高中物理教案

高一物理教案：《共點(diǎn)力作用下物體的平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)。

一名愛(ài)崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性，教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂(lè)，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。那么，你知道教案要怎么寫呢？考慮到您的需要，小編特地編輯了“高一物理教案：《共點(diǎn)力作用下物體的平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

高一物理教案：《共點(diǎn)力作用下物體的平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)目標(biāo)

1、知道什么叫共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài).

2、掌握共點(diǎn)力的平衡條件.

3、會(huì)用共點(diǎn)力的平衡條件解決有關(guān)平衡問(wèn)題.

二、能力目標(biāo)

1、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用力的矢量合成法則平行四邊形定則進(jìn)行力的合成、力的分解的能力.

2、培養(yǎng)學(xué)生全面分析問(wèn)題的能力和推理能力.

三、情感目標(biāo)

1、教會(huì)學(xué)生用辨證觀點(diǎn)看問(wèn)題，體會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)助.

教學(xué)建議

教材分析

1、通過(guò)實(shí)際(生產(chǎn)生活中)的例子來(lái)說(shuō)明怎樣的狀態(tài)是平衡狀態(tài)，使學(xué)生全面理解平衡狀態(tài)——靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng).

2、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件在實(shí)際中的應(yīng)用，是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn).對(duì)于不同類型的平衡問(wèn)題，如何依據(jù)平衡條件建立方程，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn).(平衡系統(tǒng)中取一個(gè)物體為研究對(duì)象，即隔離體法處理;取二以上物體為研究對(duì)象，即整體法處理.建立方程時(shí)可利用矢量三角形法或多邊形法的合成和正交分解法來(lái)處理.)

教法建議

1、本節(jié)例題的教學(xué)重在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)分析方法.由于學(xué)生已經(jīng)掌握了動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般分析方法，教學(xué)時(shí)可先回顧動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析方法，然后引導(dǎo)學(xué)生遷移到靜力學(xué)問(wèn)題中去.

2、本節(jié)例題代表了兩種典型的靜力學(xué)問(wèn)題.建議教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生做出小結(jié).

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

第一節(jié) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡

一、平衡狀態(tài)

如果物體保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)物體處于平衡狀態(tài).由此可見(jiàn)，平衡狀態(tài)分兩種情況：一種是靜態(tài)平衡狀態(tài)，此時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度 ，物體的加速度 ;另一種是動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度 ，物體的加速度 .

注意：

1、物體的瞬時(shí)速度為零時(shí)，物體不一定處于平衡狀態(tài).例如，將物體豎直上拋，物體上升到最高點(diǎn)時(shí)，其瞬時(shí)速度 ，但物體并不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，物體在重力作用下將向下運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得，物體此時(shí)的加速度 ，只有當(dāng)物體能保持靜止?fàn)顟B(tài)即其加速度也為零，物體才是處于靜平衡狀態(tài).

2、物理中的緩慢移動(dòng)可認(rèn)為物體的移動(dòng)速度很小，即要多小有多小，故可認(rèn)為其移動(dòng)速度趨于零，因此，習(xí)題中出現(xiàn)“緩慢移動(dòng)”都可理解為物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài).

二、共點(diǎn)力

如果幾個(gè)力的作用點(diǎn)相同，或作用線(或反向延長(zhǎng)線)交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力就叫做共點(diǎn)力.

三、共點(diǎn)力的平衡條件

從牛頓第二定律知道，當(dāng)物體所受合力為零時(shí)，加速度為零，物體將保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即物體處于平衡狀態(tài)，因此，在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零，即 .

解題的基本思路和方法：

解物體的平衡問(wèn)題的程序是：確定平衡體，作出受力圖，正交分解好，定向列方程.

第一步確定研究對(duì)象，根據(jù)題意將處于平衡狀態(tài)的物體或結(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象，通常用隔離體法將確定的研究對(duì)象從它所處的環(huán)境中隔離出來(lái).但有時(shí)要將研究對(duì)象連同它的關(guān)聯(lián)物一起作為研究系統(tǒng)(整體法)，反而運(yùn)算方便，請(qǐng)注意研究下文將要給出的例題.

第二步進(jìn)行受力分析，作出研究對(duì)象的受力圖.這一步是解題成敗之關(guān)鍵，務(wù)必細(xì)致周到，不多不漏.(判斷分析的力是不是正確，可用假定拆除法和條件法來(lái)處理)

第三步建立坐標(biāo)系或規(guī)定正方向.如何建立合適的坐標(biāo)系，要看問(wèn)題的已知量、未知量而定.原則是要使力與坐標(biāo)軸的夾角簡(jiǎn)單而明確，這樣可使方程明快.坐標(biāo)設(shè)置不當(dāng)，會(huì)引起需要使用三角中的和差化積、半角倍角公式等運(yùn)算工具，使計(jì)算大為繁冗.一般選未知量的方向?yàn)樽鴺?biāo)系的正方向?yàn)橐?，建立坐?biāo)系后，把不在坐標(biāo)軸上的力用正交分解法分解到坐標(biāo)軸上，并畫出其分力的準(zhǔn)確圖示備用.

