《平衡条件的应用》教案(3)(1)
高一物理学案 平衡条件应用(一):动态平衡问题
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AA /B 高一物理学案平衡条件应用(一):动态平衡问题【课前案】【学习目标】1. 知道什么是动态平衡问题。
2. 掌握动态平衡的两种处理方法——图解法、解析法、相似三角形法。
【知识梳理】1. 动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而整个过程中物体又处于一系列的平衡状态。
2. 动态平衡的处理方法(1)图解法 :通过画出不同情况下的平行四边形来判断出力的变化情况的方法。
使用条件:物体只受三个力,一个力不变,一个力方向不变,第三个力大小方向都变化。
一般步骤:①将不变的力反向延长至等长以它为对角线,②以另外两个力为邻边,做平行四边形,平行四边形的两边长即为此时两个力的大小。
③改变第三个力的方向,再次作出平行四边形,两邻边即为此时两个力的大小;④重复几次,由平行四边形不同情况下的边长即可判断两个力的变化情况。
注意事项:①不管第三个力如何变化,平行四边形对角线始终不变。
②方向变化的力若能与方向不变的力垂直,这时的平行四边形一定要作出来,此时有极值出现。
(2)解析法解析法即通过受力分析,根据平衡条件列方程,解出所求量与变量之间的关系式,根据变量的变化规律确定所求量的变化规律。
(3)相似三角形法①相似三角形:正确作出力的三角形后,如能判定力的三角形与图形中已知长度的三角形(几何三角形)相似,则可用相似三角形对应边成比例求出三角形中力的比例关系,从而达到求未知量的目的。
②往往涉及三个力,其中一个力为恒力,另两个力的大小和方向均发生变化,则此时用相似三角形分析。
相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法,解题的关键是正确的受力分析,寻找力三角形和结构三角形相似。
课中案例1.如图所示,电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳OA 使连接点A 向上移动,而保持O 点的位置不变,则A 点向上移动时( )A.绳OB 的拉力逐渐增大B.绳OB 的拉力逐渐减小C.绳OA 的拉力先增大后减小D.绳OA 的拉力先减小后增大O α例2.如图,在人缓慢向右运动的过程中,物体A 缓慢上升,若人对地面的压力为N ,人受到的摩擦力为f ,人拉绳的力为T ,则人在缓慢运动中( )A.N 、f 和T 都增大B.N 和f 增大,T 不变C.N 、f 和T 都减小D.N 增大,f 减小,T 不变例3.如图所示,固定在水平面上的光滑半球,球心O 的正上方固定一小定滑轮,细线一端拴一小球A ,另一端绕过定滑轮,今将小球从图中位置缓慢拉至B 点,在小球达到B 点之前过程中,小球对半球的压力N 、细线的拉力T 的大小变化情况是( )A .N 变大、T 变大B .N 变小、T 变大C .N 不变、T 变小D .N 变大、T 变小例4. 如右图所示,长为5m 的细绳,两端分别系于竖立地面相距为4m 的两杆A 、B 点。
初中数学平衡条件讲解教案
![初中数学平衡条件讲解教案](https://img.taocdn.com/s3/m/eed5d0882dc58bd63186bceb19e8b8f67d1cef5b.png)
初中数学平衡条件讲解教案
教学目标:
1. 理解二元一次方程组的含义;
2. 掌握解二元一次方程组的方法;
3. 能够应用平衡条件解决实际问题。
教学重点:
1. 二元一次方程组的含义;
2. 解二元一次方程组的方法。
教学难点:
1. 理解并应用平衡条件;
2. 解决实际问题。
教学准备:
1. 课件或黑板;
2. 练习题。
教学过程:
一、导入(5分钟)
1. 引导学生回顾一元一次方程的解法,复习等式的性质;
2. 提问:如果有一个问题涉及到两个未知数,我们应该如何解决?
二、新课讲解(20分钟)
1. 引入二元一次方程组的含义,解释什么是平衡条件;
2. 讲解解二元一次方程组的方法,即通过加减消元法或代入法;
3. 举例讲解如何应用平衡条件解决实际问题。
三、练习巩固(15分钟)
1. 分组讨论练习题,让学生动手解二元一次方程组;
2. 选代表回答问题,讲解解题思路和解题过程。
四、课堂小结(5分钟)
1. 回顾本节课所学内容,让学生总结二元一次方程组的解法和应用;
2. 强调平衡条件在实际问题中的应用。
五、课后作业(5分钟)
1. 布置练习题,让学生巩固所学知识;
2. 鼓励学生自主探究,发现更多解决实际问题的方法。
教学反思:
本节课通过讲解二元一次方程组的含义和解法,让学生掌握了平衡条件的应用。
在教学过程中,要注意引导学生理解平衡条件的概念,并通过实际例子让学生感受平衡条件的重要性。
同时,要注重学生的动手实践,培养他们的解题能力和思维能力。
高中物理第一册.力矩平衡条件的应用(备课资料)
![高中物理第一册.力矩平衡条件的应用(备课资料)](https://img.taocdn.com/s3/m/c609f45ea88271fe910ef12d2af90242a895ab6b.png)
●备课资料1。
典型例2的进一步探讨严格地说,这是一个没有固定转动轴的平衡问题。
但是汽车平衡时,既没有移动,也没有转动,因此既要符合合力为零的条件,也要满足合力矩为零的条件.而处于转动平衡时,各力对任意一条轴的力矩和都应该为零,否则相对这条轴就要转动起来。
因此,在处理这种没有固定转动轴的平衡问题时,可以当作有固定转动轴的物体的平衡来处理.2.转动轴的选取很重要在应用力矩平衡条件解决问题时,在某些情况下选取合适的转动轴显得格外重要。
对于物体发生转动的情况,转动轴是显而易见的,但是如果静止不动,应如何选取转动轴呢?通过两个例子来说明这个问题.[例1]如右图所示,一根均匀棒的A端用细绳悬挂起来,用水平力F=20 N作用在B端时,直棒静止在与竖直方向成60°角的位置,直棒有多重?解析:研究对象显然是AB棒,受到了重力G,拉力F和OA绳的拉力F′三力的作用,处于静止状态.受力示意图如右图。
其水平拉力F的大小已知,重力G的大小为待求量,拉力F′的大小和方向均未知.假如选取过B点的直线为转动轴,力矩的平衡方程中含有重力G的大小,绳子拉力F′的大小及其力臂三个未知数,而已知的拉力F在方程中却不能体现,这样选择转动轴显然是不可取的。
同理,选取过重心的直线为转动轴也不合适,因为力矩平衡方程中没有出现重力这个待求量。
那么,在本题中应选过A点且垂直于纸面的直线为转动轴,由于力F′的力矩为零,则重力G的力矩等于拉力F的力矩,平衡方程中只有一个未知数G,即FL1=GL2。
代入数值得G=3340N[例2]有一轻杆AC竖直放在粗糙水平面上,如图所示,A 端用轻绳系住,轻绳另一端固定在地面上的B点,已知θ=30°,若在AC杆的中点D施一大小为20 N的水平力F,使杆处于静止状态,则此时绳对轻杆的拉力为多大?解析:研究对象显然是轻杆受力示意图(如上图),受水平力F、绳AB的拉力F1、地面对它的支持力F2和摩擦力F3四个力的作用,处于转动平衡状态,这其中只有F已知,其他都未知.同上题一样,本题若选过A、D垂直于纸面的直线为转动轴都不合适,只有选过C且垂直于纸面的直线为转动轴才是最佳选择。
平衡问题高中物理教案
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平衡问题高中物理教案
