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文檔簡介
第頁第三章:相互作用3.1重力基本相互作用【教學(xué)目標(biāo)】1.知道力是物體之間的相互作用,在具體問題中能分析出施力物體和受力物體。2.知道力是矢量,會做力的圖示及力的示意圖。3.知道力的分類方法,弄清力的作用效果。4.知道重力的產(chǎn)生、大小和方向;知道重心的概念及位置的確定方法。5.了解四種基本相互作用。【重點難點】1.力的概念,圖示及力的作用效果和分類。2.重力的概念及重心的理解。3.了解四種基本相互作用。教學(xué)過程一、力的概念1.力是物體之間的相互作用.①物質(zhì)性:一個力聯(lián)系著兩個物體,施力物體和受力物體,②相互性:力是成對出現(xiàn)的,受力物體受到力的同時也是施加力的物體。即產(chǎn)生的作用為:作用力及反作用力:③同時性:作用力及反作用力同時產(chǎn)生,同時消失。④矢量性:力是矢量,不僅有大小,而且有方向,因此即使力的大小相同,產(chǎn)生的效果也可能不同,所以說一個力一定要指明其方向。例1:有關(guān)力的概念,下列說法正確的是()A、力不可能離開物體而獨立存在B、物體豎直上拋時受到上沖力的作用C、一個力的發(fā)生必定涉及兩個物體D、可以只有施力物體而沒有受力物體例2:有關(guān)力的概念,下列說法正確的是()A、甲打乙一拳,乙感到疼,而甲未感覺疼,說明甲對乙施加了力,而乙對甲未施加力B、“風(fēng)吹草動”,草受到了力,但沒有施力物體,說明沒有施力物體的力也是存在的C、磁鐵吸引鐵釘時,磁鐵不需要及鐵釘接觸,說明力可以脫離物體而存在D、足球離開腳后,施力物體不再是腳。例3:有關(guān)力的概念,下列說法正確的是()A、甲打乙一拳,乙感到疼,而甲未感覺疼,說明甲對乙施加了力,而乙對甲未施加力B、甲打了乙一拳,所以先有甲對乙的作用力在先,再由乙對甲的反作用C、馬拉車向前走,則馬拉車的力大于車?yán)R的力D、物體的重力沒有施力物體2.力的作用效果①改變物體的運動狀態(tài):改變速度②使物體發(fā)生形變。3.力的三要素(1)力的大?。?)力的方向(3)力的作用點二、力的表示方法什么是力的圖示:F示例:作用在小車上并且方向向左的100N的力.F小結(jié)步驟(1)選定研究對象,標(biāo)出作用點;(2)選取適當(dāng)長度,作力的標(biāo)度;(3)沿著力的方向,畫出作用線;(4)依據(jù)力的大小,畫有向線段;(5)標(biāo)明箭頭指向,寫力的符號.什么是力的示意圖?示意圖及力的圖示有什么區(qū)別:三、力的種類按性質(zhì)分類:按效果分類:同一性質(zhì)力可以有效果,同一效果力可以有性質(zhì)。四、重力:1.定義:重力就是重量,是由于的吸引而使物體受到的力。⑴一切物體都受重力作用,物體所受重力的施力物體是⑵物體所受的重力及它所處的運動狀態(tài)、速度大小無關(guān)⑶重力由地球?qū)ξ矬w的吸引而引起,但不一定是地球?qū)ξ矬w的引力。2.重力的方向:3.重力的大?。孩庞嬎惴椒á賕=9.8N/kg的物理意義:質(zhì)量為1kg的物體,受到的重力是9.8N。②在地球表面的不同地方g的值不同,在兩極最大,赤道最小。③g及高度有關(guān),離地越高,g值越小④在一些特殊說明的地方,或粗略計算時,還可以用g=10N/kg。⑵測量方法:測力計只有在靜止?fàn)顟B(tài)下,物體對豎直懸繩拉力,物體對水平支持物壓力大小才等于重力的大小例1:物體靜止在水平桌面上,物體對水平桌面的壓力()就是物體的重力大小等于物體的重力這壓力是由于地球的吸引產(chǎn)生的這壓力是豎直向下的。3.重心(1)重心的概念:(2).薄片狀物體的重心的確定方法:在A點用線將不規(guī)則物體懸掛起來,然后在B點將不規(guī)則物體懸掛起來,兩次重垂線的交點即是重心。(3)對質(zhì)量分布均勻形狀規(guī)則的物體,重心在物體的。例如:均勻直棒的重心在中點;均勻三角板的重心在三條中線的交點;均勻球的重心在球心,均勻圓環(huán)重心在圓心。(4)物體的重心不一定落在物體上。(5)在力的圖示中,重力的作用點應(yīng)畫在重心處。(6)重心不是物體上最重的地方,也不是只有重心處才受重力作用。