二力平衡
或錄像片段: 在平直軌道上勻速行駛的火車、勻速步行的學生、靜止在地面上的汽車
提出問題:上述物體保持靜止狀態和做勻速直線運動是否受到外力?請你再舉出幾個靜止和做勻速直線的物體,分析它們受到的力。
引出平衡態的概念,進行新課教學。
二、新課教學
1. 平衡狀態
由上面學生舉出的例子定義平衡狀態。指出這時作用該物體上的幾個力改變物體運動狀態的效果互相平衡,或者說幾個力互相平衡。物體受力平衡時最簡單的情況是受兩個力作用。
過渡:物體受力作用時滿足什么條件才能保持平衡?
2. 二力平衡條件
方法1:通過演示實驗得出二力平衡的條件。
介紹實驗裝置如圖9-3-1所示,用細線系住木板上的任意兩個孔,細線的兩端跨過桌邊的滑輪各懸掛一個相同質量的鉤碼。
引導學生觀察與思考下面問題。
木板是否靜止?木板靜止時受到的兩個拉力的大小有什么關系?方向有什么關系?
把木板扭轉一下,使兩個力的作用線不在同一直線上,木板還能靜止嗎?重新平衡后,兩個力的方向有什么特點?
在細線的兩端懸掛質量不相同的鉤碼,木板還能靜止嗎?
任選其它兩個孔重復上述實驗。
引導學生根據觀察結果自己得出結論?稍教師引導下由多名同學互相補充使其完善。
方法2:學生探究性學習(學生分組實驗,研究二力平衡的條件)。
教師介紹實驗裝置同上。
教師明確實驗目的:觀察分析總結滿足什么條件木板靜止?
學生探究性實驗
學生討論、進行歸納總結。
教師引導:根據力的合成的知識,彼此平衡的兩個力的合力是多少?
3. 二力平衡條件的應用
方法1:通過練習使學生掌握二力平衡條件的應用
請學生畫出圖9-3-2中物體受力的示意圖,并分析物體是否受到平衡力,哪一對力是二力平衡。
1) 靜止懸掛的電燈。
2) 靜止在桌面上的茶杯。
3) 勻速運動的拖車。
方法2:對基礎較好的學生,可由學生自己舉例自己分析受力情況。
應用二力平衡的條件解決問題,首先要判斷被研究的物體是不是處于靜止或勻速直線運動狀態,只有物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態才可以應用這個條件。對于能夠應用二力平衡條件的物體,要分析它受到幾個力的作用,方向如何。如水平面上拖車做勻速直線運動時,豎直方向的二力平衡,水平方向的二力也平衡。在學生分析中要注意糾正學生認識上的簡單化和片面性。
一、 鞏固練習
1.放在水平桌面上的書所受力中,屬于平衡力的是 [ ]
a.書對桌面的壓力與書所受的重力;
b.書對桌面的壓力與桌面對書的支持力;
c.書所受的重力與桌面對書的支持力;
d.書對桌面的壓力加上書的重力與桌面對書的支持力.
2.起重機的鋼絲繩吊著重物,比較在重物靜止時,重物勻速上升時,重物勻速下降時鋼絲繩對重物的拉力大小,則( )
a. 重物勻速上升時,拉力最大
b. 重物靜止時,拉力最大
c. 重物勻速下降時,拉力最大
d. 上述三種情況,拉力一樣大
二、 總結、擴展