人教版新课标高中物理必修1《用牛顿运动定律解决问题（二）》名师教案第1课时
文档属性
| 名称 | 人教版新课标高中物理必修1《用牛顿运动定律解决问题（二）》名师教案第1课时 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 101.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-07 18:45:40 | ||
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文档简介
共点力作用下物体的平衡
核心素养：
通过《用牛顿运动定律解决问题（二）》的推导学习过程，培养学生的分析推理能力和理论联系实际的观点。
教学目标：
1、知道什么是共点力作用下物体的平衡状态；
2、掌握共点力的平衡条件。
教学重点：
1、共点力作用下物体的平衡状态。
2、共点力的平衡条件。
教学难点：
共点力的平衡条件。
教学方法：
归纳法、讲练法
教学步骤：
课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）
导入新课：
生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义。那么，什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？本章我们就来学习这方面的问题。本节课我们就来学习共点力的平衡条件。
新课教学：
（一）用投影出示本节课的学习目标：
1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件；
2、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
（二）学习目标完成过程：
1、共点力作用下物体的平衡状态。
（1）复习什么是共点力：
几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力。
（2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态。
A. 一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。
B. 请学生举例：哪些物体属于在共点力作用处于平衡状态。
C. 同学们刚才举的例子中，有的物体在两个力作用下处于平衡，有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么，在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？
2、共点力作用下物体的平衡条件
（1）理论推导：
从牛顿第二定律知道：当物体所受合力为零时，加速度为零，物体将保持静止或者做匀速直线运动，即物体处于平衡状态，所以：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。即F合＝0。
（2）平衡条件的实验验证：
A. 二力平衡（初中知识）
B. 三力平衡（三力转二力）
归纳探究：
（优教提示：打开优教配套习题，使用互动答题卡，更快更便捷地掌握学生的学习情况）
1、共点力平衡条件的理解
例1. 如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块所受的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应该是( )
A．水平向右 B．竖直向上 C．向右偏上 D．向左偏上
思路点拨：(1)三力平衡的特点：任意两个力的合力必和第三个力等大反向．
(2)n个力共点平衡最终可以等效成二力平衡．
解析：对物块进行受力分析如右图所示，除F与Ff外，它还受竖直向下的重力G及竖直向上的支持力FN，物块匀速运动，处于平衡状态，合力为零。由于重力G和支持力FN在竖直方向上，将重力和支持力等效成一个竖直向下的力，四力平衡转化为三力平衡，则根据三力平衡的原理，F与Ff的合力必须和重力与支持力的合力等大反向，所以沿竖直方向向上。故B正确。
针对练习1 共点的五个力平衡，则下列说法中不正确的是( )
A．其中四个力的合力与第五个力等大反向
B．其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向
C．五个力合力为零
D．撤去其中的三个力，物体一定不平衡
解析：五个共点力平衡，则五个力合力为零，选项A、B、C正确．撤去其中三个力，剩余两力，有可能合力仍为零，则D项错误。
2、力的合成法与分析法处理平衡问题
例2. 三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳( )
A．必定是OA B．必定是OB
C．必定是OC D．可能是OB，也可能是OC
解法一：运用力的分解法。OC中的拉力等于重物的重力，将此力按力的作用效果可分解为如图甲所示的两个分力F1和F2，它们分别等于OB、OA中的拉力，由几何关系可知三段绳中的OA的拉力最大．故逐渐增加重物的质量时，最先断的绳是OA。
解法二：运用力的合成法。作结点O的受力图，设绳OA、OB的拉力分别为FA、FB，它们的合力为F，由于结点O质量不计，所以它受到的力F与重物重力大小相等，方向相反。如图乙所示，从作出的平行四边形可知：OA绳中张力最大，若逐渐增加重物质量，则OA首先达到最大拉力，故最先断的绳必是OA。