例4:關(guān)于重力,下列說法中哪些正確()A、地球上的物體只有靜止時才受重力B、物體只有在落下地面時才受重力C、物體在落下地面時,所受重力大于它靜止時所受的重力D、同一物體在不同的維度所受重力相同E、同一地方所受重力及運動狀態(tài)無關(guān)F、物體浮在在水面上時所受重力小于物體在地面上時例5:關(guān)于重力的方向,下列說法中正確的是()A、重力的方向總是垂直向下B、重力的方向總是指向地心C、重力的方向總是豎直向下D、重力的方向是垂直于水平面例6:關(guān)于物體的重心,以下說法中正確的是()A、重心就是物體上最重的一點B、形狀規(guī)則的物體重心在其幾何中心C、重心必須在物體上D、舞蹈演員在表演時,重心在變E、物體只在重心處才受到重力作用五、四種相互作用:1.萬有引力相互作用:重力是一種萬有引力相互作用2.電磁相互作用:彈力、摩擦力是電磁相互作用3.強相互作用:核子間的核力作用。(短程力10-12m)4.弱相互作用:原子核自發(fā)放出射線,在該過程中起作用。3.2彈力〖知識及技能〗1、知道彈力產(chǎn)生的條件是物體要產(chǎn)生彈性形變。2、知道壓力、支持力和拉力都是彈力,能畫出彈力的示意圖。3、知道胡克定律:彈性形變越大,彈力越大,彈簧的彈力跟彈簧的伸長量成正比?!歼^程及方法〗在實際問題的討論中來確定彈力的方向。動手設(shè)計實驗,操作實驗,懂得對實驗數(shù)據(jù)的處理,培養(yǎng)用圖像分析問題的習(xí)慣?!记楦?、態(tài)度、價值觀〗1、感受學(xué)習(xí)物理的樂趣,認(rèn)識微小形變的本來面目。2、體驗動手樂趣,培養(yǎng)實驗合作能力。3、熟練記錄數(shù)據(jù),培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度?!冀虒W(xué)中的重難點〗彈力的產(chǎn)生條件及方向的判斷,彈力的大小及彈性形變的關(guān)系。教學(xué)過程形變1定義:物體形狀或體積的改變。2.分類注:⑴高中階段,形變通常是指彈性形變。⑵常見形變的種類有:拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等3.形變的特點:⑴任何物體都能發(fā)生形變⑵有的物體形變明顯,有的微?、窍嗷ソ佑|的兩個物體總是同時發(fā)生形變彈力1.定義:發(fā)生性變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生的力叫彈力。⑴產(chǎn)生彈力的條件:①直接接觸;②接觸處有形變判斷微小形變的方法:假設(shè)法①假設(shè)沒有接觸面。②看物體是否改變原來的狀態(tài)③若改變,則有形變,有彈力;若不改變,則無形變;無彈力。⑵產(chǎn)生彈力的原因:由于施力物體發(fā)生形變且要恢復(fù)原狀而產(chǎn)生的。例1:在世界壯漢大賽上有拉汽車前進(jìn)的一項比賽。如圖所示是某壯漢正通過繩索拉汽車運動,則汽車所受拉力的施力物體和受力物體分別是()壯漢,汽車壯漢,繩索繩索,汽車汽車,繩索例2:試分析下圖中小球是否受彈力的作用,若受彈力,指出施力物體。2.常見彈力的方向⑴支撐面的彈力由于支撐面發(fā)生形變,對被支持的物體產(chǎn)生的彈力,通常稱為支持力,支持力的方向總是垂直于支持面,指向被支持的物體。由于被支持物體發(fā)生形變,對支持物體產(chǎn)生的彈力,通常稱為壓力。壓力的方向總是垂直于接觸面,指向被壓的物體。⑵繩的彈力由于繩被拉長而對所拉的物體產(chǎn)生的彈力,通常稱為拉力,拉力的方向總是沿著繩,指向繩收縮的的方向。⑶桿的彈力桿的彈力方向可沿桿伸長、收縮的方向,也可以不沿桿的方向。⑷總結(jié):彈力的方向總及施力物體恢復(fù)形變的方向相同。:例3:畫出下列各靜止物體受到的彈力(接觸面光滑)3.彈力的大?、鸥巫兊拇笮∮嘘P(guān)系,形變越大,彈力也越大,形變消失,彈力隨之消失.⑵彈簧的彈力大小及形變量成正比.(k是彈簧的勁度系數(shù))例4:,一根輕彈簧在10N的拉力作用下,長度由原來的5cm伸長為6cm,則:當(dāng)這根彈簧的長度為4.2cm時,受到的壓力是多大?彈簧的勁度系數(shù)是多少?當(dāng)彈簧受到15N的拉力時,彈簧的長度是多少?3.3摩擦力【教學(xué)目標(biāo)】1、知道滑動摩擦力產(chǎn)生的條件,會判斷滑動摩擦力的方向。2、會運用公式F=μFN進(jìn)行計算,知道動摩擦因數(shù)及什么有關(guān)。3、知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件,會判斷靜摩擦力的方向,掌握求靜摩擦力大小的方法。