高中物理必修一4.4 平衡條件的應(yīng)用 教案

1、4.4《平衡條件的應(yīng)用平衡條件的應(yīng)用》教案教案一.教學內(nèi)容：平衡條件的應(yīng)用二、教學目標：掌握求解共點力平衡條件的應(yīng)用問題的一般方法和步驟［教學過程］1.共點力平衡條件的應(yīng)用現(xiàn)實生活中，物體在力的作用下處于平衡狀態(tài)的情況隨處可見，站著的人在重力和地面支持力的作用下，處于靜止平衡狀態(tài)，這叫靜態(tài)平衡；跳傘運動員在降落過程中，當其勻速降落時，他所受的重力與降落傘的拉力及空氣阻力平衡，這是動態(tài)平衡。有時，物體就整體而言并不處于平衡狀態(tài)，但它可以在

2、某一方向上處于平衡狀態(tài)。如在海面上加速行駛的快艇，在水平方向做變速運動，可是它在豎直方向上只受重力和浮力這一對平衡力作用，因此它在豎直方向上處于平衡狀態(tài)。2.依平衡條件列方程可對任一方向也可在某一方向（1）在共點力作用下物體處于平衡狀態(tài)，則物體所受合力為零，因此物體在任一方向上的合力都為零。（2）如果物體只是在某一方向上處于平衡狀態(tài)，則該方向上合力為零，因此可以在該方向上應(yīng)用平衡條件列方程求解。3.求解共點力作用下物體平衡的方法（1）解

3、三角形法：這種方法主要用來解決三力平衡問題，是根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成或分解的方法，把三個平衡力轉(zhuǎn)化為三角形的三條邊，然后通過解這個三角形求解平衡問題，解三角形多數(shù)情況是解直角三角形，如果力的三角形并不是直角三角形，能轉(zhuǎn)化為直角三角形的盡量轉(zhuǎn)化為直角三角形，如利用菱形的對角線相互垂直的特點就得到了直角三角形，確實不能轉(zhuǎn)化為直角三角形時，可利用力的三角形與空間幾何三角形的相似等規(guī)律求解。（2）正交分解法：正交分解法在處理四力或四力以上的

4、平衡問題時非常方便，將物體所受各個力均在兩互相垂直的方向上分解，然后分別在這兩個方向上列方程。此時平衡條件可表示為???????0F0Fyx合合說明：應(yīng)用正交分解法解題的優(yōu)點：①將矢量運算轉(zhuǎn)變?yōu)榇鷶?shù)運算，使難度降低；②將求合力的復雜的解三角形問題，轉(zhuǎn)化為正交分解后的直角三角形問題，使運算簡便易行；③當所求問題有兩個未知條件時，這種表達形式可列出兩個方程，則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖（畫在同一圖中），然后根據(jù)有向線段（表示力）

5、的長度變化判斷各個力的變化情況。【典型例題】題型1平衡問題的基本解法（正交分解法）例1、如圖（1）所示，重40N的物體與豎直墻間的動摩擦因數(shù)為0.2。若受到與水平線成45角的斜向上的推力F作用而沿豎直墻勻速上滑，則F多大？解析：取物體為研究對象，其受力情況如圖（2）所示，取沿墻面方向為y軸，垂直于墻面為x軸，由平衡條件可知0cosFFFNx?????合，①0FGsinFFfy??????合，②另外考慮到滑動摩擦力fF與彈力NF之間有Nf

6、FF??③由①②③式可解得N71)cos(sinGF??????，即當推力F大小為71N時，物體沿墻面勻速上滑。點評：用正交分解法求解時，坐標軸的建立應(yīng)盡量減少力的分解。題型2感受整體與隔離法的精妙例2.有一直角支架AOB，桿AO水平放置，表面粗糙，桿BO豎直向下，表面光滑，AO上套有小環(huán)P，BO上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細線相連，并在某一位置平衡如圖（甲）所示，現(xiàn)將P向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到