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1、2022年高一物理 第四章 物體的平衡 物體的平衡及其綜合應用 第一課時 5
●教學目標
一、知識目標
1.知道什么是物體的平衡及平衡條件.
2.知道什么是力臂.
3.知道力矩的概念及其平衡條件,力矩平衡條件的應用.
二、能力目標
培養(yǎng)學生靈活運用知識解決問題的能力.
三、德育目標
具體問題具體分析的科學思維方式,實踐是檢驗真理的惟一標準的哲學思想的滲透.
●教學重點
物體的平衡條件及其綜合應用.
●教學難點
如何用物體的平衡條件求解綜合問題.
●教學方法
歸納法、訓練法、分層教學法.
●教學用具
投影儀.
●課時安排
2、1課時
●教學過程
[投影本節(jié)課學習目標]
1.深入理解共點力的平衡及其應用.
2.深入理解有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件及其應用.
3.系統(tǒng)歸納知識點.
●學習目標完成過程
一、導入新課
這節(jié)課我們來對本章的知識作一概括小結.
二、新課教學
1.檢查上節(jié)作業(yè)——本章知識框架圖
①激勵評價、典型展示.
②[投影]本章知識框架(針對C層次)
2.基礎知識過關題
[投影]
①一個物體在共點力的作用下,如果處于______或______狀態(tài),我們就說物體處于平衡狀態(tài).
②物體在共點力作用下處于平衡狀態(tài)的條件是______.
③當物
3、體處于平衡狀態(tài)時,它所受的某個力與其余各力的合力的關系是______.
④______叫力臂.
⑤力矩的大小等于______,力矩的作用效果是______,正、負力矩分別指的是______.
⑥有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡狀態(tài)指的是______,平衡條件是______.
[學生活動設計]
思考后請C層次同學回答或大家共同解答.
3.[投影]基礎知識強化訓練題組:
①下列說法中正確的是
A.豎直彈簧上端固定,下端掛一物體,平衡后用力F將它再拉下一段距離后停止,當突然撤去力F時,物體仍處于平衡狀態(tài)
B.豎直上拋物體到達最高時,處于平衡狀態(tài)
C.電梯勻速上升時,電梯
4、中的人處于平衡狀態(tài)
D.只要物體速度等于零,我們就說物體處于平衡狀態(tài)
②物體受三個力作用處于平衡狀態(tài),已知其中兩個力的大小分別為5 N,8 N,則第三個力的大小的取值范圍是______.
③如右圖,D為轉(zhuǎn)軸,F(xiàn)1=3 N,F(xiàn)2=1 N,F(xiàn)3=2.5 N,F4=3 N,
F5=4 N,AB=BD=DC=CE=1 m,α=60°,β=30°,θ=45°,求每個力的力矩.
[學生活動設計]
①②分組解答:解答過程中教師參與C層次小組討論.
③抽查學生(B層)上黑板做正確解答.
[投影]參考答案:
① A錯 提示:原受力G、F、F彈,大小關系為G+F=F彈,撤去F后,
5、其他力不變,
F合=F彈-G=F,方向與F相反.
B錯 提示:F合=G
C對 提示:人受力為G、F支、F合=0
D錯 提示:平衡必須“保持”靜止
②3 N≤F≤13 N
相關知識點:
A.F與這兩個力的合力等大反向
B.兩個力的合力的最大值8+5=13 N,最小值8-5= 3N.
③M1=3×2×sin60° N·m=3 N·m(逆)
M2=1×1×sin30°N·m=0.5 N·m(逆)
M3=2.5×0=0
M4=3×2×sin45° N·m=3 N·m(逆)
M5=-4×1×sin90° N·m=-4 N·m(順)
4.[投影]
6、綜合應用題
①如右圖所示,重物G=30 N,用繩承受最大拉力為20 N的線OC懸掛,現(xiàn)用另一條線AB系于OC的A點,以水平力拉AB,線AB所能承受的最大拉力為30 N,則在線不被拉斷的情況下,水平線AB能將OA拉到跟豎直方向成多大角處?