主题:平衡问题
目标:学生能够理解和应用力的平衡条件,解决各种平衡问题。
教学重点:
1. 目的是让学生理解力的平衡条件,并能够通过分析解决平衡问题;
2. 强调在平衡问题中对物体受力的分析和力的平衡条件的应用。
教学难点:
1. 能够熟练应用力的平衡条件解决复杂的平衡问题;
2. 理解和应用平衡问题中的坐标系和合力的概念。
教学准备:
1. 课件、实验器材、活动题材等;
2. 提前准备好与平衡问题相关的例题和练习。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过引导学生回顾力学知识,引出平衡问题的概念,并通过实例引入平衡问题的解决方法。
二、讲解(10分钟)
教师讲解力的平衡条件的概念和使用方法,强调在平衡问题中的分析力的方向和大小,引导学生运用等效原理求解平衡问题。
三、实践(15分钟)
教师组织学生进行平衡问题的实践练习,通过实验和计算,巩固和应用所学的平衡问题解决方法。
四、讨论(10分钟)
教师引导学生讨论和分享在实践中遇到的问题和解决方法,促使学生归纳总结平衡问题解决的关键点。
五、总结(5分钟)
教师对本节课的重点和难点进行总结和梳理,强调学生需要加强的部分,并鼓励学生在课下进行更多的练习。
六、作业(5分钟)
布置作业:请学生完成相关平衡问题的练习题,加深对平衡问题解决方法的理解和应用。
教学反思:
通过这堂课的教学,学生对平衡问题的理解和应用能力得到了提高,并且通过实践中的问题解决,培养了学生的动手能力和合作意识。
在以后的教学中,可以通过更多的实践和案例引入,帮助学生更好地掌握平衡问题的解决方法。
共点力平衡条件的实际应用——物理教案
![共点力平衡条件的实际应用——物理教案](https://img.taocdn.com/s3/m/3c2fdb08f6ec4afe04a1b0717fd5360cbb1a8d61.png)
共点力平衡条件的实际应用——物理教案共点力平衡条件是力学中的一个基本定理,它表述了若干个力作用在物体上,要使其保持平衡,必须满足力的合力为零、力的合力矩为零的条件。
这个定理不仅在理论物理中有很重要的地位,而且其实际应用也非常广泛。
本文将着重介绍共点力平衡条件在物理教学中的实际应用情况。
一、均衡法均衡法是指利用共点力平衡条件来解决物理问题的一种方法。
例如,当我们需要求解一个悬挂载物体的重力和绳索张力时,我们可以利用共点力平衡条件来解决。
在这个问题中,物体受到向下的重力和向上的绳索张力两个力的作用,为了使物体保持静止,必须满足这两个力的合力为零。
一般来说,在这种情况下,我们通常采用均衡法来解决这个问题。
二、实验教学在物理教学中,共点力平衡条件也是不可或缺的一部分。
例如,在静力学实验中,我们经常要用无名膜来测量一个物体的质量。
无名膜一端挂载在一个支架上,另一端则用于悬挂需要测量质量的物体。
为了确保实验的准确性,必须保证无名膜处于平衡状态。
因此,在悬挂物体的同时,我们也需要应用共点力平衡条件来确保无名膜处于平衡状态,从而保证实验的可靠性。
三、应用于力学模拟在现代科技中,共点力平衡条件的应用也非常广泛。
例如,在力学模拟中,我们通常会经常利用共点力平衡条件来模拟物体的运动。
在计算机程序中,我们可以利用共点力平衡条件来模拟一个物体的跌落、振动、滚动等运动状态。
通过这样的模拟,我们可以更直观地了解物体的运动特性,从而为物理研究提供更实用的工具和方法。
结论共点力平衡条件在物理教学中的应用非常广泛,它不仅是解决许多物理问题的基本手段,还是科学研究和技术发展的基础。
只有在深入理解和应用共点力平衡条件的基础上,我们才能更好地探索物理世界的奥秘。
2023年高三化学平衡教案(精选3篇)
![2023年高三化学平衡教案(精选3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/8f9871aa162ded630b1c59eef8c75fbfc77d94f0.png)
2023年高三化学平衡教案(精选3篇)教案1:化学平衡的原理与应用一、教学目标:1. 理解化学平衡的概念和特征;2. 掌握化学平衡的判断条件和计算方法;3. 了解化学平衡的原理和应用。
二、教学重难点:1. 化学平衡的判断条件和计算方法;2. 化学平衡的原理和应用。
三、教学内容及步骤:1. 化学平衡的概念和特征(20分钟)a. 理解化学平衡的概念;b. 掌握化学平衡的特征。
2. 化学平衡的判断条件和计算方法(40分钟)a. 理解化学平衡的判断条件;b. 掌握化学平衡的计算方法。
3. 化学平衡的原理和应用(40分钟)a. 了解化学平衡的原理;b. 掌握化学平衡的应用。
四、教学方法:1. 讲解法:通过讲解理论知识,使学生了解化学平衡的概念、特征、判断条件和计算方法。
2. 实验法:通过实际操作进行化学平衡的实验观察,加深学生对化学平衡的理解。
3. 讨论法:通过学生之间的讨论,引导学生分析和解决实际问题。
五、教学评价方式:1. 完成课堂练习和作业,检查学生对化学平衡的理解和运用能力;2. 参与小组讨论,检查学生在分析和解决问题上的能力。
六、教学资源:1. 教材《化学》,高中化学教学资源。
教案2:化学平衡的影响因素与平衡常数一、教学目标:1. 掌握影响化学平衡的因素及其变化规律;2. 了解平衡常数的概念和计算方法;3. 掌握利用平衡常数计算平衡态浓度的方法。
二、教学重难点:1. 影响化学平衡的因素及其变化规律;2. 平衡常数的概念和计算方法;3. 利用平衡常数计算平衡态浓度的方法。
三、教学内容及步骤:1. 影响化学平衡的因素及其变化规律(30分钟)a. 温度对化学平衡的影响;b. 压力对化学平衡的影响;c. 浓度对化学平衡的影响。
2. 平衡常数的概念和计算方法(40分钟)a. 平衡常数的定义;b. 平衡常数的计算方法;c. 平衡常数的物理意义。
3. 利用平衡常数计算平衡态浓度的方法(40分钟)a. 利用平衡常数计算未知浓度的方法;b. 利用平衡常数计算浓度变化的方法。
《受力分析共点力的平衡》教案
![《受力分析共点力的平衡》教案](https://img.taocdn.com/s3/m/9b4d4d6f590216fc700abb68a98271fe900eaf73.png)
《受力分析共点力的平衡》教案一、教学目标1. 让学生理解受力分析的概念,掌握受力分析的方法。
2. 让学生了解共点力的概念,理解共点力的平衡条件。
3. 培养学生运用受力分析和共点力平衡条件解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 受力分析的概念和方法2. 共点力的概念3. 共点力的平衡条件4. 共点力平衡条件的应用5. 实际问题分析与解决三、教学重点与难点1. 教学重点:受力分析的方法,共点力的平衡条件,共点力平衡条件的应用。
2. 教学难点:受力分析的准确性,共点力平衡条件的灵活运用。
四、教学方法与手段1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动思考、探究问题。
2. 利用多媒体课件,生动展示受力分析和共点力平衡的原理和应用。
3. 结合实物模型和示意图,帮助学生直观理解受力分析和共点力平衡的概念。
4. 进行分组讨论和实验操作,提高学生的实践能力和团队协作能力。
