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2019-2020年滬科版物理高一上2-D《共點(diǎn)力的平衡》_學(xué)案 一、教學(xué)目的 1.了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。 2.理解共點(diǎn)了平衡的條件，會(huì)用來解決有關(guān)平衡的問題。 二、基本知識(shí) 知道平衡狀態(tài)，理解共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，會(huì)解受力情況簡(jiǎn)單的平衡問題。 物體在共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，是指物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)物體可視為質(zhì)點(diǎn)。 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是：物體所受的合力等于零，即F合＝0。公式告訴我們：當(dāng)物體僅受兩力而處于平衡狀態(tài)時(shí)，這兩個(gè)力一定是大小相等，方向相反，作用在同一直線上；當(dāng)物體受三個(gè)力而處于平衡狀態(tài)時(shí)，任意兩個(gè)力的合力跟第三個(gè)力一定大小相等，方向相反，在同一直線上；當(dāng)物體受n個(gè)力而處于平衡狀態(tài)時(shí)，其中（n-1）個(gè)力的合力一定跟剩下的一個(gè)力大小相等、方向相反。 由F合＝0，用正交分解方法，最終歸結(jié)為沿x方向的合力等于零，沿y方向的合力等于零。即其表達(dá)式為：（建立直角坐標(biāo)系，X，Y軸將所有不在軸上的力正交分解） ∑F＝0→ ∑Fx＝0 ∑Fy＝0 共點(diǎn)力作用下物體的平衡解題方法通常采用：（1）力的合成法；（2）力的分解法；（3）力的正交分解法。 解題步驟是：（1）確定研究對(duì)象（平衡物體或者節(jié)點(diǎn)）；（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫出力圖；（3）由共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件選定解法；（4）求解。 三、課堂練習(xí) 1．在共點(diǎn)力作用下物體處于__________狀態(tài)或__________狀態(tài)叫平衡狀態(tài)，在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是__________。 2．有三個(gè)共點(diǎn)力作用于同一物體上使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知F1＝4 N，F(xiàn)2＝5 N， F3＝3 N，則其中F1與F2的合力大小等于__________N。三個(gè)力的合力等于_________N。如果撤去力F1，則剩下兩力的合力大小等于__________N，方向與力__________的方向__________。 3．如圖2-D-9所示，掛在天花板上A、B兩點(diǎn)的繩結(jié)于C點(diǎn)，在C點(diǎn)掛一640N的重物，求CA繩和BC繩的拉力FCA和FCB的大小。 30 60 G C 圖2-D-9 A B 4.上題中，若CA和BC兩繩所能承受的最大張力都是 N，則當(dāng)逐漸增大重物的重力過程中哪一根繩先斷，為確保兩繩不斷，重物的重力最大不能超過多少？ 5.如圖2-D-10所示，物體的質(zhì)量為m，當(dāng)長(zhǎng)木板與地面成θ傾角時(shí)，物體恰好勻速下滑，求這時(shí)物體受到的摩擦力？為使物體沿木板勻速上滑，則沿木板向上方向施加的推力應(yīng)為多少？ 圖2-D-10 θ 6．如圖2-D-11所示，用一個(gè)跟水平方向成θ角的恒力F拉著質(zhì)量為m的滑塊在粗糙水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)，求： (1)滑塊對(duì)地面的壓力； θ 圖2-D-11 F (2)滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力； 7．如圖2-D-12所示，豎直墻上A點(diǎn)用AB細(xì)線懸掛一個(gè)光滑小球，小球質(zhì)量為m＝2千克，半徑r＝3厘米，細(xì)線AB長(zhǎng)L＝2厘米，C為接觸點(diǎn)，（g取10米/秒2），試求： (1)AB繩所受的張力; O A B C 圖2-D-12 (2)C點(diǎn)處受到的壓力。 8.把一個(gè)已知力F＝10N，分解成兩個(gè)分力，其中一個(gè)分力的方向與已知力F的方向之間夾角為30，則另一個(gè)分力的最小值為__________N，方向與已知力F方向之間的夾角為__________。 9.重力為20 N的物體以初速度v沿水平面向右滑動(dòng)，同時(shí)還受到一個(gè)水平向左的大小為10 N的恒力作用，若物體受到地面間的摩擦力為重力的0.2倍，則物體在滑動(dòng)時(shí)受到的合力為________N，方向________。物體最終受到的合力大小為________N，方向?yàn)開_________。 α 圖2-Z-7 10.如圖2-Z-7所示，質(zhì)量為m的小球用細(xì)繩水平地拉住并靜止在傾角為α的光滑斜面上，則小球所受的支持力為__________，繩子的張力為__________。 Am OAm BAm CAm mgAm 圖2-Z-8 60 11.如圖2-Z-8所示，懸掛重物G的三段細(xì)繩質(zhì)地相同，則增大重物的重力，其中__________段繩先斷。若三段繩所能承受的最大張力為Fm，則懸掛重物的重力最大不能超過__________。 12.如圖2-Z-4所示，一個(gè)質(zhì)量為m的三角形物塊，在一水平外力的作用下，靜止在傾角為α 的光滑斜面上，則斜面對(duì)物塊的支持力等于多少？水平外力等于多少？ 圖2-Z -4 13.如圖2-Z-5所示輕質(zhì)直角三角形支架Ｂ端掛著一個(gè)重100Ｎ的物體，∠ABC＝37，求： 圖2-Z-5 37 A C B （1）作用在ＡＢ桿上的力的大小和方向？ （2）作用在ＢＣ桿上的力的大小和方向？ 圖2-Z-6 14.如圖2-Z-6所示為一攀崖運(yùn)動(dòng)員，正在豎直崖壁上攀登，由于身背很重的行裝，重心上移至肩部的Ｃ點(diǎn)，總質(zhì)量為75kg。此時(shí)手臂與身體垂直。手臂與崖壁夾角θ為60，求此時(shí)手受到的拉力和腳受到的作用力。（設(shè)手受到的拉力和腳受到的作用力均通過重心Ｃ，g取10m/s2） 15．如圖2-Z-14所示，氫氣球重為10 N，空氣對(duì)它的浮力為16N，由于受到水平向左的風(fēng)力作用，使系氣球的繩子與地面成60角，試求： 圖2-Z-14 60 （1）繩子的拉力； （2）水平風(fēng)力的大小。