第四章 物體的平衡(二、共點力平衡條件的應用)
教學目標:
一 知識目標
1.能用共點力的平衡條件,解決有關力的平衡問題;
2.進一步學習受力分析,正交分解等方法。
二 能力目標:
學會使用共點力平衡條件解決共點力作用下物體平衡的思路和方法,培養學生靈活分析和解決問題的能力。
三 德育目標:
培養學生明確具體問題具體分析:
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、共點力平衡條件的綜合應用。
教學方法:
講練法、歸納法
教學用具:
投影儀、投影片
教學步驟:
一 導入新課
1.用同應片出示復合題:
(1)如果一個物體能夠保持 或 ,我們就說物體處于平衡狀態。
(2)當物體處于平衡狀態時:
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。
b:它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關系是 。
2.學生回答問題后,師進行評價和糾正。
3.引入:本節課我們來運用共點力的平衡條件求解一些實際問題。
二 新課教學
(一)用投影片出示本節課的學習目標:
1.熟練運用共點力的平衡條件,解決平衡狀態下有關力的計算。
2.進一步熟練受力分析的方法。
(二)學習目標完成過程:
1.共點力作用下物體的平衡條件的應用舉例:
(1)用投影片出示例題1:
如圖所示:細線的一端固定于a點,線的中點掛一質量為m的物體,另一端b用手拉住,當ao與豎直方向成角,ob沿水平方向時,ao及bo對o點的拉力分別是多大?
(2)師解析本題:
先以物體m為研究對象,它受到兩個力,即重力和懸線的拉力,因為物體處于平衡狀態,所以懸線中的拉力大小為f=mg。
再取o點為研究對像,該點受三個力的作用,即ao對o點的拉力f1,bo對o點的拉力f2,懸線對o點的拉力f,如圖所示:
a:用力的分解法求解:
將f=mg沿f1和f2的反方向分解,得到
得到
b:用正交分解合成法求解
建立平面直角坐標系
由fx合=0;及fy合=0得到:
解得:
2.結合例題總結求解共點力作用下平衡問題的解題步驟:
(1)確定研究對象
(2)對研究對象進行受力分析,并畫受力圖;
(3)據物體的受力和已知條件,采用力的合成、分解、圖解、正交分解法,確定解題方法;
(4)解方程,進行討論和計算。
3.學生用上述方法求解課本上例1,并抽查部分同學的答案在投影儀上進行評析。
4.講解有關斜面問題的處理方法:
(1)學生閱讀課本例2,并審題;
(2)分析本題;
a:定物體a為研究對于;
b:對物體a進行受力分析。
物體a共受四個力的作用:豎直向下的重力g,水平向右的力f1,垂直于斜面斜向上方的支持力f2,平行于斜面向上的滑動摩擦里f3,其中g和f1是已知的,由滑動摩擦定律f3=uf2可知,求得f2和f3,就可以求出u。
c:畫出物體的受力圖:
d:本題采用正交分解法:
對于斜面,常取平行于斜面的方向為x軸,垂直于斜面的方向為y軸,將力沿這兩個方向分解,應用平衡條件求解:
e:用投影片展示本題的解題過程:
解:取平行于斜面的方向為x軸,垂直于斜面的方向為y軸,分別在這兩個方向上應用平衡條件求解,由平衡條件可知,在這兩個方向深的合力fx合和fy合應分別等于零,即
5.鞏固訓練:
如圖所示:重為g=10n的小球在豎直擋板作用下靜止在傾角為30o的光滑斜面上,已知擋板也是光滑的,求: