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- 2024-01-16 发布
共点力作用下物体的平衡
●本节教材分析
该节教材内容不多，也不难理解，因此，在教学中主要注意下面几方面即可：
1.实验时应说明实验的类型.
2.平衡条件得出的推理思路.
3.通过多举实例去清除同学可能存在的错误认识“处于平衡状态时物体肯定是静止的”.
●教学目标
一、知识目标
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
二、能力目标
通过演示实验及自己动手做实验培养学生的观察能力，动手能力，分析推理能力.
三、德育目标
1.辨证唯物主义的相对性观点.
2.特殊到一般、一般到特殊的逻辑推理思维方式.
●教学重点
1.共点力作用下物体的平衡状态
2.共点力的平衡条件.
●教学难点
共点力的平衡条件
●教学方法
实验法、归纳法、问题解决法
●教学用具
演示物体一个，弹簧秤若干
●课时安排
1课时
●教学过程
［投影］本节学习目标：
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.
●学习目标完成过程
一、导入新课
一个物体可以处于不同的运动状态，其中平衡状态比较常见，而且很有实际意义，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？这一章就来学习这方面的问题.本节课我们先来学习在共点力作用下物体的平衡问题.
二、新课教学
1.共点力作用下物体的平衡状态
（1）复习什么是共点力
［学生活动设计］
鉴于共点力的知识学过的时间已较长，借此可检查巩固一下这方面的知识.
请四个同学用自己的话来叙述对共点力的理解；再请四个同学分别补充，然后大家打开课本P12页，进一步复习.
共点力：几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力.
补充说明：实际问题中如果物体可以看作一个质点时，作用在该物体上的力都可看作是共点力.
（2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态.
举例设问
平常我们看到的房屋、树木、桌子都处于什么状态？
［学生］静止
［教师］类似此类的凡是保持静止不动，我们就说它处于平衡状态.另外，如果物体做匀速直线运动，我们也称它处于平衡状态.
例：汽车沿直线匀速运动
物体匀速举高
［归纳］一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态.
［强化训练题］
汽车以大小不变的速率拐弯，是否是处于平衡状态.
参考答案：否
2.共点力作用下物体的平衡条件：
请同学分析刚才所举的例子中各物体的受力情况.
桌子：G、F支
汽车：G、F支、F牵、摩擦力
由此可知物体在平衡时既可受两个力，又可受更多的力.
（1）理论分析推导：
从平衡状态得：
a=0
又由牛顿第二定律知道：
F合=ma
从上述两点即可推出在共点力作用下物体的平衡条件：
F合=0
（2）实验验证：
演示实验：
用弹簧秤先测演示物体的重量G.
再用两个弹簧秤向上成一角度提起演示物体，使其处于静止状态.
读出弹簧秤的读数
在黑板上画出演示物体的受力图示，根据力的平行四边形定则，求出三个力合力
结果：
在误差允许范围内，这三个力的合力为零.
分组实验：
请同学分组做实验
a.一个弹簧秤提起某物体处于静止
受力分析：G、F拉
F合=0
这即初中学过的二力平衡，两力大小相等，方向相反，作用在一条直线上.
b.两个弹簧秤提起重物处于静止
受力分析：G、F弹两个
画出每个力的图示
利用平行四边形定则验证得
F合=0
［强化训练题］
下列关于质点处于平衡状态的论述，正确的是
A.质点一定不受力的作用
B.质点一定没有加速度
C.质点一定没有速度
D.质点一定保持静止
参考答案：B
3.拓展
［教师］利用力的平行四边形定则和二力平衡条件，还可以导出多个共点力的平衡条件.
例如：如物体受F1、F2、F3、F4四个共点力作用而处于平衡，为了求出这四个力的合力，可以先求F1与F2的合力F12，再求出F12与F3的合力，即用F123代替了F1、F2、F3，最后根据二力平衡条件，可以证明F1、F2、F3、F4的合力为零.
4.补充说明
（1）物体做什么运动与我们选取的参考系密切相关，我们判定物体是不是处于平衡状态应该选择惯性参考系，常用的惯性参考系是地球或相对地球做匀速直线运动的物体.
（2）共点力作用下物体的平衡条件是
F合=0
若将物体所受的所有外力都分解在平面直角坐标系中的x轴和y轴上，平衡条件的表达式将成为：
Fx合=0
Fy合=0
［强化训练题］
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在墙面上的A点，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，悬绳与墙壁的夹角为α.求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.
解析：研究对象：足球
受力分析：
G、F支，F拉
用平行四边形定则求出F支与G的合力与F拉大小相等，方向相反.由图可知：
F支=mgtanα
F拉=mg/cosα
或用另一方法，分解在x、y方向
Fx合=0得：F拉sinα=F支 ①
Fy合=0得：F拉cosα=G ②
由①②推出：
F支=mgtanα
F拉=mg/cosα
三、小结
本节课我们学习共点力的平衡条件是：
F合=0
1.平衡状态的二个特征是
①a=0
②速度v恒定
2.物体所受合力为零，在正常分解时采用
①Fx合=0
②Fy合=0
四、作业
1.课后作业：P73（1）
2.思考题：
如下图所示，质量为m的物体C放在水平木板AB上，当以mg的水平力作用于C物体时，恰可使C匀速运动，现将木板一端抬高，当AB与水平成45°时，求木板所受的摩擦力多大？
参考答案：
提示：匀速运动，符合共点力作用下的平衡特点：F合=0
∴=μ·mg
推得μ=
当AB与水平成45°时，mgsin45°=
判定此时已运动
∴F=μ·mgcos45°=
五、板书设计
1.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
2.平衡条件