五、教学安排1. 第一课时:受力分析的概念和方法2. 第二课时:共点力的概念和共点力的平衡条件3. 第三课时:共点力平衡条件的应用4. 第四课时:实际问题分析与解决【课堂导入】(引入受力分析的概念,通过展示实例或问题,引发学生对受力分析的兴趣和思考。
)【新课内容】1. 受力分析的概念和方法(1)受力分析的定义(2)受力分析的方法和步骤(3)受力分析的注意事项2. 共点力的概念(1)共点力的定义(2)共点力的特点3. 共点力的平衡条件(1)共点力平衡的定义(2)共点力平衡的条件【课堂练习】(给出一些简单的受力分析和共点力平衡的问题,让学生进行练习,巩固所学知识。
)【课堂小结】【课后作业】(布置一些有关受力分析和共点力平衡的应用题,让学生进行进一步的练习和思考。
)六、教学活动设计1. 受力分析实例展示:通过展示实例,让学生了解受力分析的概念和方法,引导学生主动思考、探究问题。
2. 共点力平衡条件讨论:让学生分组讨论共点力的平衡条件,鼓励学生提出自己的观点和见解,培养学生的团队协作能力。
高中物理平衡问题教案
![高中物理平衡问题教案](https://img.taocdn.com/s3/m/4ac0707d5b8102d276a20029bd64783e09127da5.png)
高中物理平衡问题教案
学科:物理
年级:高中
课题:平衡问题
时间:80分钟
教学目标:
1.了解平衡的概念和条件
2.掌握平衡问题的解题方法
3.应用平衡原理解决实际问题
教学重点:
1.平衡的概念和条件
2.平衡问题的解题方法
教学难点:
1.应用平衡原理解决实际问题
教学准备:
1.教案、课件
2.平衡问题的练习题
3.实验器材:不同重量的物体、吊钩、弹簧测力计等
教学过程:
一、导入(5分钟)
介绍平衡的概念,引导学生思考平衡问题在生活中的应用。
二、讲解(20分钟)
1.讲解平衡的条件:合力为零,合力矩为零
2.介绍平衡问题的解题方法:分解力,建立坐标系等
三、实验操作(20分钟)
1.教师展示实验:使用吊钩和弹簧测力计测量物体的重量
2.学生分组进行实验操作:测量不同重量的物体的重量并记录数据
四、练习(20分钟)
1.布置平衡问题的练习题,让学生尝试解答
2.学生互相讨论和解答问题,教师在一旁指导和解释
五、总结(10分钟)
1.回顾本节课的内容,强化学生对平衡问题的掌握
2.展示一些实际问题让学生应用平衡原理解决
六、作业(5分钟)
布置作业:完成平衡问题的习题,加深对本节课内容的理解和掌握。
教学反思:
通过本节课的教学,学生应该对平衡问题有了更深入的认识,掌握了解决平衡问题的方法。
同时,也希望学生能够应用所学知识解决实际问题,加深对物理学概念的理解。
力矩平衡条件的应用:物理教案二案例分析
![力矩平衡条件的应用:物理教案二案例分析](https://img.taocdn.com/s3/m/5ed5e069bdd126fff705cc1755270722192e59f4.png)
力矩平衡条件的应用:物理教案二案例分析引言力矩平衡条件是力学中一种非常常用的概念,它可以用来分析物体的平衡状态,并找出物体平衡的条件。
在物理教学中,力矩平衡条件经常被用来解决各种问题,而本文将在这方面进行一些案例分析,以帮助读者更好地理解力矩平衡条件的应用。
一、实验背景在这个案例中,我们需要解决这样一个问题:在一个水平桌面上,有一根水平杆子,两端分别挂着一个重物。
通过调整杆子的位置,我们需要让杆子保持平衡状态。
在这个问题中,我们需要运用到力矩平衡条件去寻找杆子保持平衡的条件。
二、实验原理在这个问题中,我们可以利用以下原理:1.杆子的质量可以看作固定的,而两端的两个重物的质量可以看作变量。
2.在杆子处于平衡状态时,重力和重心处于同一直线上。
3.杆子两端的重物重力分别为F1和F2,所受力的支点距离杆子支点的水平距离为r1和r2。
4.当杆子处于平衡状态时,F1×r1=F2×r2。
基于以上原理,我们可以推导出以下公式:平衡条件:F1×r1=F2×r2其中,F1和F2分别为两端的重物重力大小,r1和r2为杆子支点到两个重物重心的水平距离。
三、实验步骤1.创建一个模拟环境,在环境中添加一个水平桌面和一个水平杆子。
2.在杆子两端添加两个重物,重物的质量大小可以任意设置。
3.调整重物的位置,使得杆子平衡。
四、实验结果通过以上步骤,我们可以得到一个杆子平衡的结果。
在这个结果中,杆子的平衡状态是由力矩平衡条件得出的,其中F1×r1=F2×r2。
五、实验分析通过以上实验结果,我们可以知道,在杆子处于平衡状态时,力矩平衡条件可以用来确定两端重物质量的大小比例。
如果一个重物的质量增大,那么另一个重物的质量就需要相应地减小,以保证平衡条件的成立。
在分析这个问题时,我们需要注意到一些细节。
杆子支点处的重心需要在杆子的中心位置,才能保证杆子处于平衡状态。
在调节重物位置时,需要注意到力矩的方向,以保证平衡条件的成立。
2. 共点力平衡条件的应用-教科版必修1教案
![2. 共点力平衡条件的应用-教科版必修1教案](https://img.taocdn.com/s3/m/d88d94775627a5e9856a561252d380eb6394235b.png)
2. 共点力平衡条件的应用-教科版必修1教案1. 教学目标1.了解共点力平衡的基本概念,并学会应用共点力平衡条件求解问题。
2.可以熟练运用牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律,分析物体运动状态及力的作用情况。
3.能够通过例题和习题,掌握共点力平衡条件的应用方法,提高对力学知识的掌握程度。
2. 教学重点、难点1.重点:共点力平衡条件的应用。
2.难点:如何应用共点力平衡条件解决实际问题。
3. 教学方法1.讲授法:先明确基本概念,然后通过例题分析应用,最后引导学生自主运用。
2.实验法:通过小实验,让学生感性认识共点力平衡条件的意义和应用方法。
3.互动法:以小组竞赛的形式开展讨论和分享,提高学生合作能力。
4. 教学过程4.1 导入(10分钟)1.引入本节课的内容:本节课将学习关于共点力平衡的基本概念和应用,之后进行实践练习。
2.展示一些与本节课相关的图片,如桥梁的构造、吊车起重的情景等。
4.2 理论知识讲解(30分钟)1.定义:何为共点力平衡?如何建立共点力平衡模型?如何应用共点力平衡条件求解问题?2.实例分析:教师通过具体例子,分析应用共点力平衡条件求解问题的方法和步骤,鼓励学生多思考转化问题。
3.组合题练习:让学生分组,自行组卷、交卷、评价。
4.3 实践活动(30分钟)1.设计小实验:教师或学生设计小实验,验证共点力平衡条件的成立和作用情况。
2.小组竞赛:设定几个实际问题,让学生分组竞赛,应用共点力平衡条件求解问题,同时加强学生组内合作能力和表达能力。
4.4 总结归纳(10分钟)1.请学生自主进行总结和归纳。
2.教师提供指导和补充说明。
5. 教学反思1.教师根据教学反馈和学生作业,对本节课内容和方法进行评估和改进。
2.教师结合学生学习情况和特点,调整每个环节的时间安排和板块的内容设置。
6. 课后作业1.完成教师布置的习题,加强应用能力。
2.学生自主设计和解决一个实际问题,并用共点力平衡条件进行求解。
教案:共点力平衡的应用
![教案:共点力平衡的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/266da9b5960590c69ec3764d.png)
