43共点力的动态平衡二 教案.docx

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1、T学科适用区域高中物理沪科版区域适用年级课时时长1分钟）高一2课时IJIII知识点I1 .理解共点力作用下物体的平衡条件。2 .熟练应用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。3 .进一步熟悉受力分析的根本方法,培养学生处理力学问题的根本技能。教学目标教学重点共点力的平衡物体受力平衡时的运动状态教学难点正交分解法的应用；三力平衡问题共点力作用下物体的平衡1 .共点力几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫共点力。2 .共点力的平衡条件在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合=O或F*=O,Fy合二O3 .判定定理物体在三个互不

2、平行的力的作用下处于平衡,那么这三个力必为共点力。（表示这三个力的矢量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形）4 .解题方法当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时,往往采用平行四边形定那么或三角形定那么；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时,往往采用正交分解法。1动态平衡问题通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢的变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言表达。2 .临界问题当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现或“恰好不出现，在问题的描述中常用“刚好”刚能恰好”等

3、语言表达。3 .极值问题平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。4 .解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法（1）解析法：利用物体受力平衡写出未知量与量的关系表达式,根据量的变化情况来确定未知量的变化情况，利用临界条件确定未知量的临界值。（2）图解法：根据量的变化情况，画出平行四边形的边角变化,确定未知量大小、方向的变化,确定未知量的临界值。1方法概述整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法,整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用。隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法，隔离法的优点在于能把系统内各个物体所

4、处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚。2解题思路热点概述：共点力作用下的平衡条件是最根本的力学规律之一,广泛应用于力、电、磁等各局部内容的题目中，应注重与其他知识综合应用能力的培养,现将平衡问题的八种常见解法介绍如下。热点透析一、力的合成、分解法三个力的平衡问题，一般将任意两个力合成，那么该合力与第三个力等大反向，或将其中某个力沿另外两个力的反方向分解,从而得到两对平衡力。二、正交分解法将各力分解到X轴上和y轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件E=O,K=O进行分析，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是,对工y方向选择时,尽可能使较多的力落在X、y轴上

5、,被分解的力尽可能是力，不宜分解待求力。三、图解法在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢”一词，那么物体处于动态平衡状态。解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析（一般受三个力）的根底上,假设满足有一个力大小、方向均不变，另有一个力方向不变时,可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题。四、三力汇交原理物体受三个共面非平行外力作用而平衡时,这三个力的作用线（或反向延长线）必交于一点。五、整体法和隔离法当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各局部）间的相互作用

6、时常用隔离法。整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题,通常需要屡次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。六、假设法假设某条件存在或不存在，进而判断由此带来的现象是否与题设条件相符，或者假设处于题设中的临界状态，以题为依据,寻找问题的切入点，进而解决该问题。七、相似三角形法在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。八、正弦定理法如右图所示，物体受三个共点力作用而处于平衡状态，那么三个力中任何一个力的大小分别与另外两个力的夹角的正弦成正比，即R&Fbsinasinsi

7、nY如下列图，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G,悬绳与竖直墙壁的夹角为。，悬绳对工人的拉力大小为凡墙壁对工人的弹力大小为&那么（）B.K=GtanaC.假设缓慢减小悬绳的长度,内与K的合力变大D.假设缓慢减小悬绳的长度,E减小,K增大【参考答案】B【解析】r以工人及其装备为研究对象受力分析如下列图，由平衡条件可得E=E=GtanQ,A错误,B正确。假cosa设缓慢减小悬绳的长度,A与凡的合力不变，仍等于重力,C错误。假设缓慢减小悬绳的长度，。角增大,、B均增大,D错误。如下列图，质量均为,犷的小夕两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光

8、滑较链连接,在两杆较合处悬挂一质量为0的重物C整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为o以下说法正确的选A.当卬一定时，越小，滑块对地面的压力越大B.当卬一定时，。越大，轻杆受力越小C.当一定时,就越大,滑块与地面间的摩擦力越大D.当。一定时,超越小，可悬挂重物C的质量勿越大【参考答案】B【解析】以。点为研究对象，受力分析如图：由平衡条件得2in6=侬以力为研究对象受力分析如图：FcqsB=RR=FSin8+Mg所以当一定时，越小越大，越大,产越小,故B选项正确。一定时,户一定,一定，与V无关,故C错误,D错误。以整体为研究对象，滑块对地面的压力为氏二3,所以R一定,K与。无关，故A错误。

9、如下列图，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕0点转至水平位置，那么此过程中球对挡板的压力A和球对斜面的压力的变化情况是（）A.先增大后减小,用一直减小B.先减小后增大,一直减小C.和K都一直减小D.和月都一直增大【参考答案】B【解析】小球受力如图甲所示，因挡板是缓慢转动，所以小球处于动态平衡状态，在转动过程中，此三力（重力、斜面支持力、挡板弹力）组成矢量三角形的变化情况如图乙所示（重力大小方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变）,由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小,挡板对小球弹力先减小后增大，再由牛顿第三定律知B对。一根长2,重为G的不均匀直棒力

