《平衡条件的应用》教案（2）.doc

第四节平衡条件的应用
从容说课
力的平衡要有正确的思路：首先确定研究对象，
其次是正确分析物体的受力，然后根据平衡条件列方程求解.对于比较简单的问题，可以用直角三角形的知识求解，对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解.
三维目标
知识与技能
1.知道共点力作用下物体的平衡概念.
2.掌握在共点力作用下物体的平衡条件.
3.知道如何用实验验证共点力作用下的物体的平衡条件.
4.应用共点力的平衡条件解决具体问题.
过程与方法
1.正确判断物体的运动状态，培养学生的观察和鉴别能力.
2.进一步培养学生分析物体受力的能力.
3.应用平衡条件解决实际问题的能力.
情感态度与价值观
1.了解运动和静止的相对性，培养学生的辩证唯物主义观点.
2.通过对周围处于静止状态的物体的观察和实验，总结出力的平衡条件，再用这个理论来解决和处理实际问题，使学生树立正确的认识观.
通过对物体受力分析图的绘画，使学生了解到物理学中的对称美.
教学设计
教学重点1.共点力的平衡条件.
2.熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算.
3.进一步熟练受力分析的方法.
教学难点1.物体的受力分析.
2.物体在什么条件下，可以认为是受到共点力作用？
3.物体受到三个不在一条直线上的力作用而处于平衡状态时，这三个力一定共点.
教具准备投影仪、投影片.
课时安排1课时
教学过程
导入新课式
1.用投影片出示复合题：
(1)如果一个物体能够保持_________或_________，我们就说物体处于平衡状态
(2)当物体处于平衡状态时：
a.物体所受各个力的合力等于_________，这就是物体在共点力作用下的平衡条件.
b.它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是_________.
2.学生回答问题后，教师进行评价和纠正.
3.引入：本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题.
推进新课
1.共点力作用下物体的平衡条件的应用举例：
用投影片出示例题1：
［例题剖析1］如图5-4-1所示.细线的一端固定于A点，线的中点挂一质量为m的物体，另一端B用手拉住，当AO与竖直方向成θ角，OB沿水平方向时，AO及BO对O点的拉力分别是多大？

图5-4-1
解:先以物体m为研究对象，它受到两个力，即重力和悬线的拉力，因为物体处于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为F＝mg.
再取O点为研究对象，该点受三个力的作用，即AO对O点的拉力F1、BO对O点的拉力F2、悬线对O点的拉力F，如图5-4-2所示：

图5-4-2图5-4-3
a.用力的分解法求解：
将F＝mg沿F1和F2的反方向分解，得到
F′=mgtanθ;F″=mg/cosθ,
得到F1=mg/cosθ;F2=mgtanθ
b.用正交分解合成法求解:
建立平面直角坐标系
由Fx合=0及Fy合=0得到:

解得:F1=mg/cosθF2=mgtanθ
2.结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：
(1)确定研究对象;
(2)对研究对象进行受力分析，并画受力图；
(3)据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；
(4)解方程，进行讨论和计算.
3.学生用上述方法求解下面例题，并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析.
［例题剖析2］如图5-4-4所示，两物体重分别为G1、G2，两弹簧劲度系数分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连.用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2.求该过程系统重力势能的增量.

图5-4-4
解：关键是搞清两个物体高度的增量Δh1和Δh2跟初、末状态两根弹簧的形变量Δx1、Δx2、Δx1′、Δx2′间的关系.
无拉力F时:Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2=G2/k2，(Δx1、Δx2为压缩量)
加拉力F时:Δx1′=G2/k1，Δx2′=(G1+G2)/k2，(Δx1′、Δx2′为伸长量)
而Δh1=Δx1+Δx1′，Δh2=(Δx1′+Δx2′)+(Δx1+Δx2)
系统重力势能的增量ΔEp=G1·Δh1+G2·Δh2
整理后可得：ΔEp=(G1+2G2)()
4.讲解有关斜面问题的处理方法
［例题剖析3］如图5-4-5所示，将重力为G的物体A放在倾角θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，那么对A施加一个多大的水平力F1，可使物体沿斜面匀速上滑？
分析本题:

图5-4-5
a.定物体A为研究对象
b.对物体A进行受力分析:
物体A共受四个力的作用：竖直向下的重力G、水平向右的力F1、垂直于斜面斜向上方的支持力F2、平行于斜面向下的滑动摩擦力F3，其中G和F1是已知的.由滑动摩擦定律F3＝μF2可求得F2和F3，就可以求出μ.
c.画出物体的受力图如图5-4-6.
d.本题采用正交分解法：

图5-4-6