第8单元:共点力平衡条件的应用教学目标:一、知识目标1:能用共点力的平衡条件,解决有关力的平衡问题;2:进一步学习受力分析,正交分解等方法。
二、能力目标:学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法,培养学生灵活分析和解决问题的能力。
三、德育目标:培养学生明确具体问题具体分析:教学重点:共点力平衡条件的应用教学难点:受力分析、正交分解、共点力平衡条件的综合应用。
教学方法:讲练法、归纳法教学用具:投影仪、投影片教学步骤:一、导入新课1:用同应片出示复合题:(1)如果一个物体能够保持或,我们就说物体处于平衡状态。
(2)当物体处于平衡状态时:a:物体所受各个力的合力等于,这就是物体在共点力作用下的平衡条件。
b:它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是。
2:学生回答问题后,师进行评价和纠正。
3:引入:本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题。
二:新课教学(一)用投影片出示本节课的学习目标:1:熟练运用共点力的平衡条件,解决平衡状态下有关力的计算。
2:进一步熟练受力分析的方法。
(二)学习目标完成过程:1:共点力作用下物体的平衡条件的应用举例:(1)用投影片出示例题1:如图所示:细线的一端固定于A点,线的中点挂一质量为m的物体,另一端B用手拉住,当AO与竖直方向成 角,OB沿水平方向时,AO及BO对O点的拉力分别是多大?(2)师解析本题:先以物体m为研究对象,它受到两个力,即重力和悬线的拉力,因为物体处于平衡状态,所以悬线中的拉力大小为F=mg。
再取O点为研究对像,该点受三个力的作用,即AO对O点的拉力F1,BO对O点的拉力F2,悬线对O点的拉力F,如图所示:a:用力的分解法求解:将F =mg 沿F 1和F 2的反方向分解,得到 ,cos /;///θθmg F mgtg F ==得到θθmgtag ;F mg F ==21cos /b :用正交分解合成法求解建立平面直角坐标系由F x 合=0;及F y 合=0得到: ⎩⎨⎧==-211sin 0cos F F mg F θθ 解得: θθtan ;cos /21mg F mg F ==2:结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤:(1)确定研究对象(2)对研究对象进行受力分析,并画受力图;(3)据物体的受力和已知条件,采用力的合成、分解、图解、正交分解法,确定解题方法;(4)解方程,进行讨论和计算。
掌握共点力作用下物体的平衡条件教案
![掌握共点力作用下物体的平衡条件教案](https://img.taocdn.com/s3/m/25c2e9cae43a580216fc700abb68a98270feac7a.png)
本文主要讲述如何在课堂教学中帮助学生掌握共点力作用下物体的平衡条件。
本教案的目标是让学生能够理解和掌握平衡条件,并能够应用到实际问题中。
一、教学目标:1.掌握牛顿第一定律的基本内容,理解力的平衡的必要条件。
2.熟悉共点力的作用,了解测量力的方法和三个方向上的受力分析法。
3.理解物体平衡的概念,掌握求解物体平衡的例题。
二、教学内容:1.牛顿第一定律和力的平衡(1)牛顿第一定律的基本概念牛顿第一定律是经典力学中的基本定律。
它的内容是:在惯性系中,若物体不受外力,则该物体保持静止或匀速直线运动的状态。
(2)力的平衡和必要条件物体受到多个力的作用时,当合外力及外力矩为零时,物体处于平衡状态。
受力的必要条件是:受力的合力为零,受力的合力矩为零。
2.共点力和测量力的方法(1)共点力的概念共点力的作用是指多个力作用于物体上,且它们的方向都通过一个共同的点,这些力就称为共点力。
(2)测量力的方法测量力的方法有弹力计法和平衡法。
弹力计法是通过劲度杆设立弹簧,并把被测力作用于弹簧上,根据弹簧的拉伸量去计算力的大小。
平衡法是在杠杆上放置两个物体,并通过调整它们的位置来实现定量的测量。
3.三个方向上的受力分析法和物体平衡的实现(1)三个方向上的受力分析法受力分析法是通过分析物体所受的力并给出相应的方向和大小来实现物体平衡的过程。
其中包括了三个方向上的分析方法:水平方向上的受力分析、竖直方向上的受力分析和受力方向的分析。
(2)物体平衡的实现物体平衡的实现,指的是通过分析物体所受的各种力,并给出相应的方向和大小来使物体处于平衡状态。
在实现物体平衡的过程中,需要施加适当的力以使物体处于平衡状态。
三、教学方法:1.演示和讲解。
2.案例学习。
3.师生互动。
4.练习和自我检测。
四、教学过程:1.知识的灌输和讲解:通过演示视频、图像和实例对学生进行知识的灌输,使他们对共点力和物体平衡有更深入的理解。
2.互动式学习:教师和学生通过提问和解答,共同探讨如何实现物体平衡条件,互相思考和总结。
小学物理平衡问题教案
![小学物理平衡问题教案](https://img.taocdn.com/s3/m/8b292d6cbdd126fff705cc1755270722192e59a5.png)
小学物理平衡问题教案教学目标:1. 让学生了解和掌握平衡状态的概念,知道物体处于静止或匀速直线运动状态时,称为平衡状态。
2. 学生能够理解二力平衡的条件,并能应用于实际问题中。
3. 培养学生观察、思考和解决问题的能力。
教学重点:1. 平衡状态的概念。
2. 二力平衡的条件。
教学难点:1. 二力平衡条件的应用。
教学准备:1. 教学课件或黑板。
2. 弹簧秤两个,细线,小球。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用课件或黑板,展示一些平衡状态的图片,如荡秋千的小孩、走钢丝的人等。
2. 引导学生观察并思考:这些图片中的物体处于什么状态?为什么说它们处于平衡状态?二、新课教学(15分钟)1. 讲解平衡状态的概念:物体处于静止或匀速直线运动状态时,称为平衡状态。
2. 讲解二力平衡的条件:两个力必须作用在同一个物体上;两个力的方向必须相反;两个力的大小必须相等。
3. 举例说明二力平衡的应用,如拉力和重力的平衡、推力和摩擦力的平衡等。
三、课堂实验(15分钟)1. 准备两个弹簧秤,细线和小球。
2. 将一个小球用细线悬挂起来,用一个弹簧秤向上拉小球,观察小球的运动状态。
3. 再用另一个弹簧秤向下拉小球,观察小球的平衡状态。
4. 引导学生分析:小球处于平衡状态时,受到的两个力是什么?它们是否满足二力平衡的条件?四、课堂练习(10分钟)1. 出示一些关于平衡问题的图片或情境,让学生运用二力平衡的条件进行分析。
2. 学生互相讨论,共同解决问题。
五、总结与反思(5分钟)1. 回顾本节课所学的内容,让学生复述平衡状态的概念和二力平衡的条件。
2. 学生分享自己在课堂练习中的收获和感受。
教学延伸:1. 邀请家长参与,进行家庭实验,让学生在家庭中寻找和平衡相关的现象,与家长一起分析。
2. 组织学生进行物理知识竞赛,让学生运用所学的知识解决问题。
教学反思:本节课通过展示图片、课堂实验和练习,让学生了解和掌握了平衡状态的概念和二力平衡的条件。
《共点力的平衡及其应用》 学历案
![《共点力的平衡及其应用》 学历案](https://img.taocdn.com/s3/m/9af9e4809a89680203d8ce2f0066f5335a816796.png)