4、知道最大靜摩擦力的概念?!局攸c難點】1、重點:滑動摩擦力、靜摩擦力大小及方向的確定。2、難點:靜摩擦力大小及方向的確定。教學(xué)過程1、滑動摩擦力:⑴定義:⑵產(chǎn)生條件:⑶方向:。⑷大小:,μ是動摩擦因數(shù)。(及接觸面積大小、運動速度大小無關(guān))⑸相對運動:。例1:如圖所示:判斷A對B摩擦力,B對A摩擦力,地面對A摩擦力,A對地面摩擦力的方向各朝什么方向。若B物體向左運動呢?總結(jié):⑴判斷滑動摩擦力的方向,要以該力的施力物體為參考系,考察受力物體相對于施力物體的速度方向,滑動摩擦力的方向和這個速度的方向相反。⑵由上題還可看出,滑動摩擦力方向可以和物體運動方向相同,也可以相反。⑶靜止的物體可以受到滑動摩擦力。練習(xí):如圖所示,A為長木板,在水平面上以速度v1向右運動,物體B在長木板上面以速度v2向右運動,下列判斷正確的是()A.若v1=v2,AB之間無滑動摩擦力。B.若v1>v2,A受到B所施加的向右的滑動摩擦力C.若v1<v2,B受到A所施加的向左的滑動摩擦力。D.若v1>v2,B受到A所施加的向左的滑動摩擦力。例2:已知mA=2kg,mB=1kg,AB之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,A及地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.2,試求A對B的摩擦力和地面對A摩擦力的大小。練習(xí):一根質(zhì)量為m,長為L的均勻長方體木料放在水平桌面上,木料及桌面間摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)用水平力F推木料,當(dāng)木料經(jīng)過如圖1所示的位置時,桌面對它的摩擦力是多少?靜摩擦力:⑴定義:。⑵產(chǎn)生條件⑶方向:。⑷相對運動趨勢:如果沒有這一靜摩擦力,物體間會產(chǎn)生相對運動,正是由于這個摩擦力的存在,這個相對運動被阻止,這種要動而沒動的狀況叫相對運動趨勢。⑸判斷物體間的相對運動趨勢的方向可運用假設(shè)法。假設(shè)沒有這一摩擦力。以施力物體為參考系,判斷受力物體相對于施力物體的速度方向。這一方向就是相對運動趨勢的方向。例3:判斷物體A所受靜摩擦力的方向。(用力向右拉物體未拉動)例4:判斷下列情況下A物體所受靜摩擦力的方向。(物體及車間無相對滑動)⑴汽車啟動時:⑵汽車剎車時:⑶汽車靜止時:⑷汽車勻速運動時:總結(jié):⑴靜摩擦力有無及方向的判斷方法主要有:①假設(shè)法②平衡法。⑵由例4可以看到,運動的物體可以受到靜摩擦力。⑶靜摩擦力的方向可以及物體的運動方向相同,也可以和物體運動方向相反,還可以和物體的運動方向垂直。例5:判斷下列情況下A物體所受靜摩擦力的方向。(物體靜止)思考:人在走路時,前腳后腳受什么摩擦力?方向向哪里?⑸大?。涸?~fm范圍內(nèi)。靜摩擦力的大小隨外力的增加而增加,但又不可能無限增加。靜摩擦力有一個最大值,叫做最大靜摩擦力當(dāng)外力小于或等于最大靜摩擦力時,物體靜止,此時受靜摩擦力,大小和外力相等;當(dāng)外力大于這個最大靜摩擦力時,物體就會滑動,此時的摩擦力是滑動摩擦力。最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,題目無說明情況下認(rèn)為兩者相等。例6:一個木塊靜止在水平地面上,已知木塊重為10N,木塊及桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力為2.2N,求:(1)用1.5N的水平力拉木塊時,木塊受到的摩擦力為多大?(2)要使木塊由靜止開始運動,至少要用多大的水平拉力?(3)木塊在桌面上滑動后,使水平拉力變?yōu)?.5N,木塊受到多大的摩擦力?例7:如圖所示,重為G=10N的木塊,被大小為F=40N的水平力壓緊在豎直墻面上,木塊靜止,木塊及墻面的動摩擦因素為μ=0.5。問:①此時木塊及墻面間的靜摩擦力多大?②如果使水平力F增大為60N,此時物體受到的摩擦力是否也增大?③如果使水平力F減小,則F多大時物體可沿墻面勻速下滑?專題:受力分析教學(xué)目標(biāo):掌握對物體進(jìn)行受力分析的一般順序,能正確地作出物體受力圖。理解并初步掌握物體受力分析一般方法,進(jìn)一步加深對力概念和三種基本力的認(rèn)識。