第四步根據(jù)物體平衡的充要條件列出平衡方程組，運(yùn)算求解.對(duì)結(jié)論進(jìn)行評(píng)估.必要時(shí)對(duì)結(jié)論進(jìn)行討論.

探究活動(dòng)

重心與平衡

活動(dòng)內(nèi)容：探討重心與平衡的知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用.

活動(dòng)目的：

1、了解考慮物體重心的意義，知道找物體重心的方法.

2、了解物體的平衡狀態(tài)、平衡位置.知道不同平衡位置的穩(wěn)定性不同，穩(wěn)定性與重心的關(guān)系及在生活中的實(shí)際應(yīng)用.

3、激發(fā)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)的興趣;培養(yǎng)運(yùn)用物理知識(shí)，分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

活動(dòng)準(zhǔn)備：

長(zhǎng)方形的塑料尺、心形卡片、中空的管子(圓環(huán))、煙盒、奶瓶、細(xì)竹竿、硬幣、梯形皮包、支架及茶杯、走索演員在一根高空鋼絲上表演的投影片，在繩索上駕駛摩托車下掛載人“車廂”的投影片.

活動(dòng)過(guò)程：

科學(xué)講座，并進(jìn)行討論與思考

①你能回答老師給你提出的問(wèn)題嗎?

②你覺(jué)得重心和平衡的知識(shí)在生活中的應(yīng)用廣泛?jiǎn)?你能舉出實(shí)例嗎?物理學(xué)中的其它知識(shí)呢?

1、分析確定重心的問(wèn)題

重心是重力在物體上的作用點(diǎn)也就是物體各部分所受重力的合力的作用點(diǎn).

為什么要考慮物體的重心呢?當(dāng)我們希望一個(gè)物體保持平衡時(shí)，就要用到重心的概念.例如，這里有一把尺子，為了把尺子支撐住，有一個(gè)辦法就是把它放在桌子上.這時(shí)，桌子向尺子的各個(gè)部分都施加了支撐力，但是尺子的重力也可以被看作只作用在重心上.我們可以把一個(gè)手指尖放在尺子重心的下面，這時(shí)，僅僅支在一個(gè)點(diǎn)上就能把尺子支撐起來(lái).你可以用手指尖按照上述辦法使尺子保持平衡.下面，我們將用平衡點(diǎn)作為重心的別名.

①你可以用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)尋找尺子的平衡點(diǎn).首先，把尺子放在互相隔開(kāi)的兩個(gè)食指尖上.然后，慢慢地讓兩個(gè)手指向一起靠攏，方法是先移動(dòng)一個(gè)手指，再移動(dòng)另一個(gè)手指.最后，這兩個(gè)食指將在尺子的中點(diǎn)處靠在一塊.于是，平衡點(diǎn)就是尺子的中點(diǎn).就是那些非均勻物體，也可以用這種滑動(dòng)手指的方法找到它們的平衡點(diǎn).你可以采用同樣的方法，試著找出鉛筆、鋼筆和高爾夫球棒的重心.你將會(huì)很容易地找到這些物體的平衡點(diǎn).但是，在這些情況下手指每次應(yīng)向前移動(dòng)多少，可能估計(jì)得不很恰當(dāng).你可以先用一把掃帚試著估計(jì)一下，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

②尋找不規(guī)則形狀物的重心，還有一種方法可供使用.如尋找一個(gè)心形卡片重心的方法是用兩個(gè)手指輕輕地把心形卡片捏起來(lái)，卡片就會(huì)前后擺動(dòng)起來(lái)，最終它將靜止下來(lái).當(dāng)卡片靜止后，通過(guò)手捏卡片的那個(gè)點(diǎn)在卡片上畫一條鉛垂線.用手指在另外一點(diǎn)(這點(diǎn)不應(yīng)在剛才畫的那條鉛垂線上)把卡片捏起來(lái)，待卡片靜止后，再畫一條鉛垂線.這兩條線相交的那一點(diǎn)，就是心形卡片的重心或平衡點(diǎn).當(dāng)你把手指支在這一點(diǎn)的下面，就可以把卡片平衡地支撐起來(lái).