《共点力的平衡及其应用》学历案一、学习目标1、理解共点力平衡的概念,能准确判断物体是否处于共点力平衡状态。
2、掌握共点力平衡的条件,并能运用其解决实际问题。
3、学会通过受力分析,利用平衡条件求解未知力。
二、学习重难点1、重点(1)共点力平衡的条件及其应用。
(2)受力分析的方法和步骤。
2、难点(1)动态平衡问题的分析与求解。
(2)多物体系统的共点力平衡问题。
三、知识回顾1、力的合成与分解(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上产生的效果与几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力。
(2)力的合成:求几个力的合力的过程。
(3)力的分解:求一个力的分力的过程。
2、平行四边形定则两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
四、新课导入在日常生活中,我们常常看到一些物体处于静止或匀速直线运动状态,比如放在水平桌面上的书本、悬挂着的吊灯、在平直道路上匀速行驶的汽车等。
这些物体为什么能够保持这样的状态呢?这就涉及到共点力的平衡问题。
五、共点力平衡的概念如果一个物体在几个力的作用下,保持静止或者匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
此时,这几个力的合力为零,我们把这样的几个力称为共点力。
六、共点力平衡的条件共点力平衡的条件是:物体所受合力为零。
即:\(F_{合}=0\)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,我们称之为二力平衡。
如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力必定与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
如果物体受到多个力的作用处于平衡状态,可以先将这些力进行合成,最终合力必定为零。
七、共点力平衡条件的应用1、求解未知力(1)步骤①明确研究对象。
②对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。
③根据共点力平衡条件,列出力的平衡方程。
共点力平衡条件的应用教案
![共点力平衡条件的应用教案](https://img.taocdn.com/s3/m/57c1b565767f5acfa0c7cd06.png)
共点力平衡条件的应用教学目标知识目标1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态.2、掌握共点力的平衡条件.3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题.能力目标1、培养学生应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力.2、培养学生全面分析问题的能力和推理能力.情感目标1、教会学生用辨证观点看问题,体会团结协助.典型例题关于斜面物体的摩擦力的两种分析方法以及拓展例1如图,一物块静止在倾角为37°的斜面上,物块的重力为20N,请分析物块受力并求其大小.分析:物块受竖直向下的重力,斜面给物块的垂直斜面向上的支持力,斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力.解:1、方法1——用合成法(1)合成支持力和静摩擦力,其合力的方向竖直向上,大小与物块重力大小相等;(2)合成重力和支持力,其合力的方向沿斜面向下,大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小相等;(3)合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力和重力,其合力的方向垂直斜面向下,大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力的大小相等.合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的,这有共点力平衡条件决定,关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚.2、方法2——用分解法理论上物块受的每一个力都可分解,但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算),本题正交分解物块所受的重力,利用平衡条件,,列方程较为简便.为了学生能真正掌握物体的受力分析能力,要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法,要有一定数量的训练.方法2的拓展1:一物块静止在倾角为的斜面上,物块的重力为,请分析物块受力并分析当倾角慢慢减小到零的过程其大小的变化情况.解:依题意用分解法将物块受的重力正交分解,利用,的平衡条件,得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力的大小为,斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小.物块受的重力是不变的(关于这一点学生非常清楚),根据数学的知识的分析可以知道当倾角慢慢减小到零的过程,逐渐增大,最后等于物块的重力;逐渐减小,最后等于零.适当的时候,提醒学生分析的方法和结论;提醒学生极限法的应用,即倾角等于零时的极限情况下分析题目.方法2的拓展2:一物块放在倾角为的斜面上,物块的重力为,斜面与物块的动摩擦因数为,请分析物块受力的方向并分析当倾角慢慢由零增大到90°的过程,物块对斜面的压力受到的摩擦力其大小的变化情况.分析物块受力:时,只受两个力重力和斜面给的支持力,此时没有摩擦力;时,物块只受一个力,物块的重力.(此亦为极限法处理).借此,和学生一起分析,可知物块的运动状态是变化的,既开始时物块静止在斜面上,这时物块受三个力.物块的重力,斜面给物块的支持力和斜面给物块的静摩擦力.在斜面给物块的静摩擦力等于物块的下滑力时,物块开始滑动,此时物块依旧受三个力,物块的重力,斜面给物块的支持力和斜面给物块的滑动摩擦力.物块处于加速运动状态.(这里学习应用了运动性质的分段处理方法).在此基础上分析每个力的大小变化情况.(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解).重力大小不变;斜面给物块的支持力的大小逐渐减小;斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小.利用正交分解分析物体的受力情况例2质量为的物体,用水平细绳拉着,静止在倾角为的光滑固定斜面上,求物体对斜面的压力的大小.如图所示.解:解决力学问题首先对(研究对象)物体进行受力分析,物体在斜面上受三个力:重力、支持力、绳的拉力.以作用点为原点建立如图所示的平面直角坐标系.由平衡条件即,(找准边角关系)可得:由此得到斜面对物体的垂直作用力为:由牛顿第三定律(作用力和反作用力的关系)可知:物体对斜面的压力的大小为:探究活动作图法根据力的平行四边形定则,利用直尺(一般常用的是毫米刻度尺)去求几个力的合力或去求合力的某一个分力.利用作图法解决共点力作用下物体的平衡问题,虽然此种方法简洁、直观、方便,但由于在利用作图法过程中误差的存在(包括作图误差、视图误差、测量误差等)不可避免,得到的结果太粗糙.因此,我们在解题时一般不用作图法.而只是在探讨力的变化规律及相互关系时使用.题1 验证两个分力和合力的关系遵从平行四边形定则题2 探讨随着两个共点力大小及夹角发生变化时合力的变化规律上面两个例题请同学们自己用直尺动手作一下实地的研究.。