能通過對物體受力分析的操作,認(rèn)識到物體不是孤立的,它及周圍物體是相互聯(lián)系的;同時培養(yǎng)思維的條理性和周密性。教學(xué)重難點:1.在受力分析時防止“漏力”和“添力”。2.初步建立“隔離”的思想方法。教學(xué)過程復(fù)習(xí)提問:重力的定義、方向:彈力的定義、方向、產(chǎn)生條件:滑動摩擦力的定義、方向、產(chǎn)生條件、大小:靜摩擦力的定義、方向、產(chǎn)生條件:引入新課:——現(xiàn)實生活中,物體通常是同時受到幾個力,則,怎樣進(jìn)行受力分析呢?。新授課:對物體進(jìn)行受力分析,是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)和主要方法,是研究共點力平衡的前提,它貫穿于整個力學(xué)乃至整個教材之中,在整個高中物理學(xué)習(xí)的全過程中占有極重要的地位。受力分析:把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中所受的所有外力找出來,并畫出受力圖,這就是受力分析。為什么要進(jìn)行受力分析:高中物理研究物體的運動,主要研究兩個問題:物體是否處于平衡狀態(tài),不平衡時加速度是多少。這兩個問題都及物體所受外力相關(guān)。受力分析的理解:“受”:就是要分析的是研究對象所受到的力,不要分析研究對象施加給別的物體的力。“力”:是指外力而非內(nèi)力,因為決定物體是否平衡,物體的加速度是多少的力是外力,而非內(nèi)力。受力分析的步驟:⑴先確定要作受力分析的對象,并把它隔離起來;⑵按一定順序:重力、彈力、摩擦力、已知力等逐一畫出物體受到的力;⑶檢查是否多畫或漏畫了力(弄清各力產(chǎn)生的原因及各力的施力物體)5.注意問題:不要“丟三拉四”——丟力;不要“畫蛇添足”——添力;重力一定有,彈力看是否接觸擠壓,摩擦力看是否有相對運動或相對運動趨勢;例題1:水平面上物體A的受力情況,(已知F=G,接觸面粗糙)運動運動F例題2:天花板下的物體A受力情況:(接觸面粗糙)靜止例題3:斜面上物塊A的受力情況,(已知接觸面粗糙)1.靜止2。減速上滑3.勻速上滑例題4:豎直平面上的受力分析例題5:對A點進(jìn)行受力分析例題6:傳送帶上的物體隨傳送帶一起運動。例7:對小圓環(huán)受力分析:6.受力分析方法:整體法和隔離法整體法:把幾個物體組成的系統(tǒng)作為研究對象的一種方法。外力,系統(tǒng)外面的物體對系統(tǒng)中某個物體的作用力。內(nèi)力:系統(tǒng)中一個物體對另一物體的作用力。在用整體法時,受力分析只分析外力,不分析內(nèi)力。(實際上對任何研究對象受力分析都是只分析外力)隔離法:把研究對象從系統(tǒng)中隔離出來,單獨研究這個物體的一種方法。(此時系統(tǒng)的內(nèi)力對于這個物體來說就是外力了)例7:下列各圖中,疊在一起的A、B兩個物體彼此相對靜止,并相對地面靜止。試分析A及B接觸面間、B及地面接觸面間有沒有靜摩擦力?若有,在什么方向?多大?例8:在粗糙的水平面上有一個三角形木塊,在它的兩個粗糙的斜面上分別放置兩個質(zhì)量為m1和m2的木塊,,如圖所示,已知三角形木塊和兩個物體都是靜止的,則粗糙水平面對三角形木塊()A.在摩擦力作用,方向水平向右;B.有摩擦力作用,方向水平向左;C.有摩擦力作用,但方向不確定;D.以上結(jié)論都不對。例9:如圖,兩塊相同的豎直木板A、B之間,有質(zhì)量均為m的4塊相同的磚,用兩個大小相等的水平力壓木板,使磚靜止不動。設(shè)所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ,則第二塊磚對第三塊磚的摩擦力大小為:A.Mg;B.0;C.μF;D.2mg。例10.如圖6所示,人重600N,平板重400N,若整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),則人必須用多大的力拉住繩子?(滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計)例11:如圖所示:A重400N,B重600N,A及B,B及地面間的動摩擦因數(shù)都是0.2,現(xiàn)在用水平力F拉繩,使A和向右勻速運動,試求力F的大小??偨Y(jié):要求外力,優(yōu)先考慮用整體法,要求內(nèi)力,一定要用隔離法,很多題目要整體隔離綜合運用。