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1、2019-20202019-2020 年高一物理第四章物體的平衡二、共點力平衡條件的應用（第一課時）人教大綱版第一冊從容說課本節(jié)學習共點力平衡條件的應用，本節(jié)內容若放在學習牛頓第二定律之后，可以作為牛頓第二定律應用的一個特例來學習.首先，物體處于平衡狀態(tài)， 從現(xiàn)象上看是物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，從特征上看是物體的加速度a=O的狀態(tài)，這樣物體處于平衡狀態(tài)的條件，據(jù)牛頓第二定律，不難理解 為什么是F合=O其次，應用物體平衡條件解題的思路，與應用牛頓第二定律解題的思路相同，同樣是選擇研究對象，進行受力分析，作出受力示意圖進行力的處理，列方程求解.本節(jié)課的教學目標定位如下：1進一步理解共點力作用

2、下物體的平衡條件，并能根據(jù)平衡條件分析和計算共點力平 衡的問題.2掌握共點力平衡問題的基本思路和方法學會應用平衡條件對物體進行受力分析.本節(jié)的教學重點為：共點力平衡條件的應用.本節(jié)的教學難點為：受力分析、正交分解法，共點力平衡條件的綜合應用.本節(jié)采用講練法、歸納法、分層教學法，使學生體會平衡問題的求解思路和方法一一三 力平衡問題宜用力的合成法或分解法求解，三個以上的力的平衡宜用正交分解法求解.本節(jié)的教學程序安排如下：復習有關知識，導人新課T師生共同探究，得到共點力作用下物體的平衡條件的應用思 路和方法T課堂討論對本節(jié)知識進行拓展強化.教學目標一、知識目標1.能用共點力的平衡條件解決有關力的平衡

3、問題2.進一步學習受力分析、正交分解等方法二、能力目標能夠學會使用共點力平衡條件解決共點力作用下物體平衡問題的思路和方法，培養(yǎng)學生靈活分析和解決問題的能力三、德育目標培養(yǎng)學生明確具體問題具體分析的科學思維方式并且通過平衡問題滲透平衡美、對稱美等美育教育教學重點共點力平衡條件的應用教學難點受力分析、正交分解法，共點力平衡條件的綜合應用教學方法講練法、歸納法分層教學法教學用具投影儀課時安排1課時教學過程投影本節(jié)課學習目標1.熟練應用共點力的平衡條件，解決平衡狀態(tài)下有關力的計算2.進一步熟練受力分析的方法.學習目標完成過程一、新課導入1.用投影片出示復習題(1)_如果一個物體能夠保持或，我們就說物體

4、處于平衡狀態(tài)_(2) 當物體處于平衡狀態(tài)時a._物體所受各個力的合力等于，這就是物體在共點力作用下的平衡條件，_如將其分解在坐標軸上則有 _，_ .b._它所受的某一個力與它所受的其余各力的合力的關系是 _.學生活動設計1回顧復習，獨立進行2提問作答2.引入這節(jié)課應用共點力的平衡條件來解決一些具體問題，歸納一下這類問題的解題步驟以及如何去思考等問題.二、新課教學(一).共點力作用下物體的平衡條件的應用舉例.(1)投影課本例1學生活動(1) 本題中你準備選哪個物體作為研究對象？(2) 分析你選的研究對象的受力情況。學生可能選的研究對象1以足球為研究對象；2以足球和網兜為研究對象。教師點撥由于本題

5、中網兜質量不計， 所以選網兜和足球一起作為研究對象比較合 適在實物投影儀上展示學生的受力分析題，并加以分析評判.以足球和網兜為研究對象它們共受到三個力的作用。即重力 墻壁的支持力F1,懸繩的拉力F2,如圖所示.學生活動用盡可能多的方法求解本題.學生活動在實物投影儀上展示各種不同的解題方法.教師點撥CAI課件點出主要的幾種解題方法：解法一：用合成法如圖所示，取足球和網兜作為研究對象，它們受重力G=mg墻壁的支持力F1和懸繩的拉力F2三個共點力作用而平衡，由共點力的平衡條件可知：R和F2的合力F與G大小相等，方向相反，即F=G,由圖中力的平行四邊形 可求得：F1=Fta na=mganaF2=F/