物理高中力学平衡条件教案
![物理高中力学平衡条件教案](https://img.taocdn.com/s3/m/96784acab8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2bd0.png)
物理高中力学平衡条件教案
教学目标:
1. 理解力学平衡的概念;
2. 掌握力学平衡的条件;
3. 能够运用力学平衡条件解决相关问题。
教学重点:
1. 力学平衡的定义和特点;
2. 物体处于平衡条件下所受的力的平衡。
教学难点:
1. 平衡条件下受力分析的方法;
2. 复杂平衡问题的解题技巧。
教学准备:
1. 教师准备:课件、教学实验装置;
2. 学生准备:笔记本、铅笔、橡皮。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过提问引出学生对力学平衡的认识,激发学生对课题的兴趣。
二、理论讲解(15分钟)
1. 解释力学平衡的定义和特点;
2. 讲解力学平衡的条件,即物体在平衡状态下受力的平衡。
三、示范演示(10分钟)
教师通过模拟实验或者实际实验,向学生展示物体处于平衡状态下所受的各个力。
四、练习训练(20分钟)
学生进行力学平衡的相关练习题,巩固所学知识。
五、解题讲解(10分钟)
教师解答练习题,讲解解题思路和方法。
六、作业布置(5分钟)
布置相关作业,要求学生复习和总结今天学习的知识点。
七、课堂小结(5分钟)
教师对今天的教学内容进行总结,并提醒学生复习重点知识点。
资源准备:
1. 课件:力学平衡的概念和条件;
2. 实验装置:模拟物体在平衡状态下受力情况的实验装置。
物理力矩平衡条件在工程中的应用教案设计
![物理力矩平衡条件在工程中的应用教案设计](https://img.taocdn.com/s3/m/94f40f32178884868762caaedd3383c4ba4cb468.png)
物理力矩平衡条件在工程中的应用教案设计引言:力矩平衡是力学中的重要章节,特别是在工程中具有重要的应用,例如机械设计、建筑结构设计,以及物理实验等。
而在工程领域中,往往需要利用力矩平衡条件来解决实际问题。
因此,我们必须掌握力矩平衡的原理,并且具备将其应用于工程实践的能力。
本文将重点探讨物理力矩平衡条件在工程中的应用以及相应的教案设计。
一、力矩平衡在工程中的应用力学中,力矩是一个物体受到的扭矩或的“旋转引力”,正式定义为力作用于物体上的摇臂乘以该力的大小。
物体所受的所有力矩作为一个系统,它们的和为零代表力矩平衡的状态。
在工程中,力矩平衡条件可以被广泛地应用于各种领域,比如:1.机械设计在机械设计中,力矩平衡条件可以用来计算机械件之间的力和矩的平衡。
比如在叉车设计中,我们可以根据叉车重心及其装载的物品的质量来计算出一定量的力矩,然后利用力矩平衡条件来确定叉车需要多少力才能保持平衡。
2.建筑结构设计在建筑结构设计中,重要的是要保证整个结构的稳定性和平衡性。
因此,力矩平衡条件可以运用于建筑物中的桥梁、支架、吊桶、大型设备等的安装和维护。
例如,在吊起一根长梁的时候,我们需要利用力矩平衡条件来计算悬挂绳的张力,以保证吊杆和支架之间的力和矩的平衡。
3.物理实验在物理实验中,力和矩的平衡可以运用于许多实验项目的设计中,例如物理水平测量、静电实验等。
在实验中,我们可以通过调整物体的位置来改变它受到的力和矩,然后利用力矩平衡条件来分析和计算相关的数据。
二、物理力矩平衡条件在教学中的应用在教学中,物理力矩平衡的原理和应用也是重要的内容。
为了让学生更好地理解物理力矩平衡条件,教师有必要设计相应的课程教案,以提高学生的理解力和解决问题的能力。
教案设计如下:教学目标:1.理解物理力矩平衡的原理和应用。
2.能够在实践中应用力矩平衡条件解决力学问题。
教学步骤:1.灌输基本知识:教师可以介绍力矩平衡的基本知识,包括力矩的定义、公式、计算方法以及力矩平衡条件等。
高中物理力的平衡教案
![高中物理力的平衡教案](https://img.taocdn.com/s3/m/cc28a3b1f605cc1755270722192e453611665b16.png)
高中物理力的平衡教案
教学内容:力的平衡、平衡条件、受力分析
教学目标:
1. 熟练掌握力的平衡的概念和平衡条件
2. 能够运用受力分析的方法解决平衡问题
3. 培养学生的动手实验和观察能力
教学重点:
1. 力的平衡概念和平衡条件的理解
2. 受力分析方法的应用
教学难点:
1. 如何进行力的分解和受力分析
2. 如何应用平衡条件解决实际问题
教学过程:
一、导入(5分钟)
利用力的平衡的日常生活例子引入本节课的内容,引发学生对力的平衡的兴趣和思考。
二、讲解与示范(15分钟)
1. 讲解力的平衡的定义和平衡条件
2. 示范如何进行受力分析,并解决简单力的平衡问题
3. 介绍重要的概念和公式
三、实验与观察(20分钟)
1. 让学生进行实验,通过实验观察力的平衡现象
2. 引导学生记录实验数据和结果,并进行数据分析
3. 引导学生解决实验中出现的问题,加深理解
四、练习与讨论(15分钟)
1. 给学生布置相关练习题,让学生运用受力分析解决平衡问题
2. 导引学生讨论解决问题的方法和策略
五、小结与作业(5分钟)
总结本节课的重点和难点,强调学生需要掌握的知识和技能,布置相关作业,巩固学习成果。
教学反思:
通过本节课的教学,学生应该能够熟练掌握力的平衡的概念和平衡条件,能够运用受力分析的方法解决平衡问题。
同时,通过实验和观察,学生能够加深对力的平衡现象的理解和认识。
在教学中要注重引导学生思考和讨论,激发学生的学习兴趣和积极性。
八年级物理下册 11.1 杠杆 第1课时 杠杆平衡条件及应用教案 教科版(2021学年)
![八年级物理下册 11.1 杠杆 第1课时 杠杆平衡条件及应用教案 教科版(2021学年)](https://img.taocdn.com/s3/m/32324481af1ffc4ffe47acf0.png)
2017春八年级物理下册11.1 杠杆第1课时杠杆平衡条件及应用教案(新版)教科版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017春八年级物理下册11.1 杠杆第1课时杠杆平衡条件及应用教案(新版)教科版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2017春八年级物理下册11.1 杠杆第1课时杠杆平衡条件及应用教案(新版)教科版的全部内容。
第十一章机械与功本章内容概述本章是在前面学习过力学的基础上,研究杠杆、滑轮、斜面、轮轴等简单机械,认识力与功,理解做功有快慢之分,并进一步研究简单机械的机械效率。
通过本章学习,我们应该对力学知识获得进一步理解:能从常见工具和器械中识别出杠杆和滑轮,知道杠杆、滑轮的特点和应用,会使用简单机械改变力的大小和方向,能正确计算简单机械的机械效率。
