《共点力作用下物体的平衡》教学设计2
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约4680字。
高一物理 第11单元 共点力作用下物体的平衡
一. 内容黄金组.
1.了解共点力作用下物体平衡的概念。
2.理解共点力平衡的条件。
3.能正确对物体进行受力分析画出受力图。
4.会用共点力平衡条件分析问题和解决问题。
二. 要点大揭秘
1. 共点力作用下物体的平衡状态:静止或匀速直线运动状态。
2. 共点力的平衡条件:合外力为零,即F合=0。
用正交分解法:力的平衡条件可表示为Fx合=0 Fy合=0 即 。
3. 平衡条件的推论:
推论1:物体在几个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力必与其余各力的合力等大反向。
根据二力平衡条件,一个物体受n个力平衡可看作是任意一个力和其余(n-1)个力的合力应满足平衡条件,即任意一个力和其余(n-1)个力的合力满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上
推论2:物体在三个力作用下处于平衡状态,若这三个力彼此不平行,则它们必共点。
推论3:物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则这三个力就构成顺向的闭合三角形。
4. 解共点力平衡问题的基本思路:
(1) 确定研究对象(物体、物体系或某一结点)
(2) 对研究对象进行分析,并作出受力示意图
(3) 根据平衡条件列方程列方程求解
(4) 对结果进行检验或讨论。
5. 方法:
(1) 力的合成(归一思想):把几个共点力的平衡问题,通过力的合成法转化为二力平衡问题,即某个力必与其余力的合力等值反向。
(2) 力的分解:通常用正交分解法。依题意选择合适的坐标,根据题意列方程求解。
(3) 三力汇交原理:若物体受共面的三个不平行的力作用而平衡,则这三个力必定共点,而且表示 三个力的矢量线段组成一个顺向的封闭三角形。
(4) 灵活运用整体法和隔离法解决单体和系统的平衡问题。
6. 怎样根据物体平衡条件,确定共点力问题中未知力的方向?
在大量的三力体(杆)物体的平衡问题中,最常见的是已知两个力,求第三个未知力。解决这类问题时,首先作两个已知力的示意图,让这两个力的作用线或它的反向延长线相交,则该物体所受的第三个力(即未知力)的作用线必定通过上述两个已知力的作用线的交点,然后根据几何关系确定该力的方向(夹角),最后可采用力的合成、力的分解、正弦定理、正交分解等数学方法求解。
7. 运用力的三角形法巧解变动中的三力平衡问题
在中学阶段,力的平衡问题,多为三力平衡,按平衡条件,合力必为零,将三力首尾相联即围成一封闭三角形。一般来说,只要所给条件能满足解这个三角形的条件(如已知两边夹一角或两角夹一边)就能按解三角形的方法解出这力三角形中要求的物理量。
常遇到一类变动中的三力平衡问题。一般是其中一个力大小和方向确定;另一个力的方向确定,大小可变;第三个力大小和方向均变化。要依据所给条件,确定后
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