共点力平衡的应用教案
文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
共点力平衡的应用
[本章本节概述]
本章讲述有关力的基本知识，包括了以后学习的动力学和静力学所必须的预备知识，基础性和预备性仍然是本章的特点。
力学平衡状态是比较常见的力学状态，研究物体力学平衡状态的种类，保持平衡状态的条件，是本章的主要任务。物体的力学状态与物体的受力情况紧密联系。研究物体的平衡状态，归根结底就是研究物体的受力情况、研究物体保持平衡状态的受力条件。
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。
[教学设计] 教学目标 ：
1.能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题； 2.进一步学习受力分析，正交分解等方法。
3.学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法，培养灵活分析和解决问题的能力。 教学重点：
共点力平衡条件的应用。 教学难点：
受力分析，正交分解法，共点力平衡条件的应用。 教学方法：
以题引法，讲练法，启发诱导，归纳法。 课时安排：1~2课时
1、取研究对象。
2、对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力图。
[教学过程]：
解共点力平衡问题的一般步骤： 平 衡 条件 的 应 用合成法
静态平衡
三力平衡
分解法
多力平衡（三力或三力以上）：正交分解法 用图解法解变力问题
一、复习导入：
复习
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 大小相等，方向相反 ，作用在一条直线上 。 教师归纳：
平衡状态: 匀速直线运动状态，或保持静止状态。
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＝0
以力的作用点为坐标原点,建立直角坐标系,则平衡条件又可表示为:
Fx＝0 Fy＝0 二 、新课教学：
例题1
（1）如果一个物体能够保持 静止或 匀速直线运动，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 0 ，这就是物体在共点力作用下的平
如图，一物块静止在倾角为37°的斜面上，物块的重力为20N，请分析物块受力并求其大小．
分析：物块受竖直向下的重力 G，斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 N，斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 f． 解：方法1——用合成法
（1）合成支持力 N和静摩擦力 f，其合力的方向竖直向上，大小与物块重力大小相等； （2）合成重力 G和支持力 N，其合力的方向沿斜面向下，大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 f的大小相等；
（3）合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 f和重力G，其合力的方向垂直斜面向下，大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N的大小相等．
合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的，这有共点力平衡条件决定，关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚．（三力平衡：任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反）
方法2——用分解法
理论上物块受的每一个力都可分解，但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算)，本题正交分解物块所受的重力 用平衡条件
，
，列方程较为简便．
，利
（为了学生能真正掌握物体的受力分析能力，要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定数量的训练．）
总结：解共点力平衡问题的一般步骤： 1、选取研究对象。
2、对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力图。
3、对研究对象所受力进行处理，选择适当的方法：合成法、分解法、正交分解法等。
4、建立适当的平衡方程。
5、对方程求解，必要时需要进行讨论。
拓展1： 一物块静止在倾角为 当倾角
的斜面上，物块的重力为 G，请分析物块受力并分析
慢慢减小到零的过程其大小的变化情况．
，
， ．
的平衡条
解：依题意 用分解法将物块受的重力 G正交分解，利用 件，得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 N的大小为 斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力
的大小
物块受的重力 G是不变的(关于这一点学生非常清楚)，根据数学的知识的分析可以知道当倾角
慢慢减小到零的过程，
逐渐增大，最后等于物块的重力 G；
逐渐减小，最后等于零．
等于
（适当的时候，提醒学生分析的方法和结论；提醒学生极限法的应用，即倾角 零时的极限情况下分析题目） 拓展2：一物块放在倾角为
的斜面上，物块的重力为 G，斜面与物块的动摩擦因数为
慢慢由零增大到90°的过程，物块对斜面的压
，请分析物块受力的方向并分析当倾角 力及受到的摩擦力大小的变化情况． 分析物块受力：
时，只受两个力重力 G和斜面给的支持力 N，此时没有摩擦力；
时，物块只受一个力，物块的重力 G．(此亦为极限法处理)．
借此，和学生一起分析，可知物块的运动状态是变化的，既开始时物块静止在斜面上，这时物块受三个力．物块的重力 G，斜面给物块的支持力 N和斜面给物块的静摩擦力 f． 在斜面给物块的静摩擦力 f等于
时，物块开始滑动，此时物块依旧受三个力，
物块的重力 G，斜面给物块的支持力 N和斜面给物块的滑动摩擦力 f．物块处于加速运动状态．(这里学习应用了运动性质的分段处理方法)．在此基础上分析每个力的大小变化情况．(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解)．
重力大小不变；斜面给物块的支持力的大小逐渐减小；斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小． 课堂练习（详解）
如图所示,电灯的质量为m ,BO与顶板间的夹角为α,AO绳水平,求绳AO、BO受到的拉力F1 、F2 是多少
［分析］取电灯作为研究对象，分析它受到那些力的作用。如图乙所示。它共受到三个力的作用：重力G＝mg，悬A O B α F1 O G F2
F 乙
共点力平衡的应用教案
