

本节的教学程序如下：
直接导入新课→复习一一共点力的知识，分析实例得到什么是一一共点力作用下物体的平衡状态→学生实验探究一一共点力作用下物体的平衡条件→课堂讨论强化本节知识点。

●教学目的
一、知识目的
1.知道什么是一一共点力作用下物体的平衡状态.
2.掌握一一共点力的平衡条件.
二、才能目的
通过演示实验及学生自己动手做实验培养学生的推理分析才能、观察才能、动手才能.
三、德育目的
1.辨证唯物主义的相对性观点.
2.特殊到一般、一般到特殊的逻辑推理思维方式.
●教学重点
1.一一共点力作用下物体的平衡状态.
2.一一共点力的平衡条件.
●教学难点
一一共点力的平衡条件.
●教学方法
实验法、归纳法、问题解决法、分层教学法.
●教学用具
演示物体一个、弹簧秤假设干.
●课时安排
1课时
●教学过程
［投影本节学习目的］
1.知道什么是一一共点力作用下物体的平衡状态.
2.掌握一一共点力的平衡条件.
[学习目的完成过程]
一、导入新课
一个物体可以处于不同的运动状态，其中常见的是平衡状态，而且很有实际意义，如起重机、建筑物等就需要保持平衡状态.那么，什么是物体的平衡状态？物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？这一章就来学习这方面的问题，本节课我们先来学习在一一共点力作用下物体的平衡.
二、新课教学
说明：分层教学的前提是通过教师与学生的沟通，结合对各部分的掌握及学生的学习习惯及态度、兴趣等综合因素，大致将学生分为三个层次.详细如下：
A层次：对物理有较浓的学习兴趣、根底知识牢靠，学习习惯较好，能主动预习且能超前认知的同学.
B层次：自我感觉学习物理没有多大困难，自我学习约束才能一般，能跟上教师上课的步骤的同学.
C层次：没有或者者兴趣不大，需要教师或者者别人的催促，学习习惯不太好，属于被动学习的阶段，相对而言成绩也较差.
课堂布置：C层次靠前
B层次居中
A层次自愿
〔一〕平衡状态
[学生活动]
阅读课文并考虑以下问题：
[投影]阅读考虑题：
1．什么是平衡状态
2．在一一共点力作用下，物体的平衡状态分为哪两类
3．举例说明什么是物体的平衡状态．
4．谈一下你对静止的理解．
[分组讨论并汇报讨论结果]
1．一个物体在一一共点力作用下，假设保持静止或者者匀速直线运动，那么这个物体就处于平衡状态．2．一一共点力作用下物体的平衡又分为两种情形，即静平衡(物体静止)和动平衡(物体做匀速直线运动)．3．学生可能举的平衡实例有：
①光滑程度面上匀速滑动的物块；
②沿斜面匀速下滑的木箱；
③天花板上悬挂的吊灯；
④上抛到最高点的物体；
⑤一个物体拿在手中，在松手的瞬间．
[实例讨论]
同学举的实例平衡中：前三种情况下，物体的加速度都等于零，而后两种情况下，物体的加速度都不等于零，而物体处于平衡状态的特征是a=O．所以同学们所举的前三个例子都是物体处于平衡状态，而后两种不是平衡状态．
4．[教师点拨对静止的理解]
静止与速度v=O不是一回事。

物体保持静止状态说明v=O，a=O．两者同时成立,假设仅是v=0,a≠0，例如上抛到最高点的物体，此时物体并不能保持静止状态所以物体并非处于平衡态．
[总结并板书]
(一)平衡状态
一个物体在一一共点力的作用下。

