1. 共点力作用下物体的平衡优秀教学设计范文

课题

教学目标

专题 共点力作用下物体的平衡及其应用

1．知道什么是共点力作用下物体的平衡状态；

2．掌握共点力的平衡条件；会用来解决有关平衡问题。

课型

课时

重点

新授课

2课时

1．共点力作用下物体的平衡状态。

2．共点力的平衡条件及其应用。

难点

教学方法

教具

共点力的平衡条件。

实验法、归纳法、讲练法。

演示物体一个，弹簧秤三个。

教学过程：

第1课时

引入课题：

生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义，如桥梁、起重机、建筑物等，都需要保持平衡状态。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？本章我们就来学习这方面的问题。本节课我们就来学***衡条件。

新课教学：

一、共点力作用下物体的平衡

1．共点力

有共同作用点的力或者力的作用线相交于一点的力，叫共点力。

2．平衡状态

一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或匀速直线运动，就说这个物体处于平衡状态。

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请学生举例：哪些物体属于在共点力作用下处于平衡状态。

师：同学们刚才举的例子中，有的物体在两个力作用下处于平衡，有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么，在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？

3．共点力作用下物体的平衡条件

实验探讨：

请三位同学把三个弹簧秤的挂钩挂到同一个物体(物体放在水平面上)，保持三个弹簧在同一平面内，分别向三个方向拉弹簧秤，记下弹簧秤的示数和方向。

注意：用力不能太大，以免超出弹性限度。

请同学们按各力的大小和方向作出力的图示，根据力的平行四边形定则，求出三个力的合力。

这三个力的合力为零（在误差范围内）；

任意两个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。

师：改变三个力的大小和方向，重做上述实验，仍可得到相同的结果；增加力的数目，实验结果也是一样的。

共点力作用下物体的平衡条件

大量的实验证明，共点力作用下物体的平衡条件为：

F合=0

若这些力在同一平面上，则：Fx=0；Fy=0。

即：在共点力作用下物体的平衡条件是：合外力为零。

练习：

1．一个物体受三个共点力作用，在下列给出的几组力中，能是物体处于平衡状态的是：（

A B D ）

2

A．3N，4N，5N；

B．3N、2N、1N；

C．5N、2N、2N；

D．100N、100N、100N。

2．一个物体受到五个共点力F1、F2、F3、F4、F5的作用，处于平平衡。

（1）如果将F3撤去，而其他力保持不变，则F1、F2、F4、F5的合力是多大？方向如何？

（2）如果将F2、F5两个力撤去，而其余力保持不变，则F1、F3、F4的合力在什么范围内？

推论：一个物体受到N个力的作用处于平衡状态，若撤去其中的F1，其余各力保持不变，则余下的（N－1）个力的合力大小等于F1，方向与F1相反。

第2课时

二、共点力作用下物体平衡条件的应用

例1：（P72例1）沿光滑的墙壁用网兜把一只足球挂在A点，如图，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬线与墙壁的夹角为α，求悬线对球的拉力和墙壁对球的支持力。

解析：取足球为研究对象，分析其受力情况，足球受：重力G=mg，墙壁的支持力N，悬绳的拉力T。这三个力的作用线相交于球心O处，即为共点力。球处于平衡状态，由共点力作用下物体的平衡条件可知，这三个力的合力为0 方法1：合成法

三个力的合力为0，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，如图。由三角形的知识可得：

T=mg/conα，方向沿悬绳向上。

N=mg·tanα，方向沿BO向左。

3 A α

B A T α

α

N O G B

方法2：正交分解法

共点力作用下物体的平衡条件为：

F合=0，若这些力在同一平面上，

则：Fx=0；Fy=0。

以O点为原点建立直角坐标系，把不在坐标轴上的力T分解到坐标轴上，由力的平衡条件及同一直线上的矢量运算N 方法可得：

x：

Tsinα－N=0 y：

Tconα－mg=0 解得：T=mg/conα，N=mg·tanα。

讨论：若本题中已知条件中没有α，而已知AB=L，球的半径为R，试求T、N。

将T、N合成，则其合力的大小为mg，且有，△AOB∽△D A C T α

α

N O G B O F1 G x y F2 α

T TmgOCD，由相似比可得：TOALNmgR

N=mg

LBOLL2R2mg

L小结：解决共点力作用下物体平衡的定量计算问题，应首先对研究对象进行受力分析，当物体只受三个力处于平衡状态时，可根据情况用合成法、分解法、正交分解法、或三角形相似法求解；若物体受三个以上的力处于平衡状态，则一般用正交分解法比较方便。

例2：（P72，例2）物体A在水平力F=400N的作用下，沿倾角θ=60°的斜面匀速下滑，如图，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。

解析：取A物体为研究对象，分析受力情况：物体A60°

F A 受四个力的作用：水平向右的推力F，竖直向下的重力G，垂直于斜面向上的支持力N，沿斜面向上的滑动摩擦力f。在四个力的作用下处于平衡状态，则四个力的合力

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为0。

取沿斜面向上为x轴，垂直于斜面向上为y轴，建立直角坐标系，把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上，如左图。由力的平衡方程可求解。

x：Fcon60°＋f－Gsin60°=0

y：N－F sin60°－G con60°=0

f=μN 解方程得：N=546N，f=146N，μ=0.27。

F3 小结：

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。

练习：

1．质量为m的物体在与水平方向成α角的斜向上的拉力F的作用下，沿水平面匀速运动，如图所示。求物体与接触面间的动摩擦因数。

F θ

2．物体A在水平力F的作用下，静止在倾角θ的斜面上，如图，物体A质量为m，求斜面对物体A的摩擦力。(分三种情况讨论) A 60°

G

A F F4 F2 y

N

F1 x

F α

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3．半圆形支架BAD，两细绳OA、OB节于圆心O，下悬重为G的物体，使OAC A D O G B TA C

A TB TA1 TB1 O

TB2 TA2 G

B2 B1 B 绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至位置C的过程中，分析OA绳和OB绳所受力的大小如何变化？

课堂小结：

本节课我们主要学习了以下几点：

1．共点力作用下物体的平衡条件

2．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

3．解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：

（1）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。

巩固练习

布置作业：

P73，练习一

板书设计：

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平衡状态：物体在共点力作用下处于静止或匀速直线运动状态共点力作用下物体的平衡平衡条件：F合0推论：当物体处于平衡时，它所受的某一个力与其余的力的合力等值反向力的合成法力的分解法常用的方法相似三角形法Fx合0正交分解法Fy合0共点力平衡条件的应用确定研究对象（物体或结点）对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图解题的一般步骤分析研究对象是否处于平衡状态运用平衡条件，选择适当方法，列出平衡方程求解教学后记

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