3.4力的合成【教學(xué)目標(biāo)】1.理解合力及力的合成的概念。2.掌握力的平行四邊形定則。3.會用作圖法和直角三角形知識求共點力的合力。4.初步體會等效替代的物理思維方法?!局攸c難點】1.運用等效替代思想理解合力概念是本節(jié)思維方式上的一大難點。2.平行四邊形定則是一切矢量所遵循的運算法則,由代數(shù)求和擴充到矢量求和既是知識的跨越,也是概念的延伸,必然給初學(xué)者帶來難度。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課上面兩例說明一個力可以和幾個力產(chǎn)生相同的效果。二、概念講授:合力、力的合成若一個力的作用效果和幾個力共同作用效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力。那幾個力叫做這個力的分力。求幾個力的合力叫做力的合成。合力及分力的作用效果相同,可以相互替代,這種思想叫等效替代共點力:幾個力如果都作用在物體上的同一點,或者它們的作用線相交于同一點,這幾個力叫做共點力三、怎樣求幾個力的合力?1、求同一直線上的幾個力的合力:規(guī)定好正方向,直接加減.不在一條直線上的兩個力的合力:平行四邊形定則:互成角度的兩個力的合成,不是簡單的將兩個力相加減,而是用表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形,這兩鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向。這就叫平行四邊形定則.平行四邊形定則是矢量運算的基本法則,以后學(xué)習(xí)的所有矢量的運算都遵循該法則。例題1:兩個共點力F1=45N,方向水平向右,F(xiàn)2=60N,方向豎直向上,求這兩個力的合力F的大小和方向.①用作圖法,如圖所示(選標(biāo)度,畫有向線段,做平行四邊形,量對角線長度算合力,測α角).②用直角三角形知識.(或余弦定理)F大?。?75NF的方向:tanα=F2/F1=4/3,查表得α=37°3、不在同一條直線上的多個力的合力:兩兩逐步合成.4、合力大小的范圍:(1)合力F隨θ的增大而減小.(2)當(dāng)θ=0°時,F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當(dāng)θ=180°時,F(xiàn)有最小值Fmin=F1-F2(3)合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個分力.(4)一般地≤≤(5)三個力合力大小的取值范圍①兩個小力F1、F2的和大于或等于第三個力F3,則②兩個小力F1、F2的和小于于第三個力F3,則例題2:有兩個力,大小都是10N,它們間的夾角是120°,則這兩個力的合力是多少?例題3:物體受到幾個恒力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài),其中有一個力F=4N,如果保持其它力不變,而把F逆時針轉(zhuǎn)過90°,則這幾個力的合力是多少,方向如何?例題4:如圖所示,一個木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力即F1、F2和靜摩擦力作用,而且三個力的合力為零,其中F1=10N,F(xiàn)2=2N,若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力多少?例題5:物體受到三個力的作用,這三個力的大小為7N、8N、9N,則這三個力的合力可能為()0N7N24N25N3.5力的分解【教學(xué)目標(biāo)】1.理解分力和力的分解概念。2.會用作圖法求一個力的兩個分力,會用直角三角形知識計算分力。3.進(jìn)一步掌握力的平行四邊形定則,能夠在實際問題中按照力的實際作用效果進(jìn)行力的分解?!局攸c難點】在具體問題中如何根據(jù)實際情況將一個力進(jìn)行合理的分解。教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)提問①什么是合力?②什么叫力的合成?③怎樣求兩個互成角度的力的合力?④如果幾個力共同作用的效果跟一個力單獨作用的效果相同,則這幾個力及原來那個力有何關(guān)系?二、提出概念1、分力:幾個力共同產(chǎn)生的效果跟原來一個力產(chǎn)生的效果相同,這幾個力就叫做原來那個力的分力.2、力的分解:求一個已知力的分力叫做力的分解.3、力的分解原則:力的分解是合成的逆運算,力的分解遵守平行四邊形定則:把已知力作為平行四邊形的對角線,平行四邊形的兩個鄰邊就是這個已知力的兩個分力。三、力的分解的討論無條件限制一個力可以分解為無數(shù)對大小、方向不同的力。(如圖)有條件限制時,分情況討論。條件1:已知兩個分力的方向分析:將力F分解為沿OA、OB兩個方向上的分力時,可以從F矢端分別作OA、OB的平行線,即可得到兩個分力F1和F2.