②由質(zhì)量均勻的木板構成的形木塊,其長、寬、高相等,重80 N,在水平面上A、B端著地,在作用于頂部的水平力F=20 N的作用下,沿水平面向左做勻速直線運動,如右圖所示,求地面對A、B處的支持力和摩擦力各為多大?
[學生活動設計]
A.獨立分析,寫出詳細步驟;
B.討論解決,指出關鍵所在;
C.出示分析思考題,逐步進行,爭取解決,最后歸納
7、.
[投影]分析思考題
①a.當重物G被拉著偏離豎直方向后,它受到哪些力的作用?
b.據(jù)圖所知,繩AC中的拉力有何特點?
c.判斷在某一角度θ時,線OA和OB中的拉力與繩AC拉力的關系?
②a.物體是否處于平衡狀態(tài)?為什么?
b.分析受力情況?
c.如何解決這類問題?
d.關鍵“題設”是什么?
[投影]解題過程
①解析:研究對象為結點A,始終處于平衡狀態(tài)(關鍵),故F合=0
TE一角度有
在豎直方向:F1cosθ=F3
在水平方向:F1sinθ=F2
如取F1=20 N,則cosθ=θ=30°
所以:F2= N<30 N
如取
8、F2=30 N,則
此時:F1= N>30 N AO已斷
綜合上述分析,所求的最大角度θ=30°
②解析:a.處于兩種平衡,因為木塊各部分運動情況相同(勻速直線運動),可看作質(zhì)點,則物體受共點力,處于共點力作用下的平衡狀態(tài);又該木塊可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動,但沒有轉(zhuǎn)動,可認為其處于轉(zhuǎn)動平衡狀態(tài).
b.木塊受力情況:三部分重力,一個推力,兩個支持力,兩個摩擦力.
c.應用兩個平衡條件
則
①
②
M合=0(選過B垂直于紙面為軸)則
FL+GL+G·=F支AL
所以F支A=F+ N=140 N
代入②得:
F支B=100 N
又Ff
9、=μFN=μF支
所以FfA∶FfB=F支A∶F支B
所以FfA= N,FfB= N
5.反饋練習
①如圖所示,重物B放于水平地面上,通過摩擦不計的滑輪與A相連,在圖示位置保持靜止狀態(tài),當將物體B向右移動一段距離后,仍在地面上保持靜止狀態(tài),則關于物體所受力的大小,下述說法中正確的是
A.重力與繩的拉力大小不變
B.壓力與摩擦力變大
C.壓力與摩擦力變小
D.物體所受合外力大小不變
②如圖所示,底部有兩個較窄的支撐腳C、D的木板放在斜面上,與斜面接觸部分的動摩擦因數(shù)是μ1和μ2,要使木板勻速下滑,問斜面傾角α必須等于多大?
參考答案:
①ABD ②ar
10、ctan (μ1+μ2)
三、小結
[學生活動設計]
A.獨立歸納(提綱契領式)
B:對照板書,寫出應用平衡條件解題的思路.
四、作業(yè)
1.課后作業(yè)、習題
2.思考題
如圖所示,在粗糙水平面上有一個三角形木塊,把它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質(zhì)量為m1和m2的木塊,m1>m2,已知三角形和兩木塊均是靜止的,則粗糙水平面對三角形木塊
A.有摩擦力的作用,方向水平向右
B.有摩擦力的作用,方向水平向左
C.有摩擦力的作用,方向不確定
D.以上結論不正確
參考答案:D
提示:兩物塊和斜面看成一個整體,處于平衡狀態(tài),水平方向不受力,故無摩擦力.
五、板書設計
1.本章知識點歸納
2.基礎過關題組練習
3.強化訓練題組練習
4.綜合應用題組練習
5.反饋練習