2. 共点力平衡条件的应用ppt课件教学实录

《

共点力平衡条件的应用》教学设计

一、三维目标 （一）知识与技能 1．能利用共点力物体的平衡条件解决平衡问题；

2.通过解决平衡问题进一步理解共点力平衡状态；

3.能够熟练地应用“力的合成法、分解法、正交分解法”等方法来解决实际的物

（二）过程与方法

1．通过学案导学让学生自己探究共点力作用下物体平衡条件的应用思路和方法。

2.通过经历完整的探究过程，培养学生灵活分析和解决问题的能力。

3.通过学生间的交流和评价培养了学生合作学习的能力。

（三）情感态度与价值观 1.通过处理平衡问题培养学生养成具体问题具体分析的科学思维方式。

2.通过平衡问题让学生认识到平衡问题中的平衡美、对称美等美育教育。

二、教学重点与难点

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。 三、教学方法：

以题引法，讲练法，启发诱导，归纳法。

四、教材分析

本章是在前几章知识的基础上提出的物体运动的一种特殊状态—平衡态。要解决好共点力作用下物体的平衡问题，受力分析是基础，也是关键。通过本节的教学，不仅要让学生加深对平衡条件的理解，更是要让他们学习和掌握解决共点力物体平衡问题的基本思路和方法（即：力的合成法、正交分解法等等）。因此，它对训练学生的思维能力有着十分重要的作用。

五、学生分析

高一学生学习了“受力分析”、“牛顿第二定律”等基础知识，已经具有一些分析简单物理问题的能力。在此基础上我们处理平衡问题，利用平衡条件来解题应该问题不大。但是，由于高一学生对受力分析理解不透彻，而且又是首次接触正交分解法的应用，所以还不能很灵活地运用。

六、教学过程 导入新课 一、复习导入：

（1）如果一个物体能够保持_______或 ， 物体就处于平衡状态。

（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 。 【教师归纳】

一、物体的静态平衡: 1.静态平衡：物体在力的作用下处于静止的平衡状态，称为静态平衡。

2.受力特点：处于静态平衡的物体所受共点力的合力为零。

二、物体的动态平衡: 1.动态平衡：物体在力的作用下处于匀速直线运动的平衡状态，我们称为动态平衡。

2.受力特点：处于动态平衡的物体所受共点力的合力为零

新课教学

【典例1】如图所示，一个半径为r，重为G的圆球被长为2r的细线悬挂在墙上，求球对细线的拉力F′和球对墙的压力N′为？ 【问题】

（1）准备选哪个物体作为研究对象？

（2）分析你所选的研究对象处于什么状

态？

（3）分析你所选的研究对象的受力情况。

（4）可以用哪些方法来求解？

（5）能否概括一下用共点力平衡条件来解题的步骤？

【组织形式】

（1）学习例题时，请先遮住例1的解答自已思考并分组讨论，画出受力分析图；

⑵让学生还要分组讨论用尽可能多的方法解决本题

（3）把学生分成几个小组进行竞争、比赛，教师要适当点拨。

【教师分析】

取足球和网兜作为研究对象，分析它受到那些力的作用。如图2所示。它共受到三个力的作用：重力G＝mg，墙壁的支持力F1,悬绳的拉力F2. 这三个力一定是共点力。重力的作用点在球心O点，支持力F1，沿球的半径方向,G和F1的作用线必交与O点。用平行四边形定则求出它们的合力F，这时足球和网兜相当于受到两个力（F和F2）。由二力平衡条件可判定F2的作用线也必过O点，即原来的三个力是共点力。

（投影仪展示解法）

【解法1】合成法 (1)合成支持力 N和线的拉力 T，其合力的

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

沿线的反向延

长线向下，大小与线的拉力T的大

小相等； （3）合成重力 G与线的拉力 T ，其合力的

方向垂直墙壁向左，大小与墙壁对球的支持力N的大小相等； 【总结】（推论）：一个物体受到几个力作用

而处于平衡状态，其中任意一个力必定与余下的力的

合力等大反向。 解

:物体受力如图:细线对球的拉力F和墙对球的支持力N的合力F合

，结合相互作用力的关系可得：

r1sinθ==

2r2

F合G23FFG

cos332

3N=N=Ftanθ=G

合3

【解法2】分解法：

物体受力如图:把重力G分解为F1和F2,由共点力平衡条件可知：

r1=

sinθ=2r2 FF2GG23Ncos332F3NF1GtanG3所以

F2

G

3NNG

3【解法3】正交分解法： 物体受力如图:建立平面直角坐标系，把细线

的拉力分解为两个力,由共点力平衡条件可知：

yr1

sinθ==2r2

F

Fx合N-Fsin0Fcos

Fy合FcosG0

23FFN解得：

3xNFsin

3NNG

3

G

【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。

23FFN3

F1N

课堂针对训练

1.如图所示，细绳ＭＯ与ＮＯ所能承受的最大拉力相同，长度ＭＯ〉ＮＯ，则在不断加重重物Ｇ的过程中

（绳ＯＣ不会断）（ ）

Ａ.ＯＮ绳先被拉断

Ｂ.ＯＭ绳先被拉断

Ｃ.ＯＮ绳和ＯＭ绳同时被拉断

Ｄ.因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉断。

2.如图所示，某个物体在F1、F2、F3和F4四个共点力作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，则此时物体所受到的合力大小为( )

F43A. B. C. F4 D. 3F4

F422

【典例2】如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的过程中，绳的拉力和船受到的浮力如何变化？ ( )

A.绳的拉力不断增大

B.小船受的浮力不断增大

C.绳的拉力不断减小

D.小船受的浮力不断减小

点评：多力平衡，正交分解用计算法进行分析。

【典例3】光滑的半球固定在水平地面上，球心正上方有一滑轮，轻绳的一端系一小球靠在半球上，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图3所示，现缓慢地拉绳，在使小球沿球面上移过程中，半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况如何？( ) A.N变大，T变小

B.N变小，T变大

C.N变小，T先变小后变大

D.N不变，T变小

点评：合力大小方向不变，力的矢量三角形与几何三角形相似。

【总结】：

解这种题型首先对动态平衡的物体受力

分析，确定三个力的特点；找出不变力，则

另两个变力的合力就与该不变力构成一对平

衡力，用力的合成或分解法、图解法或力的

矢量三角形与几何三角形相似法等求解。

课堂小结

1.平衡状态：物体在力的作用下处于静止或者匀速直线运动，称为平衡状态

2.平衡条件：处于平衡状态的的物体所受共点力的合力为零。

（推论）：一个物体受到几个力作用

而处于平衡状态，其中任意一个力必定与余下的力的

合力等大反向。

3．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。

布置作业

课后练习1、2、3题