結(jié)論:有唯一一組解條件2:已知一個分力的大小和方向。分析:已知合力F及其一個分力F1的大小和方向時,先連接F和F1的矢端,再過O點作射線OA及之平行,然后過合力F的矢端作分力F1的平行線及OA相交,即得到另一個分力F2。結(jié)論:有唯一一組解條件3:已知一個分力的方向和另一個分力的大小。分析:已知合力F、分力F1的方向OA及另一個分力F2的大小時,先過合力F的矢端作OA的平行線mn,然后以O(shè)為圓心,以F2的長為半徑畫圓,交mn,若有兩個交點,則有兩解,若有一個交點,則有一個解,若沒有交點,則無解.結(jié)論:①若,則無解;②若,則只有一組解;③若,則有兩組解;④若,則只有一組解。四、實際分解的原則:一個已知力究竟分解到哪兩個方向上去,要由實際情況來決定。例1:把一個物體放在斜面上,物體受到豎直向下的重力,但它并不能豎直下落,而要沿著斜面下滑,同時使斜面受到壓力,重力產(chǎn)生兩個效果:使物體沿斜面下滑以及使物體緊壓斜面,因此重力G可以分解為平行于斜面使物體下滑的分力F1和垂直于斜面使物體緊壓斜面的分力F2.F1=GsinθF2=Fcosθ(重力垂直斜面向下的分力是物體對斜面的壓力嗎?)例2:教材P15例1放在水平面上的物體受到一個斜向上方的拉力F,這個力及水平方向成θ角,該力產(chǎn)生兩個效果:水平向前拉物體,同時豎直向上提物體,因此力F可以分解為沿水平方向的分力F1和沿豎直方向的分力F2.力F1、F2的大小為F1=cosθ,F2=Fsinθ.五、三角形法則:首尾相連的兩個力的合力是第一個力的尾端指向第二個力的箭頭。(由平行四邊形定則推出)例如:如圖,F(xiàn)1和F2是分力,而F3是兩力的合力。練習(xí)1、指出下列矢量三角形中哪兩個力是分力,哪個是合力練習(xí)2、如圖,三個力的合力是多少?六、正交分解法求合力:1、定義:將一個力分解到兩個相互垂直的方向上,這種力的分解方法叫力的正交分解.2、步驟:①建立xoy直角坐標(biāo)系②沿xoy軸將各力分解③求x、y軸上的合力Fx,Fy④最后求Fx和Fy的合力F3、怎樣去選取坐標(biāo)系:原則上是任意的,實際問題中,讓盡可能多的力落在坐標(biāo)系上,這樣就可以盡可能少分解力.專題:共點力作用下物體的平衡及應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)1.了解共點力作用下物體平衡的概念。2.理解共點力平衡的條件,會用來解決有關(guān)平衡的問題。3.進(jìn)一步學(xué)習(xí)受力分析,正交分解等方法。教學(xué)重點理解物體平衡的概念及條件。教學(xué)難點對物體平衡概念的深刻理解。教學(xué)過程在日常生活中我們所見的有些物體將保持著原來靜止或勻速直線運動狀態(tài)(例:放在桌面上的物體,勻速運動的汽車等),物體的運動狀態(tài)由物體的受力決定,因此,從物體受力的角度去尋找物體保持原狀態(tài)的條件是解決問題的關(guān)鍵所在。平衡狀態(tài)1.共點力(復(fù)習(xí)回顧):幾個力如果作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交于一點,這幾個力叫做共點力。2.平衡狀態(tài):一個問題在共點力的作用下,如果保持靜止或者做勻速直線運動,我們就說這個外同處于平衡狀態(tài)。共點力作用下物體的平衡條件1.平衡條件的理論推導(dǎo)物體在兩力作用下處于平衡狀態(tài)物體在兩力作用下處于平衡狀態(tài)兩力大小相等,方向相反兩力合力為0物體在三力作用下處于平衡狀態(tài)任意兩力的合力及第三個力大小相等,方向相反物體在N力作用下處于平衡狀態(tài)任意N-1個的合力及第N個力大小相等,方向相反三力合力為0三力合力為0N個力合力為0N個力合力為02.