③任何物體都有一個(gè)重心.人的重心大約是在肚臍的后面、身體的中心處.假設(shè)讓一個(gè)人躺在蹺蹺板上，讓他的肚臍恰好在蹺蹺板支撐點(diǎn)的上方，這樣，人體通常能夠達(dá)到平衡，蹺蹺板的兩端都將不接觸地面.

④一段中空的管子，重心位于管的空心內(nèi)，而不是在制作這管子的材料(管壁)上.這是與重心的定義相符合的.重心不一定要位于物體內(nèi).如果你試著使一段管子或圓環(huán)達(dá)到平衡，你可以用手指支撐它們的外側(cè)，這是一種不穩(wěn)定的平衡狀態(tài).如果一段管子處于豎直狀態(tài)或圓環(huán)是處在水平狀態(tài)(即它們的圓形截面處在水平面內(nèi))，又要用一個(gè)手指支撐它們，就必須用一塊硬紙板托在圓環(huán)(或管子)下面，再用手指支在紙板上即可.

任何物體的形狀和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，都可以使它的重心發(fā)生移動(dòng).當(dāng)我們把尺子從一端削掉一段之后，尺子余下部分的重心，就移動(dòng)到新的位置了.與此相似，如果在尺子的一端粘上一團(tuán)油灰，尺子也有一個(gè)新的平衡點(diǎn).試問(wèn)，平衡點(diǎn)是朝油灰移動(dòng)，還是朝相反方向移動(dòng)?

2、探討物體平衡的問(wèn)題

對(duì)于一個(gè)物體來(lái)說(shuō)，當(dāng)共點(diǎn)力的合力為零時(shí)，我們就說(shuō)該物體是處于平衡狀態(tài).

①例如在地板上放著電冰箱、電冰箱受到重力和支持力的合力為零，我就說(shuō)，電冰箱是處于平衡狀態(tài).在地面上的任何靜止的物體，都是處于平衡狀態(tài).

②桌面上的某個(gè)物體，在外力作用下作變速運(yùn)動(dòng)，這物體便不是處于平衡狀態(tài).在這種情況下，重力方向仍然是與支持力的方向相反，但是使物體作變速運(yùn)動(dòng)的外力卻是水平方向的.

③根據(jù)物體形狀的不同，各種物體可以有一個(gè)或更多個(gè)平衡位置.讓我們把一枚硬幣放在水平的桌面上，它有兩種平衡位置：讓硬幣的某個(gè)平面接觸桌面，這是一種平衡位置，把硬幣立起來(lái)，讓它的側(cè)面接觸桌面，這是另一種平衡位置.請(qǐng)注意，硬幣有兩個(gè)平面，我們把它們看作是一種平衡位置;讓硬幣的側(cè)面接觸桌面，使它達(dá)到平衡，這種平衡位置可以有無(wú)數(shù)種情況，但我們都把它們看成是一種平衡位置.我們?cè)僖詿熀袨槔?，說(shuō)明怎樣分析物體的平衡位置.把煙盒放在水平的桌面上，它有三種平衡位置：一種平衡位置是讓煙盒底面(或者頂面)接觸桌面;第二種平衡位置是讓煙盒后面(或者前面)接觸桌面;第三種平衡位置是讓煙盒的一個(gè)端面(或者另一個(gè)端面)接觸桌面.你能舉出一個(gè)具有四種平衡位置的物體來(lái)嗎?

④假設(shè)某個(gè)物體處于非平衡位置，當(dāng)人們把它放開(kāi)以后，它將朝著平衡位置運(yùn)動(dòng).讓我們手持一個(gè)煙盒，在桌子上方將煙盒松開(kāi)，它將落在桌面上，并將迅速地靜立在煙盒的某個(gè)面上.當(dāng)我們做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，你怎樣放開(kāi)煙盒是沒(méi)有關(guān)系的;不管你是在怎樣的狀態(tài)下放開(kāi)煙盒，它總是要達(dá)到某個(gè)平衡位置.我們還可以手執(zhí)一枚硬幣將它放下，硬幣落到桌面上以后，也會(huì)達(dá)到它的某一平衡狀態(tài).

⑤并非所有的平衡位置都相同，各種平衡位置之間的差異，是它們的穩(wěn)定性不同.

3、講解穩(wěn)定平衡問(wèn)題

①迫使一物體產(chǎn)生一個(gè)很小的位置移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)，在引起一陣擺動(dòng)以后，它最終將回到原來(lái)的平衡位置，這物體便處于穩(wěn)定平衡狀態(tài).

桌上放著一個(gè)直立的奶瓶，當(dāng)我們輕輕地推一下瓶的頸部，它便會(huì)前后擺動(dòng)，但最終將回到原來(lái)的直立位置.