6、COSa=mg/cosa.解法二：用分解法取足球和網兜為研究對象， 其受重力G,墻壁支持力Fl,懸繩的拉力F2,如圖所示，將 重力G分解為F2和F2，由共點力平衡條件可知，F(xiàn)i與Fi的合力必為零，F(xiàn)2與F2的合力也必為零。所以：F1= Fi=mg|anaF2= F2=mg|COSa.解法三：用相似三角形法求解取足球和網兜作為研究對象，其受重力G,墻壁的支持力F,懸繩的拉力F,如圖所示,設球心為O,由共點力的平衡條件可知，F(xiàn)i與G的合力F與F2大小相 等，方向相反，由圖可知，三角形OFG與三角形AOB相似，所以F2=G/cosa=mg/cosaFi=Gta na=mgta na解法四：用正交分解

7、法求解取足球和網兜作為研究對象，受三個力作用，重力G墻壁的支持力Fi,懸繩拉力F2,如圖所示.取水平方向為x軸，豎直方向為y軸，將F2分別沿x軸和y軸方向進行分 解，由平衡條件可知，在x軸和y軸方向上的合力Fx合和Fy合應分別等于零，即：Fx合=Fi-F2s in a=OFy合=F2COSa-G=O由式解得：F2=G/ cosa代人式得：R=F2Sina=mgtana.學生活動概括用共點力平衡條件鑰匙的一般步驟1根據(jù)題目的要求和計算方便，恰當?shù)剡x擇研究對象；2正確分析研究對象的受力情況并畫出受力示意圖；3應用平衡條件選擇恰當?shù)姆椒ń⑵胶夥匠蹋?解方程，必要時對解題進行說明或討論；說明：不同方

8、法解同一題目， 目的在于啟發(fā)同學們在解題過程中，按照自己的認知水平和解題習慣，靈活選擇解題方法要求：A全部掌握B掌握其中的三種解法C熟練其中的兩種解法強化訓練投影女口圖所示：細線的一端固定于A點，線的中點掛在一質量為m的物體 上，另一端B用手拉住，當AO與豎直方向成B角時，OB沿水平方向時，AO及BO對O點的拉力分別是多大？要求至少用兩種解法學生活動設計獨立思考、類比例題1，寫出詳解師生互動激勵評價，鼓勵創(chuàng)新投影分析過程a.研究對象：O點b.受力分析：R、F2,F=G（如圖）c.處于平衡狀態(tài)：隱含（保持靜止）d.應用平衡條件：F合=0解題步驟強化投影規(guī)范步驟a.解：用力的分解法求解將F=mg沿

9、Fi和F2的反方向分解，得:F=mgan0F=mgcos0所以Fi=mgcos0Fz=mgan0b.解：用正交分解法求解 建立平面直角坐標系如圖由Fx合=0及Fy合=0得到：解得：Fi=mgcos0 F2=mgan0學生活動設計師生互動1抽查結果，查缺補漏，最后歸納a.確定研究對象.b.確定處于平衡狀態(tài).c.正確分析受力.d.應用力的平衡條件列方程.(由已知條件的特點及自己的習好，采用力的合成、分解、正交分解等方法解決問題.)e.解方程2學生閱讀課本例題2.要求：A按剛才步驟分析解決B C.套用剛才步驟理解課本分析.學生活動完成后，出示投影分析.a.勻速平衡狀態(tài)b.研究對象：A物體c.受力分析

10、：重力G,支持力F2,水平力Fi，摩擦力H，其中F3=UF2,F2、F3求出即可 得卩.d.畫出物體的受力圖e.應用平衡條件F合=0說明：選取正交分解法.強調斜面問題一般都采用正交分解法.投影展示解題過程.解：取物體A為研究對象.取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為y軸，分別應用Fx合=0和R合=0,得Fg由、式得：M- =故=M學生活動討論式的物理意義.討論后得到：當用桿秤稱物時，秤砣到定盤星A點的距離與重物的質量成正比，即桿秤的刻度是均勻的 與秤桿是否粗細均勻，秤桿重心C的位置全無關在秤桿上直接刻出與秤砣至定盤星A點的距離相對應的質量數(shù)值，就可直接進行重物質量的稱量了.課后實踐探究