本章共分5节:1.第1节“杠杆”,本节讲述了杠杆的概念和分类,要求学生能从生活中的简单机械中识别出杠杆;本节有一个重要的实验探究“杠杆的平衡条件”,在教学中不仅要使学生通过探究活动得到结论性、规律性的知识,而且要通过探究活动掌握初步的科学探究方法.2.第2节“滑轮”,本节讲述了定滑轮、动滑轮的概念、特点和实质,并进一步学习了滑轮组的特点和组装。
3.第3节“功、功率",让学生理解做功的两个必要因素,掌握功大小的计算,然后通过熟悉的实例引导学生感受到做功的快慢问题,再用速度的方法类比得到功率的概念,结合速度的公式、单位,讲述功率的公式和单位,再通过例题帮助学生掌握功率的计算;最后认识功的原理,知道使用一切机械都不省功.4。
第4节“机械效率”,本节是在学习了功、功率的计算的基础上,引导学生理解有用功、总功的概念并掌握机械效率的计算,知道实际提高机械效率的方法。
高中物理平衡的问题教案
![高中物理平衡的问题教案](https://img.taocdn.com/s3/m/d1076b59876fb84ae45c3b3567ec102de2bddf90.png)
高中物理平衡的问题教案
教学目标:
1. 让学生了解平衡的基本概念和条件;
2. 培养学生分析和求解平衡问题的能力;
3. 提高学生对物理问题的理解和应用能力。
教学内容:
1. 平衡的概念和条件;
2. 平衡的分类和判断方法;
3. 平衡问题的实际应用。
教学过程:
1. 导入(5分钟):引导学生回顾之前学过的平衡的基本概念,比如平衡的定义和条件等。
2. 探究(15分钟):通过实验或案例,让学生探讨平衡的判断方法和常见的平衡问题,
并引导他们找出问题的关键点和解决方法。
3. 讲解(10分钟):老师总结学生的探究结果,讲解平衡问题的解题思路和方法,引导
学生理解和掌握平衡问题的解决技巧。
4. 实践(15分钟):让学生在小组或个人完成一些平衡问题的练习,巩固所学知识。
5. 总结(5分钟):老师对学生的实践情况进行总结,并帮助学生归纳出解决平衡问题的
一般方法和技巧。
作业布置:
1. 完成所布置的平衡问题练习;
2. 自选一个实际例子,分析其中的平衡问题,并写出解决方案。
教学反馈:
1. 关注学生在实践中的表现,及时纠正错误;
2. 通过课堂练习和作业布置,检验学生对平衡问题的掌握情况;
3. 鼓励学生在实际生活中应用所学知识,加深理解。
补充说明:
1. 需要注意引导学生在学习平衡问题时,注重方法和思路的培养,而不是机械地应用公式;
2. 鼓励学生主动思考和讨论,培养其独立解决问题的能力;
3. 可以引入一些相关的实际案例或新颖的问题,激发学生的学习兴趣。
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平衡条件的应用[本章本节概述]本章讲述有关力的基本知识,包括了以后学习的动力学和静力学所必须的预备知识,基础性和预备性仍然是本章的特点。
力学平衡状态是比较常见的力学状态,研究物体力学平衡状态的种类,保持平衡状态的条件,是本章的主要任务。
物体的力学状态与物体的受力情况紧密联系。
研究物体的平衡状态,归根结底就是研究物体的受力情况、研究物体保持平衡状态的受力条件。
力的平衡要有正确的思路:首先确定研究对象,其次是正确分析物体的受力,然后根据平衡条件列方程求解。
对于比较简单的问题,可以用直角三角形的知识求解,对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解。
[教学设计]学习目标 :1.能用共点力的平衡条件,解决有关力的平衡问题;2.进一步学习受力分析,正交分解等方法。
3.学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法,培养灵活分析和解决问题的能力。
教学重点:共点力平衡条件的应用。
教学难点:受力分析,正交分解法,共点力平衡条件的应用。
教学方法:以题引法,讲练法,启发诱导,归纳法。
课时安排:1~2课时 [教学过程]: 解共点力平衡问题的一般步骤:一、复习导入:复习(1)如果一个物体能够保持 静止或 匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状态。
(2)当物体处于平衡状态时1、取研究对象。
2、对所选取的研究对象进行受力分析,并画出受力图。
3、对研究对象所受力进行处理,选择适当的方法:合成法、分解法、正交分解法等。
4、建立适当的平衡方程。
5、对方程求解,必要时需要进行讨论。
平衡条件的应用静态平衡动态平衡 三力平衡 多力平衡(三力或三力以上):正交分解法合成法 分解法 正交分解法 用图解法解变力问题a:物体所受各个力的合力等于 0 ,这就是物体在共点力作用下的平衡条件。
b:它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
教师归纳:平衡状态: 匀速直线运动状态,或保持静止状态。
平衡条件: 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
即F合=0以力的作用点为坐标原点,建立直角坐标系,则平衡条件又可表示为:Fx=0 Fy=0二、新课教学:例题1如图,一物块静止在倾角为37°的斜面上,物块的重力为20N,请分析物块受力并求其大小.分析:物块受竖直向下的重力G,斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N,斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力f.解:方法1——用合成法(1)合成支持力N和静摩擦力f,其合力的方向竖直向上,大小与物块重力大小相等;(2)合成重力G和支持力N,其合力的方向沿斜面向下,大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力f的大小相等;(3)合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 f和重力G,其合力的方向垂直斜面向下,大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N的大小相等.合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的,这有共点力平衡条件决定,关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚.(三力平衡:任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反)方法2——用分解法理论上物块受的每一个力都可分解,但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算),本题正交分解物块所受的重力,利用平衡条件,,列方程较为简便.(为了学生能真正掌握物体的受力分析能力,要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法,要有一定数量的训练.)总结:解共点力平衡问题的一般步骤:1、选取研究对象。
2、对所选取的研究对象进行受力分析,并画出受力图。
3、对研究对象所受力进行处理,选择适当的方法:合成法、分解法、正交分解法等。
4、建立适当的平衡方程。
5、对方程求解,必要时需要进行讨论。