②與穩(wěn)定平衡相對(duì)立的是不穩(wěn)定平衡.如果使物體產(chǎn)生一個(gè)很小的位置移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)，它未能引起擺動(dòng)，則該物體處于不穩(wěn)平衡狀態(tài).隨之而來(lái)的，是這物體將發(fā)生運(yùn)動(dòng)，到達(dá)另一個(gè)平衡位置.例如，一枚硬幣，當(dāng)它的平面接觸桌面時(shí)，要比它的周邊接觸桌面有較好的穩(wěn)定性.當(dāng)你極其輕微地碰一下硬幣時(shí)，它將前后擺動(dòng)，但最后硬幣仍回到原來(lái)的平衡位置.當(dāng)然，如果你用大一點(diǎn)的力碰它，它將會(huì)翻倒，變成硬幣平面接觸桌面.

假設(shè)你現(xiàn)在使一根針或一根細(xì)竹竿直立，并可能使它達(dá)到平衡，這時(shí)，它是處在不穩(wěn)平衡位置.當(dāng)我們給它施加一個(gè)極微弱的力時(shí)，這根針或細(xì)竹竿將會(huì)倒下來(lái)，達(dá)到整個(gè)長(zhǎng)度都接觸地面的新的平衡狀態(tài).

③哪些因素決定了物體的穩(wěn)定程度呢?一個(gè)因素是支持面的大小.當(dāng)支持面大時(shí)，平衡的穩(wěn)定性也增大.例如，一個(gè)長(zhǎng)方體的桶，當(dāng)它放倒時(shí)，比它直立時(shí)的穩(wěn)定性要好.再舉一個(gè)例子，有一種冰淇淋盒是圓錐形的，當(dāng)盒里沒(méi)有裝入冰淇淋時(shí)，我們將杯口朝下放在桌上，這時(shí)它的穩(wěn)定性較好;但如果將它錐體的尖端朝下放置，冰淇淋盒的穩(wěn)定性則很差.實(shí)際上，如果圓錐體的尖端朝下而且達(dá)到平衡，它是處于不穩(wěn)平衡狀態(tài)，這正像任何其它物體平衡于一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)角上，也都屬于不穩(wěn)平衡狀態(tài).

④決定物體穩(wěn)定性的另一個(gè)因素是重心相對(duì)于支持面(或支持點(diǎn))的位置.一個(gè)物體，它的重心越低、越是接近支持面，則穩(wěn)定性越好.我們可舉這樣一個(gè)例子，一個(gè)普通梯形皮包，倒放時(shí)比正放時(shí)的重心位置要高.試問(wèn)：在這種情況下，重心各在哪里?

近年來(lái)的賽車，為了降低所使用的賽車的重心高度，制造出了更加低矮的“低懸掛”型賽車.對(duì)于低懸掛型的賽車來(lái)說(shuō)，由于以下的各種原因可能造成的翻車事故，是不大容易發(fā)生的：賽車在側(cè)向氣流作用下而翻車;在和其它車碰撞后而翻車;以及賽車本身由于某種原因而產(chǎn)生了橫滑所造成的翻車.換句話說(shuō)，由于低懸掛型賽車在正常行駛狀態(tài)時(shí)重心極低，要把它弄翻，從正常的平衡狀態(tài)，翻到車的側(cè)面著地或車的頂面著地的另一個(gè)平衡狀態(tài)，是不太容易的.

⑤假設(shè)一個(gè)物體的重心是在物體支持面的底下，那么，這個(gè)物體的穩(wěn)定性是很強(qiáng)的.把一個(gè)茶杯吊掛在鉤子上，如上圖所示.就是穩(wěn)定平衡的一例.如果你把這茶杯推一下，也不管你是怎樣推法，那么最終這茶杯必然要恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定平衡狀態(tài)上.

走索演員在一根高空鋼絲上表演的時(shí)候，重心總是在支持面上的，而支持面又很小，怎樣保持穩(wěn)定性呢?它是通過(guò)調(diào)整姿態(tài)，使重心總是在支持面的正上方而保持平衡的.一般的走索演員在表演時(shí)要手持一根長(zhǎng)長(zhǎng)的平衡桿，主要通過(guò)調(diào)整平衡桿的位置來(lái)調(diào)整整體重心的位置，以保持平衡.有經(jīng)驗(yàn)的演員，則可以不要平衡桿，通過(guò)自己的身體姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，而使身體的重心保持在鋼絲繩的正上方.

活動(dòng)小結(jié)

本科學(xué)講座以豐富多彩的生活實(shí)際展示了物體重心、平衡等問(wèn)題，開(kāi)闊了學(xué)生視野.只要學(xué)生養(yǎng)成良好習(xí)慣，做一個(gè)有心人，善于觀察，勤于思考，就會(huì)弄懂很多科學(xué)道理，并運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去創(chuàng)造更加美好的生活!

