4.3共点力的动态平衡（二）教案-经典教学教辅文档.docx

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1、适用学科高中物理适用年级raFrJ适用区域沪科版区域课不时长（分钟）2课时知识点1 .理解共点力作用下物体的平衡条件。2 .纯熟运用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类成绩。3 .进一步熟习受力分析的基本方法，培养先生处理力学成绩的基II本技能。I教学目标共点力的平衡教学重点物体受力平衡时的运动形状教学难点正交分解法的运用；三力平衡成绩！I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（该点不必然在物体上），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仆=O或F-=O,Fy合=03 .判定定理物体在三

2、个互不平行的力的作用下处于平衡，则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，这两个力必然等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，常常采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，常常采用正交分解法。1 .动态平衡成绩经过控制某些物理量，使物体的形状发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又一直处于一系列的平衡形状，在成绩的描述中常用“缓慢”等言语叙说。2 .临界成绩当某物理量变化时，会引发其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡形状“恰好出现”或“恰好不出现”，在成绩的描述中常用“刚好”“刚

3、能”“恰好”等言语叙说。3 .极值成绩平衡物体的极值，普通指在力的变化过程中的最大值和最小值成绩。4 .解决动态平衡、临界与极值成绩的常用方法(1)解析法：利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式，根据已知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：根据已知量的变化情况，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方法概述全体法是指将彼此关联的各个物体看成一个全体的方法，全体法的优点在于只需求分析全部零碎与外界的关系，避开了零碎内部繁杂的彼此作用。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

4、点在于能把零碎内各个物体所处的形状、物体形状变化的缘由和物体间的彼此作用关系表达清楚。2解题思绪热点概述：共点力作用下的平衡条件是最基本的力学规律之一，广泛运用于力、电、磁等各部分内容的标题中，应注重与其他知识综合运用能力的培养，现将平衡成绩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成绩，普通将任意两个力合成，则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凡=0,=0进行分析，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得留意的是，对x、y方向选择时，尽可能使

5、较多的力落在x、y轴上，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力。三、图解法在共点力的平衡中，有些标题中常有“缓慢”一词，则物体处于动态平衡形状。解决动态平衡类成绩常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析（普通受三个力）的基础上，若满足有一个力大小、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成绩。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（或反向延伸线）必交于一点。五、全体法和隔离法当分析彼此作用的两个或两个以上物体全体的受力情况及分析外力对零碎的作用时，宜用全体法；而在分析零碎内各物体(或一个物

6、体各部分)间的彼此作用经常用隔离法。全体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂成绩，通常需求多次拔取研讨对象，交替运用全体法和隔离法。六、假想法假设某条件存在或不存在，进而判断由此带来的景象能否与题设条件符合，或者假设处于题设中的临界形状，以题为根据，寻觅成绩的切入点，进而解决该成绩。七、类似三角形法在三力平衡成绩中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且标题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类似，可利用类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形状，则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反比，即FlF

7、iRsinQsinsin如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将本人悬在空中，工人及其装备的总分量为G,悬绳与竖直墙壁的夹角为悬绳对工人的拉力大小为墙壁对工人的弹力大小为&贝U()B. A=GtantC.若缓慢减小悬绳的长度，内与K的合力变大D.若缓慢减小悬绳的长度，万减小，后增大【答案】B【解析】以工人及其装备为研讨对象受力分析如图所示，由平衡条件r可得A=-,E=Gtano,A错误，B正确。若缓慢减小悬绳的COSO长度，A与K的合力不变，仍等于重力，C错误。若缓慢减小悬绳的长度，。角增大，R、均增大，D错误。如图所示，质量均为的从夕两滑块放在粗糙程度面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均

8、用光滑较链连接，在两杆钱合处悬挂一质量为R的重物G全部安装处于静止形状，设杆与程度面间的夹角为夕。以下说法正确的是（）0A.当勿必然时，。越小，滑块对地面的压力越大B.当勿必然时，。越大，轻杆受力越小C.当必然时，越大，滑块与地面间的摩擦力越大D.当。必然时，步越小，可悬挂重物C的质量勿越大【答案】B【解析】以。点为研讨对象，受力分析如图:由平衡条件得2in=ng以A为研讨对象受力分析如图：FcosB=RK=in0+Mg所以当力必然时，。越小，尸越大，。越大，尸越小，故B选项正确。必然时，/必然，咒必然，与无关，故C错误，D错误。以全体为研讨对象，滑块对地面的压力为A=。组所以乙勿必然，R与。