結(jié)論:在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零:F合=0三、應(yīng)用:1、三力靜態(tài)平衡問題的解法:例1:若物體的重力為20N,OA及天花板之間的夾角為45°,OB水平,求OA、OB兩根繩子的拉力大小。解:方法1:合成法方法2;分解法方法3:正交分解法例2:如圖,長為5m的細(xì)繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4m的兩桿的頂端A、B,繩上掛一個光滑的輕質(zhì)掛鉤,其下連著一個重為12N的物體,平衡時,繩中的張力F=。例3:如圖示,BO為一輕桿,AO和CO為兩段細(xì)繩,重物質(zhì)量為m,在圖示狀態(tài)靜止,求AO繩的張力.總結(jié):三力平衡問題常用解法合成法及分解法都是通過建立矢量三角形,把問題轉(zhuǎn)化為二力平衡問題,故都可以稱為三角形法。正交分解法:對其正交分解后,轉(zhuǎn)化為二力平衡問題練習(xí):質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為a的斜面上,則木塊對斜面的壓力FN以及對斜面的摩擦力Ff各為多少,方向如何?總結(jié):解題步驟:(1)明確研究對象,分析受力情況。(2)利用三角形法或正交分解法把問題轉(zhuǎn)化為二力平衡問題(3)列方程或方程組,求解。2、三力動態(tài)平衡問題的解法:例4:如圖1所示,一個重力G的勻質(zhì)球放在光滑斜面上,斜面傾角為,在斜面上有一光滑的不計厚度的木板擋住球,使之處于靜止?fàn)顟B(tài)。今使板及斜面的夾角緩慢增大,問:在此過程中,擋板和斜面對球的壓力大小如何變化?總結(jié):三角形法當(dāng)物體受三力作用而處于平衡狀態(tài)時,其合力為零,三個力的矢量依次恰好首尾相連,構(gòu)成閉合三角形,當(dāng)物體所受三個力中二個發(fā)生變化而又維持平衡關(guān)系時,這個閉合三角形總是存在,只不過形狀發(fā)生改變而已,比較這些不同形狀的矢量三角形,各力的大小及變化就一目了然了。練習(xí):半圓形支架BAD,兩細(xì)繩OA、OB結(jié)于圓心O,下懸掛重為G的物體,使O點位置不動,將OB繩的B端沿半圓形支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中,分析OA繩和OB繩所受拉力的大小變化情況。例5:半徑為R的表面光滑的半球固定在水平面上。在距其最高點的正上方為h的懸點O,固定長L的輕繩一端,繩的另一端栓一個重為G的小球。小球靜止在球面上,如圖所示,求:繩對小球的拉力F。若在上端不斷的收繩,使得小球緩慢地移至最高點,在此過程中,半球?qū)π∏虻闹С至σ约凹?xì)線對小球的拉力大小各如何變化?總結(jié):相似三角形法:對受三力作用而平衡的物體,先正確分析物體的受力,畫出受力分析圖,再尋找及力的三角形相似的幾何三角形,利用相似三角形的性質(zhì),建立比例關(guān)系,把力的大小變化問題轉(zhuǎn)化為幾何三角形邊長的大小變化問題進(jìn)行討論。3、多力靜態(tài)平衡問題的解法:例6:如圖所示,質(zhì)量為m,橫截面為直角三角形的物塊ABC,AB邊靠在豎直墻面上,F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力?,F(xiàn)物塊靜止不動,則摩擦力的大小為多少?例7:已知天花板下一重為G的物體在斜向上及水平方向成θ角的推力F的作用下向右勻速運動,物體和天花板之間的動摩擦因數(shù)為μ,試求推力F的大小。例8:如圖,物體m在水平力F的作用下靜止在斜面上,當(dāng)減小水平力F時,物體仍然能保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體所受斜面的支持力FN和摩擦力Ff將會()FN和Ff均會減小FN減小,F(xiàn)f增大FN增大,F(xiàn)f減小FN減小,而Ff可能增大,可能減小總結(jié):多力靜態(tài)平衡問題主要采用正交分解法。4、多力動態(tài)平衡問題的解法:例9:質(zhì)量為m的物體置于動摩擦因數(shù)為μ的水平面上,現(xiàn)對它施加一個拉力,使它做勻速直線運動,問拉力及水平方向成多大夾角時這個力最???方法總結(jié):化多力為三力。轉(zhuǎn)化為三力問題。