假设保持静止或者者者做匀速直线运动。

就说这个物体处于平衡状态．(1)几个力都作用在物体的同一点。

或者者者它们的作用线相交于同一点这几个力叫一一共点力．
实际问题中假设可以不考虑物体的大小和形状，而把物体当作一个质点时，作用在该物体上的力都可以看作一一共点力．
(2)平衡状态的种类
①静平衡：物体保持静止状态．注意：物体做竖直上抛运动到最高点时，速度为零，只是变速运动的一个瞬间，不是平衡状态，因为它并不能一直保持速度为零——静止状态．
②动平衡：物体保持匀速直线运动状态．
(3)有时说“物体缓缓运动〞即认为物体处于动平衡状态．
(4)一一共点力作用下物体的平衡状态就是物体的加速度恒为零的状态．
[投影]稳固练习题
以下物体中处于非平衡状态的是．
A．静止在粗糙斜面上的物体
B．沿光滑斜面下滑的物体
C．在平直路面上匀速行驶的汽车
D．以恒定速率沿一圆周运行的人造卫星
[参考答案]BD
〔二〕．一一共点力作用下物体的平衡条件
(1)请同学分析刚刚所举的例子中各物体的受力情况.要求：
A口头表述〔包括汽车匀速直线运动〕
BC：画出受力示意图〔包括汽车匀速直线运动〕
［结论］物体在平衡时既可受两个力，又可受更多的力.
(2)实例分析，理论推导.
［思路］分析受力的合力.
［学生活动设计］
感性理解认识：F合=0
［投影］过程：
从平衡状态得：
a=0
又由牛顿第二定律得：
F合=ma=0
结论：平衡状态的条件为：
F合=0
(3)实验验证：
演示实验：
用弹簧秤先测演示物体的重量G
再用两个弹簧秤向上成一角度提起演示物体，使其保持静止状态.读出弹簧秤的示数
板画：物体的受力图示，根据力的平行四边形定那么，求出合力.结果：
在误差允许范围内，合力为零.
分组实验：
按已经准备分好的组〔A、B、C搭配〕分组进展，教师巡回指导.
a.一个弹簧秤提起某物保持静止.
a1受力分析
a2 F合
b.两个弹簧秤提起重物保持静止
b2画出力的图示
b3应用平行四边形定那么求F合.
抽查同学验证结果.
请一A层次同学归纳所学知识及思路.
［强化训练］
以下关于质点处于平衡状态的阐述，正确的选项是
A.质点一定不受力的作用
B.质点一定没有加速度
C.质点一定没有速度
D.质点一定保持静止
［学生活动设计］讨论解答、提问〔B层次〕
参考答案：B
〔三〕.拓展
〔1〕结合前面所学，考虑：物体受两个一一共点力平衡时，这两个力是什么关系？是否学过？学生考虑得：二力平衡.
〔2〕静止的理解
考虑题：静止与v=0是一回事吗？试举例说明？与“保持〞的理解类比.
参考解答：
保持静止：v=0,a=0
v=0:可能a=0
可能a≠0,例自由落体起始时刻.
［学生活动设计］A 讨论
B 、
C 独立考虑
〔3〕理解力的平衡.
方法：同学阅读P71最后一段认识.`
〔4〕考虑题：〔A 层次〕
试推导四个力，五个力、n 个力〔一一共点力〕的平衡条件.
〔5〕三个平衡时，其中任意两个力的合力与第三个力的关系.
方法：A 、B 讨论C 独立考虑
［结论］抽查：F1、2与F3大小相等、方向相反，且在一条直线上.
〔四〕.补充说明
方法：教师介绍强调
〔1〕物体做什么运动与我们选取的参考系亲密相关，我们断定物体是不是处于平衡状态应选择惯性参考系，常用的惯性参考系是地球或者者相对地球静止或者者匀速直线运动的物体.
〔2〕一一共点力平衡条件的深化 F 合=0→⎪⎩⎪⎨⎧==0
0合合y x F F 〔3〕三力汇交原理
假设物体在三个非平行力作用下处于平衡状态，那么这三个力必定一一共点一一共面，合力为零，称为三个一一共点力的平衡.
［强化训练］投影
如下列图，质量为m 的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑，求物体与斜面间的动
摩擦因数多大？
［分析］关键词—匀速〔下滑〕⇒处于平衡状态，那么所受合力为零.
解：沿斜面和垂直斜面建立坐标系，受力分析得：
在x轴上合力为零，有F-mgsinθ=0
在y轴合力为零，有FN-mgcosθ=0
又F=μFN所以μ=F/FN=tanθ
［说明］该结果在很多时候对做题有用.
[课堂讨论]
1．谈一下静止与平衡状态I速度为零与静止的区别．
2．试从二力平衡条件及一一共点力的合成说明一一共点力作用下物体的平衡条件．
3．物体在一一共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时。