相關(guān)推薦

共點(diǎn)力作用下物體的平衡

一、知識(shí)目標(biāo)

1、知道什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)；

2、掌握共點(diǎn)力的平衡條件。

二、能力目標(biāo)：

通過(guò)觀察三個(gè)共點(diǎn)力平衡的演示實(shí)驗(yàn)，推出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，分析推理能力。

三、德育目標(biāo)

通過(guò)共點(diǎn)力平衡條件的得出過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)。

教學(xué)重點(diǎn)

1：共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)。

2：共點(diǎn)力的平衡條件。

教學(xué)難點(diǎn)：

共點(diǎn)力的平衡條件。

教學(xué)方法：

實(shí)驗(yàn)法、歸納法、講練法

教學(xué)用具：

演示物體一個(gè)，彈簧秤三個(gè)

教學(xué)步驟：

一、導(dǎo)入新課：

生活中的物體有的處于平衡狀態(tài)，有的處于非平衡狀態(tài)；其中物體的平衡狀態(tài)比較常見(jiàn)，而且很有實(shí)際意義。那么：什么是物體的平衡狀態(tài)，物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢？本章我們就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的問(wèn)題。本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡條件。

二、新課教學(xué)

（一）用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1：了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念；

2：理解共點(diǎn)力的平衡條件。

（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程：

1：共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)。

（1）復(fù)習(xí)什么是共點(diǎn)力：

幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力就叫做共點(diǎn)力。

（2）介紹物體在共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)。

a：一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。

b：請(qǐng)學(xué)生舉例：哪些物體屬于在共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)。

c：同學(xué)們剛才舉的例子中，有的物體在兩個(gè)力作用下處于平衡，有的物體在三個(gè)力的作用下處于平衡。那么，在共點(diǎn)力作用下的物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢？

2：共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件

（1）理論推導(dǎo)：

從牛頓第二定律知道：當(dāng)物體所受合力為零時(shí)，加速度為零，物體將保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即物體處于平衡狀態(tài)，所以：在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零。

即F合＝0

（2）平衡條件的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

a：請(qǐng)三位同學(xué)把三個(gè)彈簧秤的掛鉤掛到同一個(gè)物體，分別向三個(gè)方向彈簧秤，記下彈簧秤的示數(shù)和方向。

注意：用力不能太大，以免超出彈性限度。

b：請(qǐng)同志們按各力的大小和方向作出力的圖示，根據(jù)力的平行四邊形法則，求出三個(gè)力的合力。

c：請(qǐng)幾位同學(xué)說(shuō)明作圖得到的結(jié)果：

這三個(gè)力的合力為零（在誤差范圍內(nèi)）；

任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

三、鞏固訓(xùn)練：

（1）一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，那么這個(gè)物體一定保持。

（2）在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是，此時(shí)物體的加速度等于。

（3）下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是。

A：質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用；

B：質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有加速度；

c：質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有速度；

d：質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止。

（4）要使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上的力必須滿足一定的條件，這個(gè)條件就叫做。

四、小結(jié)

1：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力的平衡條件是F合＝0；

2：平衡狀態(tài)的二個(gè)特征是：

①a＝0；

②速度v恒定；

3、物體所受的合力為零，在正交分解時(shí)常采用：

①Fx合=0;②Fy合=0

五、作業(yè)

一個(gè)物體受到五個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3、F4、F5的作用，處于平平衡。

1：如果將F3撤去，而其他力保持不變，則F1、F2、F4、F5的合力是多大？方向如何？

2：如果將F2、F5兩個(gè)力撤去，而其余力保持不變，則F1、F3、F4的合力在什么范圍內(nèi)？

六、板書(shū)設(shè)計(jì)：

高考物理共點(diǎn)力作用下的物體平衡2

共點(diǎn)力作用下物體的平衡

【知識(shí)要點(diǎn)】

一、共點(diǎn)力

幾個(gè)力作用于一點(diǎn)或幾個(gè)力的作用線交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力稱為共點(diǎn)力。

二、物體的平衡狀態(tài)

包括靜止（速度和加速度都等于零的狀態(tài)）、勻速運(yùn)動(dòng)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)三種

三、共點(diǎn)力作用下的物體的平衡

1．條件：物體所受各力的合力為零。即F合=0

2．若物體只受兩個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力叫一對(duì)平衡力。

3．若物體受三個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)，則可根據(jù)任意兩個(gè)力的合力同第三個(gè)力等大反向，作出平行四邊形，若平行四邊形中有直角三角形，可根據(jù)函數(shù)關(guān)系或勾股定理列方程；若平行四邊形中沒(méi)有直角三角形，可根據(jù)正弦定理或相似三角形的相似邊成正比等列方程。