拓展1:一物块静止在倾角为的斜面上,物块的重力为G,请分析物块受力并分析当倾角慢慢减小到零的过程其大小的变化情况.解:依题意用分解法将物块受的重力G正交分解,利用,的平衡条件,得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N的大小为,斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小.物块受的重力G是不变的(关于这一点学生非常清楚),根据数学的知识的分析可以知道当倾角慢慢减小到零的过程,逐渐增大,最后等于物块的重力G;逐渐减小,最后等于零.(适当的时候,提醒学生分析的方法和结论;提醒学生极限法的应用,即倾角等于零时的极限情况下分析题目)拓展2:一物块放在倾角为的斜面上,物块的重力为G,斜面与物块的动摩擦因数为,请分析物块受力的方向并分析当倾角慢慢由零增大到90°的过程,物块对斜面的压力及受到的摩擦力大小的变化情况.分析物块受力:时,只受两个力重力G和斜面给的支持力N,此时没有摩擦力;时,物块只受一个力,物块的重力G.(此亦为极限法处理).借此,和学生一起分析,可知物块的运动状态是变化的,既开始时物块静止在斜面上,这时物块受三个力.物块的重力G,斜面给物块的支持力N和斜面给物块的静摩擦力f.在斜面给物块的静摩擦力f等于时,物块开始滑动,此时物块依旧受三个力,物块的重力G,斜面给物块的支持力N和斜面给物块的滑动摩擦力f.物块处于加速运动状态.(这里学习应用了运动性质的分段处理方法).在此基础上分析每个力的大小变化情况.(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解).重力大小不变;斜面给物块的支持力的大小逐渐减小;斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小.课堂练习(详解)F 如图所示,电灯的质量为m ,BO 与顶板间的夹角为α,AO 绳水平,求绳AO 、BO 受到的拉力F 1 、F 2 是多少?[分析]取电灯作为研究对象,分析它受到那些力的作用。
如图乙所示。
它共受到三个力的作用:重力G =mg ,悬绳的拉力F 1F 2. 解法一:合成法取电灯为研究对象。
由共点力的平衡条件可知,F 1和mg 的合力F 与F 2大小相等、方向相反。
从图示的平行四边形可求得:解法二:正交分解法 解:取电灯作为研究对象,受三个共点力作用.向为x 轴,竖直方向为y 轴,将F 2 分解在X 轴和Y 行分解,由平衡条件可知,F X 合=0和F Y 合=0 F x 合=F1 – F2sin α=0 (1)F y 合=F2cosa-G=0 (2) 由(2)式解得:F 2=mg/cos α代入(1)式得:F 1=F 2sina=mgtg α 解法三:分解法 取电灯为研究对象,受三个共点力作用,如图所示,将 重力G 分解为F '1和F '2,由共点力平衡条件可知,F 1 和F '1的合力必为零,F 2 和F '2的合力必为零。
所以 F 1 = F '1 =mgtan α F 2 =F '2=mg/cos α课堂练习:如图所示,重为10N 的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为300的光滑斜面上,挡板也是光滑的,求:1) 挡板对小球弹力的大小2) 斜面对小球弹力的大小例题2如图所示的情况,物体质量为m,如果力F 与水平方向的夹角为θ,物体和水平面间的动摩擦因数为μ,那么,要使物体在水平面上做匀速直线运动,力F 的大小是多大?[分析]取物体作为研究对象。
物体受到四个力的作用:竖直向下的重力G, 竖直向上的支持力,右斜向上的已知力F和水平向左的滑动摩擦力f , 物体在这四个共点力的作GO XY F 1F 2BA α OG′′ αF 2F 1F 1OF 2θ θf 乙O α GF 1 F 2A600 F甲用下处于平衡状态。
分别在水平和竖直方向上列出物体的平衡方程,即可求出F。
课堂练习:物体A在水平力F1=400N的作用下,沿倾角θ=60°的斜面匀速下滑,如图甲。
物体A受的重力G=400N,求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数μ。
[分析] 取物体A作为研究对象。
物体A受到四个力的作用:竖直向下的重量G,水平向右的力F1,垂直于斜面斜向上方的支持力N,平行于斜面向上的滑动摩擦力f,如图乙。
其中G和F1是已知的。
由滑动摩擦定律f=μN可知,求得f和N就可以求出μ。
物体A在这四个共点力的作用下处于平衡状态。
分别在平行和垂直于斜面的方向上列出物体的平衡方程,即可求出N和f。
[解]取平行于斜面的方向为x轴,垂直于斜面的方向为y轴,分别在这两个方向上应用平衡条件求解。
由平衡条件可知,在这两个方向上的合力Fx 合和Fy合应分别等于零,即Fx = f + F1cosθ- Gsinθ= 0 (1)Fy =N - F1sinθ- Gcosθ = 0 (2)由(2)式得N = Gcosθ + F1sinθ= 564N由(1)得f = G sinθ–F1cosθ=146 N所求μ= f/N =0.27例3:如图所示,一个重为G的小球,夹在斜面与竖直挡板之间保持静止,斜面倾角为30o,不计一切摩擦,小球对斜面与竖直挡板的压力各是多少?现使挡板从图示竖直位置缓慢的顺时针转为水平, 这个过程中小球对斜面与竖直挡板的压力大小是怎么变化的?“图解法”解有关变力问题:所谓图解法就是通过三角形或平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况,做一些较为复杂的定性分析,从图上一下就可以看出结果,得出结论。
(先画不变的力,再画方向不变或大小不变的力,最后画变化的力)fN600600 Fsinθ+N=GFcosθ=f=μNN课堂练习: 如图所示, , 若保持灯的位置不变,将细线由水平位置顺时针转到竖直为止的过程中, 细线受到的拉力如何变化?三.巩固练习:练习1如图所示,A 和B 的质量分别是 4 kg 和 10kg ,B 与地面间摩擦因数u=0.4 ,滑轮摩擦及绳重不计,整个装置处于平衡状态,此时地面对B 的摩擦力大小为多少?对地面的压力为多大?绳子拉力和摩擦力的合力方向是怎样的?(g =10N/kg )练习2如图所示,物体静止在斜面上,斜面对物体作用力的方向是 ( ) A 沿斜面向上B 垂直斜面向上C 竖直向上D 以上都不对四.课堂小结这节课我们主要学习了以下几点:1、 应用共点力平衡条件解题时常用的方法————力的合成法、力的分解法、正交分解法2、 解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤:1) 确定研究对象2) 对所选研究对象进行受力分析,并画出受力示意图3) 分析研究对象是否处于平衡状态4) 运用平衡条件,选用适当方法,列出平衡方程求解。
[教学建议]1、 物体处于平衡状态,或者是匀速直线运动,反过来物体处于静止或匀速直线运动,物体就是处于平衡状态,平衡状态满足的条件是合外力为零。
既无论哪个方向上的合力都是零。
2、 有关研究对象的选取:若问题中只有一个物体,一个过程,研究对象没有选择余地,也就是研究这个物体和这个过程。
若问题中是一个连接体,又有多个过程,首先研究谁,再研究谁;是研究一个物体为好还是研究多个物体为好,这在审题中需要认真思考。