9、无关，故A错误。如图所示，一小球在斜面上处于静止形状，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直地位缓慢绕。点转至程度地位，则此过程中球对挡板的压力和球对斜面的压力K的变化情况是（）A.E先增大后减小，不断减小B.内先减小后增大，E不断减小C. 和都不断减小D. E和E都不断增大【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形状，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一直不变），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2m,

10、重为G的不均匀直棒4?,用两根细绳程度悬挂在天花板上，当棒平衡时细绳与程度面的夹角如图所示，则关于直棒重心C的地位以下说法正确的是（）ABA.距离6端O.5m处B.距离8端O.75m处C.距离8端半m处D.距离8端算In处乙O【答案】A【解析】当一个物体受三个力作用而处于平衡形状，如果其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必经过前两个力作用线的相交点，把Q力和8延伸相交于。点，则重心。必然在过。点的竖直线上，如图所示。由几何知识可知：BO=JAB=lm,BC=JBo乙乙=0.5m,故重心应在距8端O.5m处。A项正确。有3000个完全相反的小球并排放在倾角为30的固定斜面上，从上到下

11、依次标号为“1、2、2999、3000”，其中第3000号球被位于斜面底端的竖直板挡住，一切球处于静止。不计一切摩擦，则第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（）a 2014 30002014560002015B，30002015击6000【答案】C【解析】把2019个小球看成一个全体，第2019号球与第2019号球间的作用力等于全体的重力沿着斜面的分力。即F1=2019侬sin30。，第3000号球与竖直挡板间的作用力方向与挡板20143垂直，即=3000侬tan30,所以/=%（）OW，C正确。1、【题干】（多选）如图所示，竖直平面内质量为R的小

12、球与三条相反的轻质弹簧相连接。静止时相邻两弹簧间的夹角均为120,已知弹簧队，对小球的作用力均为E则弹簧。对此小球的作用力的大小可能为（）A.FB.F+mgC.F-mgD.mg-F【答案】ABCD【解析】假设三个弹簧中有仄。两弹簧伸长而。弹簧延长了，则此时小球的受力情况是：d和。两弹簧的拉力巴。弹簧的支持力.、小球本身的重力侬，如图甲所示。由共点力的平衡条件可得：2os60o+Fc-mg=0,则得Fc=mgF,故D选项正确。由于题中并未给定mg与尸的大小关系，故可能有mg=2F,则有Fc=mgF=ZF-F=F,故A选项正确。假设以8、c三个弹簧均是紧缩的，此时小球的受力情况如图乙所示，小球的受

13、力情况是：本身重力加g、女和b两弹簧斜向下方的弹力?。弹簧竖直向上的弹力兄，对小球由共点力的平衡条件可得：27os60VmgFc=O,则=尸+侬，故B选项正确。假定以8、c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：本身的重力加g、a和，两弹簧斜向上方的拉力凡。弹簧向下的拉力北，对小球由共点力的平衡条件可得，27os60mgFc=O,所以=尸一加g,故C选项正确。2、【题干】如图所示，小球力、8带电量相等，质量均为加，都用长L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上。点，A球靠墙且其悬线刚好竖直，8球悬线偏离竖直方向。角而静止，此时力、3两球之间的库仑力为凡由于内部缘由小球8的电量

14、减小，使两球再次静止时它们之间的库仑力变为本来的一半，则小球鸟的电量减小为本来的（）aIb4C1D-L816【答案】C【解析】小球6受力分析如图：小球处于平衡形状设力、8球间距离为八G减小，则/减小，T减小，导致尸的大小方向均改变，绳的拉力方向也会改变，合适于三角形类似*詈罗变,尸变为本来一半，则T变为本来一半又.“=必，变为本来的.C正确。r83、【题干】（多选）右图所示的安装中，两根细绳系住一个小球，两细绳间夹角为明细绳力C呈程度形状，现将全部安装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。不变。则在转动过程中，。绳中的拉力月和力绳中的拉力片的大小发生的变化是（）A.先减小

15、，后增大B.先增大，后减小C.片逐渐减小D.用最初减到零【答案】BCD【解析】如右图所示，小球遭到三个力作用而处于平衡形状，根据正弦定理，有：G_R_FbsinOsinoSin所以FA=GSin asin 6Fb-6in Bsin 9安装在纸面内顺时针缓缓地转动90。角的过程中，。不变，由图可知，。角由大于90的钝角变成小于90。的锐角，而角由90。增大到180。由上式可得，A先增大后减小，片逐渐减小;当安装刚好转动90角时，Fa=G,0=0。故选项B、C、D正确。1、【题干】(多选)如图5所示，固定的斜面上叠放着/、8两木块，木块力与8的接触面是程度的，程度力/作用于木块儿使木块A8保持静止，且尸W0。则以下描述正确的是()图5A.8可能遭到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.4对8的摩擦力可能