高考物理共點(diǎn)力作用下物體的平衡復(fù)習(xí)教案1

第四課時(shí)共點(diǎn)力作用下物體的平衡
【教學(xué)要求】
1．了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念，知道共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，并用來(lái)計(jì)算有關(guān)平衡的問(wèn)題。（不要求解決復(fù)雜連接體的平衡問(wèn)題）
2．用共點(diǎn)力平衡的條件解釋生活中的有關(guān)問(wèn)題。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、平衡狀態(tài)、平衡力
物體在幾個(gè)力作用下處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)，這幾個(gè)力互相叫做平衡力（或其中一個(gè)力叫其余幾個(gè)力的平衡力）
二、物體的平衡條件
共點(diǎn)力作用下平衡條件：
1、合外力為零，即：∑F=0或∑Fx=0∑Fy=0
2、共點(diǎn)力平衡的幾何條件：
根據(jù)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件和力的合成的多邊形定則可知，共點(diǎn)力平衡的幾何條件是：各力首尾相接自行構(gòu)成封閉的力多邊形
議一議：物體的速度為零和物體處于平衡狀態(tài)是一回事嗎？為什么？
知識(shí)點(diǎn)一平衡狀態(tài)和平衡條件
下列情況可作平衡來(lái)處理：（1）靜止：v=0，a=0；（2）勻速直線運(yùn)動(dòng)：v=恒量，a=0；（3）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)：ω=恒量。
【應(yīng)用1】（合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一）在下列運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，物體處于平衡狀態(tài)的有（）
A．蹦床運(yùn)動(dòng)員上升到最高點(diǎn)時(shí)
B．秋千擺到最低點(diǎn)時(shí)
C．相對(duì)靜止于水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上的貨物
D．宇航員費(fèi)俊龍、聶海勝乘坐“神舟”六號(hào)進(jìn)入軌道做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)
導(dǎo)示:選擇C。物體處于平衡狀態(tài)時(shí)所受的合力為零。

知識(shí)點(diǎn)二物體的平衡條件的推論
共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件的推論：
1、物體受兩個(gè)共點(diǎn)力作用平衡，這兩個(gè)力必大小相等，方向相反，作用在一條直線上。
2、物體受三個(gè)共點(diǎn)力作用平衡，則三個(gè)力的作用線必相交于同一點(diǎn)。其中任意兩個(gè)力的合力，一定與第三個(gè)力等值反向。
3、三個(gè)以上力依次類推，而且三個(gè)以上的力最終都可歸結(jié)為三個(gè)力的平衡。所以，三個(gè)力平衡在共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題中具有典型性。
4、一個(gè)物體受三個(gè)共點(diǎn)力而平衡，若其中第一個(gè)力為恒力，第二個(gè)力方向不變，第三個(gè)力大小、方向都改變，則當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力與第二個(gè)力垂直時(shí)最小。
【應(yīng)用2】(08孝感一中屆高三期中檢測(cè))如圖所示，用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O，并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球，然后用某個(gè)力F作用在小球A上，使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則該力可能為圖中的（）
A、F1B、F2
C、F3D、F4
導(dǎo)示:選擇BC。
小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到豎直向下的重力、沿繩向上的拉力和力F作用，合力為零，根據(jù)三力平衡條件知，力F作用的區(qū)域在AC的右方、OD的上方。F2、F3符合條件。

類型一平衡條件的應(yīng)用問(wèn)題
【例1】(08孝感一中屆高三期中檢測(cè))如圖所示，要在客廳里掛一幅質(zhì)量m=1.2kg的畫（含畫框），
已知畫框背面有兩個(gè)相距l(xiāng)=0.8m、位置固定的掛鉤?，F(xiàn)將輕質(zhì)細(xì)繩的兩端分別固定在兩個(gè)掛鉤上，把畫對(duì)稱地掛在插入豎直墻壁的光滑釘子上，掛好后整條細(xì)繩呈繃緊狀態(tài)。若細(xì)繩能夠承受的最大拉力為Fmax=10N，g取10m/s2，要使細(xì)繩不被拉斷，求細(xì)繩的最小長(zhǎng)度。
導(dǎo)示；畫（含畫框）受到重力mg和兩個(gè)大小相等的細(xì)繩拉力F的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)于細(xì)繩不被拉斷的最小長(zhǎng)度x；作細(xì)繩拉力的合力F合（見(jiàn)圖），
由平衡條件有：
由相似三角形的相似比有
代入數(shù)據(jù)解得x=1m。
本題的關(guān)鍵是正確對(duì)研究對(duì)角進(jìn)行受力分析，靈活運(yùn)用平衡條件和數(shù)學(xué)中三角形有關(guān)知識(shí)進(jìn)行求解。

