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- 2021-05-20 发布
课 题
受力分析 共点力的平衡
计划课时 2 节
教学目标
1、理解物体的平衡状态的概念。
2、掌握物体的平衡状态的重要条件。
3、掌握对物体进行受力分析的方法和步骤。
4、会求解平衡问题中的极值问题。
教学重点
受力分析、共点力的平衡
教学难点
对物体进行正确的受力分析
教学方法
讲授法、分析法
教 学 内 容 及 教 学 过 程
一、 引入课题
受力分析,贯穿整个高中物理,掌握受力分析的方法,能够对物体进行正确的受力分析,对学好物理非常重要。
二、 主要教学过程
突破一 整体法与隔离法的应用
1.受力分析的定义
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图,这个过程就是受力分析。
2.受力分析的一般步骤
3.整体法与隔离法
(1)整体法:研究外力对物体系统的作用时,一般选用整体法。因为不用考虑系统内力,所以这种方法更简便,总之,能用整体法解决的问题不用隔离法。
(2)隔离法:分析系统内各物体(各部
分)间的相互作用时,需要选用隔离法,一般情况下隔离受力较少的物体。
(3)实际问题通常需要交叉应用隔离、整体思维法。
突破二 处理平衡问题常用的“三种”方法
1.平衡状态
物体处于静止或匀速直线运动的状态,即a=0。
2.平衡条件
F合=0或
3.平衡条件的推论
如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。
突破三 动态平衡问题的处理技巧
1.动态平衡
是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡。
2.基本思路
化“动”为“静”,“静”中求“动”。
3.“两种”典型方法
三、典型例题分析
【例1】 (多选)(2016·广东茂名一模)如图1所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑半圆球B,整个装置处于静止状态。已知A、B两物体的质量分别为mA和mB,则下列说法正确的是( )
图1
A.A物体对地面的压力大小为mAg
B.A物体对地面的压力大小为(mA+mB)g
C.B物体对A物体的压力大于mBg
D.地面对A物体没有摩擦力
解析 对B物体受力分析,如图甲所示,根据合力等于0,运用合成法,得墙壁对B的弹力FN1=mBgtan α,A对B的弹力FN2=>mBg,结合牛顿第三定律,B物体对A物体的压力大于mBg,C正确;对整体受力分析,如图乙所示,地面的支持力FN3=(mA+mB)g,摩擦力Ff=FN1=mBgtan α≠0,A、D错误,B正确。
答案 A
【例2】 如图5所示,一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物,另一端与另一轻质细绳相连于c点,ac=,c点悬挂质量为m2的重物,平衡时ac正好水平,此时质量为m1的重物上表面正好与ac在同一水平线上且到b点的距离为l,到a点的距离为l,则两重物的质量的比值为( )
图5
A. B.2 C. D.
解析 解法一 合成法:因c点处于平衡状态,所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等,方向相反,如图甲所示,根据平行四边形定则将力F与m1g合成,则sin θ=,而sin θ==,所以=,选项C正确。
【例3】 (多选)如图7所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A,A
的左端紧靠竖直墙,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,已知A的圆半径为球B的半径的3倍,球B所受的重力为G,整个装置处于静止状态。设墙壁对B的压力为F1,A对B的压力为F2,则若把A向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则F1、F2的变化情况分别是( )
图7
A.F1减小 B.F1增大
C.F2增大 D.F2减小
解析 方法一 解析法:以球B为研究对象受力分析,如图甲所示根据合成法,可得出F1=Gtan θ,F2=,当A向右移动少许后,θ减小,则F1减小,F2减小。故选项A、D正确。
四、课堂练习
《创新设计》第25、26页 变式训练1、2、3、4
五、课堂小结
处理平衡问题的常用方法
方法
内容
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反
分解法
物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件
正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件
力的三角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
六、作业
《4级优化满分练》第二章 能力课时2
板书设计
受力分析 共点力的平衡
一、共点力的平衡 二、受力分析
1.平衡状态: 1.定义
2.共点力的平衡条件F合=0或者 2.受力分析的一般顺序
3.平衡条件的推论
(1)二力平衡
(2)三力平衡
(3)多力平衡
教学反思
受力分析是这届学生的薄弱环节,今后教学中要加强对物体的受力分析。
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