这三个力的作用线是否一定交于一点
[学生活动]
讨论并解答上述问题．
[教师点拨]
1．静止的物体一定平衡。

但平衡的物体不一定静止．
静止状态是物体在一段时间是是内保持速度为零不变，其加速度为零；而物体速度为零可能是物体静止，也可能是物体做变速运动中的一个状态，加速度不为零．
由此可见，静止的物体速度一定为零，但速度为零的物体不一定静止．
因此，静止的物体一定处于平衡状态，但速度为零的物体不一定处于平衡状态．
2．假设物体在多个一一共点力Fl、F2…Fn的作用下处于平衡状态,据一一共点力的合成法那么,可将Fl、F2…Fn用其合力F′代替，那么Fl与F′就是一对平衡力，它们大小相等方向相反，合力为零，所以物体在多个一一共点力作用下的平衡条件是合力为零．
3．物体在一一共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时，这三个力的作用线必相交于一点(简称三力汇交原理)，并且其中任一个力跟其余两个力的合力等值反向．三、小结
[投影小结考虑题]
1．一个物体在一一共点力作用下，假设保持或者者，那么该物体处于平衡状态。

2．一一共点力作用下物体的平衡条件是：物体所受合外力，其数学表达式为F 合=或者者Fx 合=，Fy 合=，其中Fx 合为物体在x 轴方向上所受的合外力，Fy 合为物体在y 轴方向上所受的合外力。

3．叫力的平衡假设物体受到两个力的作用处于平衡状态，那么这两个力
4．假设物体受到三个力的作用处于平衡状态，那么其中任意两个力的合力与第三个力
四、作业
1.课后作业：P73〔1〕〔A 、B 、C 〕
2.预习第二节，完成相关题目〔A 、B 〕
3.考虑题：〔A 层次〕
如下列图，质量为m 的物体C 放在程度木板AB 上，当以21mg 的程度力作用于C 物体时，恰可使C 匀速运动，现将木板一端抬高，当AB 与程度成45°时，求木板所受的摩擦力多大？
[参考答案]：F=42mg
提示：匀速运动，符合一一共点力作用下的平衡特点.
故F 合=0所以21mg=μmg 推得μ=2
1 当AB 与程度成45°时，mgsin45°=
22
mg 断定此时已运动所以F=μmgcos45°=42mg
五、板书设计
六、本节优化训练设计
1.〔1〕以下哪组力作用在物体上，有可能使物体处于平衡状态()
A.3N,4N,8N
B.3N,5N,1N
C.4N,7N,8N
D.7N,9N,6N
〔2〕用手施程度力将物体压在竖直墙壁上，在物体始终保持静止的情况下()
A.压力加大，物体受的静摩擦力也加大
B.压力减小，物体受的静摩擦力也减小
C.物体所受静摩擦力为定值，与压力大小无关
D.不管物体的压力改变与否，它受到的静摩擦力总等于重力
〔3〕如下列图，木块在程度桌面上，受程度力F1=10N，F2=3N而静止，当撤
去F1后，木块仍静止，那么此时木块受的摩擦力为
A.0
B.程度向右，3N
C.程度向左，7N
D.程度向右，7N
2.〔1〕重300N的木箱放在光滑的程度地面上，一个人用200N的力F作用在木箱上，方向与程度方向成30°斜向上，当木箱沿地面运动时，地面对木箱的支持力为______N.
〔2〕质量一样的甲和乙叠放在程度面上，用力F拉乙，使甲、乙一起匀速运动，此时，设甲与乙之间的摩擦力为F1，乙与地之间的摩擦力为F2，那么F1=______，F2=______.
3.如下列图，当用大小为20N，方向与程度成37°的力F推物体时，恰能使重15N
的重物靠在墙上不下滑，问：
〔1〕此时物体所受摩擦力是多大？
〔2〕当推力方向不变，大小为22N时，物体与墙之间的摩擦力是多少？
〔3〕欲使物体与墙壁间不存在摩擦力，那么推力大小应变为多大？
［参考答案］
1.〔1〕CD
(2)CD提示：此题中，物体始终保持静止，即是指物体一直处于平衡状态，那么据一一共点力作用下
物体的平衡条件有
F 合=0⎪⎩⎪⎨⎧==0
0合合y x F F
对物体受力分析，如右图
可得F=FN ，Ff=G
〔3〕B 提示：静摩擦力始终等于使物体发生相对运动趋势的力.
2.〔1〕200N 提示：竖直方向上合力为零〔2〕F1=0 F2=F
3.〔1〕3N ，沿墙向上〔2〕N ，沿墙向上〔3〕25N。