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2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 物體的平衡及其綜合應(yīng)用 第一課時 5 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 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(yīng)用. 二、能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識解決問題的能力. 三、德育目標(biāo) 具體問題具體分析的科學(xué)思維方式，實踐是檢驗真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)的哲學(xué)思想的滲透. ●教學(xué)重點 物體的平衡條件及其綜合應(yīng)用. ●教學(xué)難點 如何用物體的平衡條件求解綜合問題. ●教學(xué)方法 歸納法、訓(xùn)練法、分層教學(xué)法. ●教學(xué)用具 投影儀. ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 ［投影本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)］ 1.深入理解共點力的平衡及其應(yīng)用. 2.深入理解有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件及其應(yīng)用. 3.系統(tǒng)歸納知識點. ●學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程 一、導(dǎo)入新課 這節(jié)課我們來對本章的知識作一概括小結(jié). 二、新課教學(xué) 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(chǔ)知識過關(guān)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(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時，它所受的某個力與其余各力的合力的關(guān)系是______. ④______叫力臂. ⑤力矩的大小等于______，力矩的作用效果是______，正、負(fù)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(xué)生活動設(shè)計］ 思考后請C層次同學(xué)回答或大家共同解答. 3.［投影］基礎(chǔ)知識強(qiáng)化訓(xùn)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(dāng)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(dá)最高時，處于平衡狀態(tài) C.電梯勻速上升時，電梯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(xué)生活動設(shè)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(xué)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(guān)系為G+F=F彈，撤去F后，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(guān)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=32sin60 Nm=3 Nm(逆） M2=11sin30Nm=0.5 Nm(逆） M3=2.50=0 M4=32sin45 Nm=3 Nm(逆) M5=-41sin90 Nm=-4 Nm(順） 4.［投影］綜合應(yīng)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(gòu)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(xué)生活動設(shè)計］ A.獨立分析，寫出詳細(xì)步驟； B.討論解決，指出關(guān)鍵所在； C.出示分析思考題，逐步進(jìn)行，爭取解決，最后歸納. ［投影］分析思考題 ①a.當(dāng)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(guān)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(guān)鍵“題設(shè)”是什么？ ［投影］解題過程 ①解析：研究對象為結(jié)點A，始終處于平衡狀態(tài)（關(guān)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 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(rèn)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(yīng)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=μFN=μF支 所以FfA∶FfB=F支A∶F支B 所以FfA= N,FfB= N 5.反饋練習(xí) 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?fàn)顟B(tài)，當(dāng)將物體B向右移動一段距離后，仍在地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)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 ②arctan (μ1+μ2) 三、小結(jié) ［學(xué)生活動設(shè)計］ A.獨立歸納（提綱契領(lǐng)式） B：對照板書，寫出應(yīng)用平衡條件解題的思路. 四、作業(yè) 1.課后作業(yè)、習(xí)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(jié)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(shè)計 1.本章知識點歸納 2.基礎(chǔ)過關(guān)題組練習(xí) 3.強(qiáng)化訓(xùn)練題組練習(xí) 4.綜合應(yīng)用題組練習(xí) 5.反饋練習(xí)