2. 共点力平衡条件的应用优质课教案整理

物理教科版必修1第四单元物体的平衡

第二节.共点力平衡条件的应用

凌源市第二高级中学

房雪磊

【设计思路】

通过学生易接受的趣味事例调动学生积极性，通过已知的二力平衡条件，猜想三力平衡条件。然后通过以小组为单位，开展合作研究，培养学生分析、归纳问题的能力，从而总结出了平衡条件。最后通过活动，引导学生解决实际问题，培养学生在实际生活中认识问题的能力，提高了科学素养。

【教学内容分析】

★内容与地位

本节课是教课2003课标版必修模块“物理1”中的第四个主题“物体的平衡”的第二节。普通高中物理课程标准中与本节内容有关的条目是：“通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。”本节要求学生知道什么是多力的平衡；知道共点力平衡的条件；会应用力的平衡条件分析解决日常生产、生活中的一些问题,培养学生主动将物理知识应用于生活、生产实践的意识。

★教学目标

1.理解共点力的平衡条件并能处理平衡问题; 2.掌握几种常见的平衡问题的解题方法。

3.通过学习，发展对科学的好奇心与求知欲，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

★教学重点

平衡条件的理解及处理共点力平衡的解题方法

★教学难点

应用平衡条件处理实际问题

★教学资源

自制多媒体课件、视频等

★教法方法

逻辑推理、理性探究、讲授式

【教学过程】

一知识回顾

上节课我们学习了共点力作用下物体的平衡我们回顾一下学过的知识

1.

什么是共点力：

作用在物体的同一点，或作用线延长相交于一点的几个力称为共点力。

判断下列几种情境是否受到的是共点力

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2.

平衡条件：F合=0 小练：在下列运动状态下，物体处于平衡状态的有 （ ） A．静止在水平面上的木箱

B．蹦床运动员上升到最高点时

C．相对静止于匀速运动的倾斜传送带上的货物

D．用细线悬挂在天花板上的静止小球，在剪断细线的瞬间 3.共点力的平衡：（1）物体所受合外力为零：F合=0．

（2）若采用正交分解法，则平衡条件表示为

Fx=0,Fy=0

二新课讲授

共点力平衡条件的应用 1.二力平衡条件 （三同一反）大小相同；作用在同一直线；作用在同一物体；方向相反。

举例说明初、高中二力平衡知识考察的侧重点

例2、人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示．以下说法正确的是（ ）

A．人受到重力和支持力的作用

B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用

C．人受到的合外力不为零

D．人受到的合外力方向与速度方向相同

由二力平衡探究得出三力平衡结论

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2.三力平衡条件：任意两力的合力与第三个力大小相等方向

相反作用在同一直线上。并且三个力首尾顺次相连构成封闭的三角形

由三力平衡概括得出多力平衡结论

3.多个力平衡的条件：任意（n-1）个力合力与第n个力大

小相等方向相反，作用在同一直线上。并且多个力首尾顺次相连构成封闭的多边形

三力平衡的处理方法：

典例1、如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，求绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？

利用此题讲解物体受三个力作用可用：合成法、三角形法、分解法

力的合成法：即分析物体的受力，把某两个力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力. 三角形法：即分析物体的受力，把力平移首尾顺次相连构成封闭三角形。

力的分解法：即分析物体的受力，把重力按实际效果进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力. 正交分解法：即分析物体的受力，把力沿两个互相垂直的方向进行分解。

具体介绍正交分解法：（此方法是力学解题中应用最普遍的方法，应注意学习）

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①选择研究对象：处于平衡状态下的物体；

②对研究对象进行受力分析，画好受力图；

③建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）；

④根据平衡条件布列方程Fx=0,Fy=0

⑤解方程(组)，必要时验证结论。

【典例2】质量为5.5Kg的物体，受到斜向右上方与水平方向成37角的拉力F=25N作用，在水平地面上匀速运动，

求物体与地面间的动摩擦因数(g=10m/s)。

解:取物体为研究对象，受力分析如图所示；

建立平面直角坐标系

由平衡条件得：

Fx= Fcos37o-f=0

Fy= FN+ Fsin37o-mg=0

f=μFN

解得μ=0.5

即：物体与地面间的动摩擦因数为0.5 创设实际问题情景让学生应用本节课知识自己解决

某公园要在儿童乐园中建一座滑梯，已知斜面与物体间滑动摩擦因数μ= 0.75，那么倾角θ至少要多少度儿童在斜面上才可以由静止开始滑下？

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课堂小结：引导学生自行总结本节课学的知识

共点力平衡条件的应用：

1.二力平衡处理方法：（三同一反）

2.三力平衡处理方法：任意两力的合力与第三个力大小相等方向相反 作用在同一直线上：并且三个力首尾顺次相连构成封闭的三角形

3.多个力平衡处理方法：任意（n-1）个力的合力与第n个力大小相等方向相反，作用在同一直线上。并且n个力首尾顺次相连构成封闭的多边形。

重点：三力平衡的解法（合成法、三角形法、效果分解法、正交分解法）

多力平衡（正交分解法）

巩固练习

6.如图所示，质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，它与斜面的滑动摩擦因数为μ，在水平推力的作用下，物体沿斜面向上匀速滑动，则物体所受的摩擦力为：

A.μmgcosθ

B.μ(mgcosθ+Fsinθ)

C.μ(mgcosθ－Fsinθ)

D. Fcosθ－mgsinθ

教学反思: 本节课旨在通过学生亲手操作、亲身实践来体会科学的探究过程。我首先通过图片，以及已知的二力平衡条件，引导学生猜想三力平衡应该满足的关系，接下来通过实验来探究三力平衡的条件，并且归纳出多个共点力作用下物体的平衡条件。教学中尽量多地给学生提供自主探索的空间，使学生有较多的独立获取知识的机会。课堂中注重理论联系实际，并通过图片和实物投影，巧妙地将信息技术与物理教学进行了整合。

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