例10:如圖所示,小船用繩索拉向岸邊,設(shè)船在水中運動時所受水的阻力不變,則小船在勻速靠岸過程中,下面說法哪些是正確的()A.繩子的拉力F不斷增大B.繩子的拉力F不變C.船所受的浮力不斷減小D.船所受的浮力不斷增大方法總結(jié):解析法。物體處于動態(tài)平衡狀態(tài)時,對研究對象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析,根據(jù)具體情況引入?yún)⒘?,建立平衡方程,求出?yīng)變參量及自變參量的一般函數(shù)關(guān)系,然后根據(jù)自變量的變化確定應(yīng)變量的變化。專題:整體法及隔離法在平衡中的應(yīng)用教學(xué)目的使學(xué)生掌握解決連接體問題的方法,培養(yǎng)他們靈活運用物理知識解決問題的能力,提高解題速度。教學(xué)重難點:整體法及隔離法的運用教學(xué)過程在每年的高考物理題中,都或多或少地涉及到有關(guān)連接體方面的考題,所謂連接體就是具有相互作用的幾個物體的組合。在前面的復(fù)習(xí)中,我已向同學(xué)們介紹了解決這類問題的基本方法——“整體法”及“隔離法”。我們可根據(jù)題目中所創(chuàng)設(shè)的物理環(huán)境,選取合適的研究對象,運用物理規(guī)律求解。這樣不僅能達(dá)到解答問題的目的,而且能簡化解題過程,提高答題速度和準(zhǔn)確性。例1:質(zhì)量為M,傾角為θ的斜劈靜止于粗造平面上,另一質(zhì)量為m的物體置于斜劈上,如果在物體上施加一沿斜面向上的力F,物體及斜劈仍然保持靜狀態(tài),求斜劈及水平面間的摩擦力。練習(xí):如圖所示,在水平面上放置質(zhì)量為M的斜塊,再在斜面上放一個質(zhì)量為m的物體,若物體沿斜面勻速下滑,斜塊仍保持靜止,則正確的說法是()斜塊對地面的壓力等于(M+m)g斜塊對地面的壓力小于(M+m)g地面對斜塊沒有摩擦力。地面對斜塊有向左的摩擦力。例2:如圖所示,光滑圓球A重為GA=100N,木塊B一側(cè)傾角為α=60°,重GB=1000N,B置于水平面上,A球懸空靠在B的斜面和墻壁之間,求⑴木塊B所受水平地面的支持力和摩擦力;⑵墻面所受壓力。例3:有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB豎直向下,表面光滑,AO上套有小環(huán)P,OB上套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸展的細(xì)繩相連,并在某一位置平衡(如圖),現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡,則將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,AO桿對P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是()N不變,T變大N不變,T變小N變大,T變大N變大,T變小專題:平衡中的臨界問題一、知識要點臨界問題是指:當(dāng)某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象(或另一物理狀態(tài))的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫臨界狀態(tài).可理解成“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”.某種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)可理解為“恰好出現(xiàn)”或“恰恰不出現(xiàn)”,至于是“出現(xiàn)”還是“不出現(xiàn)”,需視具體問題而定。平衡問題的臨界狀態(tài)是指物體的所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而尚未被破壞的狀態(tài)。這類問題稱為臨界問題。解臨界問題的基本方法是極限分析法、數(shù)學(xué)公式法和假設(shè)推理法。解決此類問題重在形成清晰的物理圖景,分析清楚物理過程,從而找出臨界條件或達(dá)到極值的條件。解此類問題要特別注意可能出現(xiàn)的臨界條件不唯一。二、常見的
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