复习专题:共点力平衡问题

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【课题】共点力作用下的静态平衡问题

【课型】复习课

【三维目标】

一、知识与能力

掌握共点力作用下的静态平衡问题的解决方法。

二、过程与方法

系统的归纳在共点力平衡问题中可能会用到的整体法和隔离法;正交分解法和矢量三角形法。

三、情感态度与价值观

通过系统的归纳与学习,使学生能够把电磁学中力学知识跟平衡问题有机的结合,积极应对高考。

【教学重点】

共点力平衡问题的一般方法;整体法与隔离法;研究对象的转移;正交分解法及矢量三角形法

【教学难点】

整体法与隔离法的选择;正交分解法

【教学过程】

一、新课导入

上节课我们通过考点网络结构的方式给大家复习了高中阶段必须掌握的几种力:重力、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛伦兹力。那么物体在这些力的作用下可能会达到平衡状态,今天我们就一起来复习物体在共点力作用下

的静态平衡问题的解决方法及其他物理方法。

二、课程设计

问:何为物体的静态平衡?

答:物体在力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态。

接下来我们就通过一道例题来总结一下解决共点力平衡问题的一般方法和步骤。(过渡)

例1:如图所示,两根相距L的光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ,质量为m 的金属杆ab 垂直导轨放置,整个装置处于垂直金属导轨平面向上的匀强磁场中。当金属杆ab中通有从a到b的电流I时,金属杆ab保持静止。求:

(1)金属杆对导轨的压力。

(2)磁感应强度的大小。

解:以通电金属杆为研究对象,

受力分析如图,正交分解重力,得:mg x=mgsinθ

mg y=mgcosθ

则,mgsinθ=IBL

mgcosθ=F

解方程的B= mgsinθ/IL

根据牛顿第三定律,金属杆对导轨的压力为mgcosθ。

现在我们来总结下解决这个问题的一般步骤:

【课件展示】

(一)选择合适的研究对象(选对象)

(二)对研究对象进行受力分析(分析力)

(三)选择合适的方法处理受力(处理力)

(四)根据平衡条件列出方程(列方程)

(五)解方程,得出结论(得结论)

有的同学可能在想,老师现在都第二轮复习了,你怎么还讲这么简单的题目呢?我要告诉大家的是,我们现在并不是学会解这道题,而是学会解决这类问题的一般方法。那么,请问大家知道在解决这类问题的每一个步骤中又会遇到什么特殊情况吗?让我们回过头来在看一下每个解题步骤。(过渡)

(一)选择合适的研究对象(选对象)

1、整体法:在分析两个或者两个以上物体间的相互作用时,如果两个物体的运动状态相同,且分析的受力是两个物体的外力。

2、隔离法:在分析两个或者两个以上物体间的相互作用时,分析的受力是两个物体的内力。

例2:(2013·北京理综)倾角

为α、质量为M的斜面体静止在

水平桌面上,质量为m的木块

静止在斜面体上。下列结论正确的是( D )

A.木块受到的摩擦力大小是mgcosα

B.木块对斜面体的压力大小是mgsina

C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα

D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g

3、转移研究对象法:当直接分析一个物体的受力不方便时,可采取“转移研究对象法”,即先分析另一个物体的受力,再根据牛顿第三定律分析该物体受力。

(二)对研究对象进行受力分析(分析力)

受力分析的顺序:重力→已知外力→弹力→摩擦力→电场力→安培力→洛伦兹力

(三)选择合适的方法处理受力(处理力)

【课件展示】

1、正交分解法(1)建立直角坐标系

(2)不在坐标轴上的力分解到坐标轴上

(3)根据三角函数写出分力与合力的关系2、矢量三角形法:根据三角函数关系求力

例3:(2013·甘肃一模)如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间

的夹角为θ质量为m、长为L的金

属杆ab垂直导轨放置,整个装置

处于垂直ab方向的匀强磁场中。

当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab保持静止。则磁感应强度的方向和大小可能为( AD )

A.竖直向上,mgtanθ

IL

B.平行导轨向上,

mgcosθ

IL

C.水平向右,mg

IL

D.水平向左,

mg

IL

(四)根据平衡条件列出方程(列方程)

∑F X=0; ∑F Y=0

(五)解方程,得出结论(得结论)

利用数学方法解方程得出结论

三、课堂小结

【课件展示】树形结构图

结合多媒体课件(树形结构图)进行课堂小结四、课后作业

第二章综合测试题2、6、8、9

五、教学反思

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