類型二臨界極值問(wèn)題
【例2】(08孝感一中屆高三期中檢測(cè))如圖所示，某同學(xué)在地面上拉著一個(gè)質(zhì)量為m=30kg的箱子勻速前進(jìn)，已知箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，拉力F1與水平面夾角為θ=45°，g=10m/s2。求：
（1）繩子的拉力F1為多少？
（2）該同學(xué)能否用比F1小的力拉著箱子勻速前進(jìn)？如果能，請(qǐng)求出拉力的最小值。若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。
導(dǎo)示；（1）對(duì)該同學(xué)進(jìn)行受力分析，由平衡條件得：F1cos45°=μ(mg－F1sin45°)；
所以，F(xiàn)1=μmgcos45°+μsin45°=1002N；
（2）設(shè)拉力與水平方向夾角為θ，則
Fcosθ=μ(mg－Fsinθ)；F=μmgcosθ+μsinθ；
當(dāng)θ=arctanμ時(shí)，F(xiàn)有最小值，其值為：
Fmin=μmg1+μ2=605N。
本題的關(guān)鍵是求cosθ+μsinθ的極值，難度較大，希引起注意。
類型三辨析題
【例3】．(08孝感一中屆高三期中檢測(cè))在傾角為α的斜面上，一條質(zhì)量不計(jì)的皮帶一端固定在斜面上端，另一端繞過(guò)一中間有一圈凹槽的圓柱體，并用與斜面夾角為β的力拉住，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。不計(jì)一切摩擦，圓柱體質(zhì)量為m，求拉力F的大小和斜面對(duì)圓柱體的彈力N的大小。
某同學(xué)分析過(guò)程如下：
將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解。
沿斜面方向：Fcosβ＝mgsinα
沿垂直于斜面方向：Fsinβ＋N＝mgcosα
問(wèn)：你同意上述分析過(guò)程嗎？若同意，按照這種分析方法求出F及N的大小；若不同意，指明錯(cuò)誤之處并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果。
導(dǎo)示：不同意。因?yàn)槠叫杏谛泵娴钠?duì)圓柱體也有力的作用，該同學(xué)沒(méi)有考慮。
（1）式應(yīng)改為：Fcosb＋F＝mgsina
由上式得F＝mgsina1＋cosb
所以，N＝mgcosa－Fsinb
＝mgcosa－mgsinbsina1＋cosb

類型四實(shí)際問(wèn)題分析
【例4】我國(guó)第一座跨度超千米的特大懸索橋在江陰正式通車．該橋主跨為1385m,橋全長(zhǎng)3071m,橋下通航高度為50m，兩岸的橋塔高196m橫跨長(zhǎng)江南北兩岸的兩根主纜繞過(guò)橋塔頂鞍座，由南北錨旋固定，整個(gè)橋面和主纜的4.8萬(wàn)噸重量都懸在這兩根主纜上．為計(jì)算方便起見(jiàn)，其整體結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示，每根主纜的張力約為（）
A、2.4×108NB、6×108N
C、1.2×l09ND、2.4×109N
【解析】選擇B。對(duì)大橋進(jìn)行受力分析（如圖），
圖甲中大橋受整個(gè)橋面和主纜的總重力以及四段鋼索的拉力，這些力的合力為零，大橋處于靜止的平衡狀態(tài)．這些力可等效為平面共點(diǎn)力系，設(shè)其延長(zhǎng)線相交于O點(diǎn)，其受力如圖乙所示．設(shè)總重力為G（4．8×108N），四段鋼纜每段拉力均為F，則由相似三角形關(guān)系：
解得F=5．8×108N．故選項(xiàng)B正確．

1、（無(wú)錫市08屆高三基礎(chǔ)測(cè)試）如圖所示，A與B兩個(gè)物體用輕繩相連后，跨過(guò)無(wú)摩擦的定滑輪，A物體在Q位置時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，若將A物體移到P位置，仍然能夠處于靜止?fàn)顟B(tài)，則A物體由Q移到P后，作用于A物體上的力中增大的是()
A．地面對(duì)A的摩擦力B．地面對(duì)A的支持力
C．繩子對(duì)A的拉力
D．A受到的重力

2、如圖示，用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形，BC邊水平，AC邊豎直，∠ABC=β，AB及AC兩邊上分別套有細(xì)線系著的銅環(huán)M、N，當(dāng)它們靜止時(shí)，細(xì)線跟AB所成的角θ的大小為（細(xì)線長(zhǎng)度小于BC）（）
A.θ=β
B.θπ/2
C.θβ
D.βθπ/2

