共点力的平衡教案.doc

共点力的平衡
教学目标
,并能分析和计算共点力作用下物体的平衡问题。
,会正确选择研究对象,进行受力分析,画出物体的受力图。
二、教学重点
共点力作用下物体平衡的特点及一般解法。
三、教学难点
三力作用下的动态平衡问题。
教学过程
共点力: 几个力都作用于物体的同一点,或者它们的延长线交于同一点,这几个就叫做共点力.
共点力作用下物体所受的合力为零是物体平衡的条件。物体的平衡条件具有广泛的实际应用,因此对解决平衡问题一般方法的掌握具有十分重要的作用。
应用共点力平衡条件解题的一般方法和步骤
确定研究对象
合理选择研究对象是解决平衡问题的关键,它关系到能否作出解答或能否顺利地解
答。研究对象的选取可以是一个物体,一个结点,或一个系统(相互作用物体的全体)。通常在分析外力对系统的作用时,用整体法,在分析系统内部物体之间相互作用力时,用隔离法。
2. 对研究对象正确受力分析,并作出受力图
正确进行受力分析是正确分析物理过程或物理状态的前提,是解决力学问题的基本能力要求,受力分析通常按以下步骤进行,首先确定研究对象(受力分析物体),然后按已知力、场力(引力场、电场、磁场)、弹力(拉力、压力、支持力)、摩擦力的顺序来分析。
3. 判定研究对象是否处于平衡状态
共点力作用下的物体如果处于平衡状态,则物体保持着静止状态或匀速直线运动的状态
例:根据概念来判断下面的物体是否处于平衡状态:
(1) 静止在水平面上的木箱
(2) 平直马路上在牵引力作用下匀速前进的卡车
(3) 用细线悬挂在天花板上的静止小球
(4) 刹车后停下来了的汽车
(5)用细线悬挂在天花板上的静止小球,在剪断细线的瞬间
(6) 竖直上抛达到了最高点的小球(不计空气阻力)
总结:(1) 平衡状态的运动学特征:加速度为零
(2) “保持”某状态和“瞬时”某状态有区别
4. 运用平衡条件,选择合适的方法列出平衡方程解题。
若物体受力较多时,一般可选用力的正交分解法,即建立直角坐标系。将各力分解到两互相垂直的坐标轴上,然后根据Fx=0,Fy=0列等式解题。
【例1】:长方形木块静止在倾角为θ的斜面上,那么木块对斜面作用力的方向( )
A. 沿斜面向下
B. 垂直斜面向下
C. 沿斜面向上
D. 竖直向下
对有些问题,我们也可采用根据力的作用效果分解后根据平衡条件解题,对三力平衡的问题,常用三力组成封闭三角形的特征,利用三角形方面的数学知识来求解。
5. 视问题的要求,对结果做出说明或讨论。
跟摩擦力有关的平衡问题
这类问题是指平衡的物体受到了包括摩擦力在内共点力的作用。在共点力平衡中,当物体虽然静止但有运动趋势时,属于静摩擦力;当物体滑动时,属于滑动摩擦力,由于摩擦力的方向要随运动或运动趋势的方向发改变而改变,静摩擦力大小还可在一定范围内变动,因此包括摩擦力在内的平衡问题常常需要多讨论几种情况,要复杂一些,因此做这类题目时要注意两点:
1. 由于静摩擦力的大小和方向都要随运动趋势的改变而改变,因此维持物体静止状
态所需的外力允许有一定范围;又由于存在着最大静摩擦力,所以使物体起动所需的力大于应大于某一最小的力。总之,包含摩擦力在