10、反用两根细绳水平悬挂在天花板上，当棒平衡时细绳与水平面的夹角如下列图，那么关于直棒重心C的位置以下说法正确的选项是（）A.距离8端0.5m处B.距离8端0.75In处C.距离8端号In处D.距离8端坐m处【参考答案】A【解析】当一个物体受三个力作用而处于平衡状态，如果其中两个力的作用线相交于一点，那么第三个力的作用线必通过前两个力作用线的相交点，把04和延长相交于。点，那么重心C一定在过0点的竖直线上,如下列图。由几何知识可知：B0=AB=1m,BC=%gO.5m,故重心应在距8端0.5m处。A项正确。有3000个完全相同的小球并排放在倾角为30。的固定斜面上,从上到下依次标号为“1、2、29

11、99、3000,其中第3000号球被位于斜面底端的竖直板挡住,所有球处于静止。不计一切摩擦，那么第2019号球与第2019号球间的作用力跟第3000号球与竖直挡板间的作用力之比为（）20142015A，3000,3000【参考答案】C【解析】把2019个小球看成一个整体，第2019号球与第2019号球间的作用力等于整体的重力沿着斜面的分力。即1=2019侬sin30,第3000号球与竖直挡板间的作用力K方向与挡板垂直，即用=3000磔tan30,所以FJR=1、【题干】（多项选择）如下列图，竖直平面内质量为m的小球与三条相同的轻质弹簧相连接。静止时相邻两弹簧间的夹角均为120。，弹簧a、。对小

12、球的作用力均为人,那么弹簧。对此小球的作用力的大小可能为（）A.FB.F+mgC.F-mgD.mgF【参考答案】ABCD【解析】假设三个弹簧中有a、b两弹簧伸长而。弹簧缩短了，那么此时小球的受力情况是：&和力两弹簧的拉力C弹簧的支持力兄、小球自身的重力侬,如图甲所示。由共点力的平衡条件可得：2Ros600+&侬=0,那么得兄=磔一E故D选项正确。因为题中并未给定侬与产的大小关系，故可能有磔=2凡那么有Fe=g-F=2F-F=发故A选项正确。假设a、b、c三个弹簧均是压缩的，此时小球的受力情况如图乙所示,小球的受力情况是：自身重力侬、a和力两弹簧斜向下方的弹力RC弹簧竖直向上的弹力几对小球由共点

13、力的平衡条件可得：2八os600+mg-R=0,那么=尸卜侬,故B选项正确。假定a、AC三个弹簧均是伸长的,此时小球的受力情况如图丙所示。小球的受力情况是：自身的重力侬、a和b两弹簧斜向上方的拉力尺C弹簧向下的拉力几对小球由共点力的平衡条件可得,2佗os60-mg-Fe=0,所以K=Fmg,故C选项正确。2、【题干】如下列图，小球力、8带电量相等，质量均为回都用长1的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O点、,A球靠墙且其悬线刚好竖直,6球悬线偏离竖直方向。角而静止,此时4、8两球之间的库仑力为凡由于外部原因小球8的电量减小,使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半,那么小球8的电量减小为原来的（

14、）A1b1 1C标dW【参考答案】C【解析】小球8受力分析如图：小球处于平衡状态设4、8球间距离为r,G减小，那么/减小,r减小,导致尸的大小方向均改变，绳的拉力方向也会改变，适合于三角形相似工=哩/鳖不变11r11x,少变为原来一半，那么T变为原来一半又Q警,G变为原来的J。C正确。o3、【题干】（多项选择）右图所示的装置中，两根细绳系住一个小球，两细绳间夹角为。，细绳力。呈水平状态，现将整个装置在纸面内顺时针缓缓地转动90。角，在转动过程中，保持两绳夹角O不变。那么在转动过程中，勿绳中的拉力“和绳中的拉力片的大小发生的变化是（）A.右先减小，后增大B.Q先增大，后减小C.自逐渐减小D.其最

15、后减到零【参考答案】BCD【解析】如右图所示,小球受到三个力作用而处于平衡状态,根据正弦定理,有：GFaRsin0sinaSin讦Nrsinai6in.所以r1一.n,rn-.aosin8sin装置在纸面内顺时针缓缓地转动90角的过程中，6不变，由图可知，角由大于90的钝角变成小于90的锐角，而万角由90增大到180。由上式可得,Q先增大后减小,用逐渐减小；当装置刚好转动900角时,月=GtFff=Q0应选项B、C、D正确。1、【题干】（多项选择）如图5所示，固定的斜面上叠放着力、6两木块，木块力与夕的接触面是水平的,水平力作用于木块4使木块力、8保持静止，且片0。那么以下描述正确的选项是（）图5A.8可能受到3个或4个力作用B.斜面对木块8的摩擦力方向可能沿斜面向下C.力对方的摩擦力可能为0D.力、3整体可能受三个力作用【参考答案】BD【解析】对4、h整体，一定受到重力G、斜面支持力K、