3．（鎮(zhèn)江市08屆高三教學(xué)情況調(diào)查）如圖物體A在豎直向上的拉力F的作用下能靜止在斜面上，則關(guān)于A受力的個(gè)數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是（）
A、A一定是受兩個(gè)力作用
B、A一定是受四個(gè)力作用
C、A可能受三個(gè)力作用
D、A不是受兩個(gè)力作用就是受四個(gè)力作用

4、(08孝感一中屆高三期中檢測(cè))如圖所示，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，A、B兩球由一根跨過(guò)定滑輪的輕繩相連接，A為一帶孔小球，穿在光滑固定的豎直桿OD上，且A球與斜面不接觸，B與斜面的接觸面光滑，C處滑輪摩擦不計(jì)，C、B之間的繩與豎直方向成300角，C、A之間的繩與斜面平行，斜面傾角為300，則A、B兩球的質(zhì)量比為（）
A、B、1C、D、

5、（無(wú)錫市08屆高三基礎(chǔ)測(cè)試）如圖所示，質(zhì)量為ｍ、頂角為α的直角劈和質(zhì)量為Ｍ的正方體放在兩豎直墻和水平面問(wèn)，處于靜止?fàn)顟B(tài).若不計(jì)一切摩擦，求：
（1）水平面對(duì)正方體的彈力大小；
（2）墻面對(duì)正方體的彈力大小。

答案：1、AB2、D3、D4、C
5、（1）(M+m)g（2）mg/tanα

第四章　物體的平衡（一、共點(diǎn)力作用下物體的平衡）

教學(xué)目標(biāo)：

一知識(shí)目標(biāo)

1．知道什么是共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)；

2．掌握共點(diǎn)力的平衡條件。

二能力目標(biāo)：

通過(guò)觀察三個(gè)共點(diǎn)力平衡的演示實(shí)驗(yàn)，推出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，分析推理能力。

三德育目標(biāo)

通過(guò)共點(diǎn)力平衡條件的得出過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)。

教學(xué)重點(diǎn)

1．共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)。

2．共點(diǎn)力的平衡條件。

教學(xué)難點(diǎn)：

共點(diǎn)力的平衡條件。

教學(xué)方法：

實(shí)驗(yàn)法、歸納法、講練法

教學(xué)用具：

演示物體一個(gè)，彈簧秤三個(gè)

教學(xué)步驟：

一導(dǎo)入新課：

生活中的物體有的處于平衡狀態(tài)，有的處于非平衡狀態(tài)；其中物體的平衡狀態(tài)比較常見(jiàn)，而且很有實(shí)際意義。那么：什么是物體的平衡狀態(tài)，物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢？本章我們就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的問(wèn)題。本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡條件。

二新課教學(xué)

（一）用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1．了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念；

2．理解共點(diǎn)力的平衡條件。

（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程：

1．共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)。

（1）復(fù)習(xí)什么是共點(diǎn)力：

幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力就叫做共點(diǎn)力。

（2）介紹物體在共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)。

a：一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。

b：請(qǐng)學(xué)生舉例：哪些物體屬于在共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)。

c：同學(xué)們剛才舉的例子中，有的物體在兩個(gè)力作用下處于平衡，有的物體在三個(gè)力的作用下處于平衡。那么，在共點(diǎn)力作用下的物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)呢？

2．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件

（1）理論推導(dǎo)：

從牛頓第二定律知道：當(dāng)物體所受合力為零時(shí)，加速度為零，物體將保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即物體處于平衡狀態(tài)，所以：在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零。

即F合＝0

（2）平衡條件的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

a：請(qǐng)三位同學(xué)把三個(gè)彈簧秤的掛鉤掛到同一個(gè)物體，分別向三個(gè)方向彈簧秤，記下彈簧秤的示數(shù)和方向。

注意：用力不能太大，以免超出彈性限度。

b：請(qǐng)同學(xué)們按各力的大小和方向作出力的圖示，根據(jù)力的平行四邊形法則，求出三個(gè)力的合力。

c：請(qǐng)幾位同學(xué)說(shuō)明作圖得到的結(jié)果：

這三個(gè)力的合力為零（在誤差范圍內(nèi)）；

任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

三鞏固訓(xùn)練：

（1）一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，那么這個(gè)物體一定保持。

（2）在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是，此時(shí)物體的加速度等于。

（3）下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是。

A：質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用；

B：質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有加速度；

c：質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有速度；

d：質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止。

（4）要使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上的力必須滿足一定的條件，這個(gè)條件就叫做。

四小結(jié)

1．本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力的平衡條件是F合＝0；

2．平衡狀態(tài)的二個(gè)特征是：

①a＝0；

②速度v恒定；

3．物體所受的合力為零，在正交分解時(shí)常采用：

①Fx合=0;②Fy合=0
五作業(yè)