11、桿秤上為什么常有兩個提紐？（二）歸納解答力矩平衡問題的步驟如右圖所示，當A點離地面_教學設計讓學生歸納這類題目的求解思路、步驟，提高應用知識解決問題的能力學生活動設計根據(jù)前面的例題分析以及自己的已有知識體系獨立思考并設計不同的歸納形式師生互動激勵評價、給出典型歸納投影解題步驟：1選定研究對象，確定處于平衡狀態(tài)2受力分析，確定出各力矩3應用力矩平衡條件列方程4解方程課堂討論1應用力矩平衡條件分析問題時，為什么一般不分析轉軸對物體的作用力？2總結一下利用力矩平衡條件解題的一般思路.學生活動、討論并解答上述問題1因為轉軸對物體的作用力的力臂為零，力矩為零，對物體繞軸的轉動沒有影響，所 以在研究有固定

12、轉動軸的平衡問題時，一般不必分析軸對物體的作用力.2解題的思路是：1明確研究對象及其轉動軸，一般是有固定轉動軸的物體，但有些也可以是無固定轉動 軸的物體，此時可選物體上任何一點作為轉動軸.2分析受力情況，并明確各力的力臂.3確定力矩的正負號，求出各力的力矩.4據(jù)力矩平衡條件列出方程求解.三、小結投影小結思考題1力矩的作用效果是改變物體的 _ 狀態(tài).2規(guī)定使物體向逆時針方向轉動的力矩為正值，有固定轉動軸物體的平衡條件為 _為零.3力矩越大，力使物體_就越大.力矩的大小是由力的大小和 _的大小共同決定的，如果某力的力臂為零，該力對轉動軸的力矩為零，那么這個力再大也不產生使物 _體的效果.四、作業(yè)1

13、.課后作業(yè)練習二(2) (3) (4)2.升華作業(yè)畫本章知識框架圖一一總結該章3閱讀P77“閱讀材料”4.查找與“閱讀材料”相關的資料5.思考題水平單臂吊橋0B端用鋼索AB斜拉著，另一端安裝在軸0上, 一汽車自軸0沿橋面向B端行駛，則鋼索AB上的拉力F與汽車位置到0軸的距離(用x表示)777777的關系下列參考答案A五、板書設計力矩平衡條祥的應 相關知識點相關知識點典型例題典型例題1. .應用應用平衡條平衡條件求件求y yn n 應應用用平衡平衡條件求條件求I3. .應應用平衡條件求最值用平衡條件求最值解解題步驟題步驟、注慧事項、注慧事項六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計1.(1)如右圖所示，將重為G的木棒

14、一端用力F緩慢拉起，0為轉軸，則在拉起的過程中，拉力F和它的力矩變化情況是A.拉力變大，力矩不變B.拉力不變，力矩變大C.拉力不變，力矩不變D.拉力變大，力矩變大(2)如右圖所示裝置，均勻木棒AB的A端固定在鉸鏈上，懸線的 一端固定，另一端套在木棒上跟棒垂直，并使棒保持水平，若改變懸線 長度使線套逐漸向右移動，但仍保持木棒水平，則懸線所受拉力(棒足 夠長)的變化情況是A.逐漸變小B.先變小，后又增大C.逐漸增大D.先增大，后又減小(3)如圖所示，原來平衡的不等臂天平，兩盤A B完全相同，將重為G的物體放在A盤，重為G的物體放在B盤，恰能平衡，若將G物體放在B盤，G物體放在A盤，需在B盤中放一重

15、為W的小砝碼才能平衡，則G、G與W勺關系是A.G=G+WB.= +GWC.G=G+WD. =+GW2.(1)如圖所示，均勻木桿重2G,從0點支起恰水平平衡，然后從0B段中點A截斷,仍支于0點水平平衡，應在右端A點加一個方向 _的最小力，大小為 _.(2)如右圖所示，把物體A放在水平板0B的正中央，用一不變的力F將板的B端勻速地慢慢抬高(0端不動)，設A相對平板靜止，則A對板的壓力將 _ ,A與B之間的摩擦力將_ ,F對0點的力矩將_.3.一均勻木板Mt長L=15 m,重G=400 N,擱在相距D=8m的兩個支架A、B上，MAFNB重G=600 N的人從A點向B點走去，如圖所示.求：(1) 人走過B點多遠木板會翹起？(2) 為使人走到N點時木板不會翹起來，支架B應放在離B端多遠處?AJ9MLMM錚冷錚冷拝京蒲錚冷錚處參考答案 1.（1）D（2）C（3）B2.（1）豎直向下，（2）減小 增大3.（1）2.73 m（2）3 m減小