针对练习2：如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点位置和OB绳的位置不变，则在A点向上移动的过程中 ( )
A．绳OB的拉力逐渐增大 B．绳OB的拉力逐渐减小
C．绳OA的拉力先增大后减小 D．绳OA的拉力先减小后增大
解析：在绳OA的连接点A向上移动的过程中，结点O始终处于平衡状态。取结点O为研究对象，受力情况如右图所示，图中F1、F2、F3分别是绳OA、绳OB、电线对结点O的拉力，F3′是F1和F2的合力，且F3′=F3。在A点向上移动的过程中，F3的大小和方向都保持不变，F2的方向保持不变。由右图可知，当绳OA垂直于OB时，绳OA的拉力最小，所以绳OA的拉力先减小后增大，绳OB的拉力逐渐减小．正确选项为B、D。
当堂检测：
如图所示，质量为m的球被一块挡板挡住。现使挡板绕与斜面的交点缓慢逆时针旋转，判断G的两个分力N1、N2的变化情况。
答案：N1逐渐减小；N2先减小后增大。
巩固训练：
（1）一个物体在共点力的作用下处于平衡状态，那么这个物体一定保持 。
（2）在共点力作用下物体的平衡条件是 ，此时物体的加速度等于 。
（3）下列关于质点处于平衡状态的论述，正确的是（ ）
A. 质点一定不受力的作用
B. 质点一定没有加速度
C. 质点一定没有速度
D. 质点一定保持静止
（4）要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足一定的条件，这个条件就叫做 。
小结：
1、本节课我们学习了共点力的平衡条件是F合＝0；
2、平衡状态的二个特征是：①a＝0；②速度v恒定；
3、物体所受的合力为零，在正交分解时常采用： ①Fx合=0；②Fy合=0。
板书设计：
用牛顿运动定律解决问题（二）
共点力作用下物体的平衡
作业布置：
课后练习题4、5
1 / 6
核心素养：
通过《用牛顿运动定律解决问题（二）》的推导学习过程，培养学生的分析推理能力和理论联系实际的观点。
教学目标：
1、知道什么是共点力作用下物体的平衡状态；
2、掌握共点力的平衡条件。
教学重点：
1、共点力作用下物体的平衡状态。
2、共点力的平衡条件。
教学难点：
共点力的平衡条件。
教学方法：
归纳法、讲练法
教学步骤：
课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）
导入新课：
生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义。那么，什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？本章我们就来学习这方面的问题。本节课我们就来学习共点力的平衡条件。
新课教学：
（一）用投影出示本节课的学习目标：
1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件；
2、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
（二）学习目标完成过程：
1、共点力作用下物体的平衡状态。
（1）复习什么是共点力：
几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力。
（2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态。
A. 一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。
B. 请学生举例：哪些物体属于在共点力作用处于平衡状态。
C. 同学们刚才举的例子中，有的物体在两个力作用下处于平衡，有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么，在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？
2、共点力作用下物体的平衡条件
（1）理论推导：
从牛顿第二定律知道：当物体所受合力为零时，加速度为零，物体将保持静止或者做匀速直线运动，即物体处于平衡状态，所以：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。即F合＝0。
（2）平衡条件的实验验证：
A. 二力平衡（初中知识）
B. 三力平衡（三力转二力）
归纳探究：
（优教提示：打开优教配套习题，使用互动答题卡，更快更便捷地掌握学生的学习情况）
1、共点力平衡条件的理解
例1. 如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块所受的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应该是( )
A．水平向右 B．竖直向上 C．向右偏上 D．向左偏上
思路点拨：(1)三力平衡的特点：任意两个力的合力必和第三个力等大反向．
(2)n个力共点平衡最终可以等效成二力平衡．
解析：对物块进行受力分析如右图所示，除F与Ff外，它还受竖直向下的重力G及竖直向上的支持力FN，物块匀速运动，处于平衡状态，合力为零。由于重力G和支持力FN在竖直方向上，将重力和支持力等效成一个竖直向下的力，四力平衡转化为三力平衡，则根据三力平衡的原理，F与Ff的合力必须和重力与支持力的合力等大反向，所以沿竖直方向向上。故B正确。
针对练习1 共点的五个力平衡，则下列说法中不正确的是( )
A．其中四个力的合力与第五个力等大反向
B．其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向
C．五个力合力为零
D．撤去其中的三个力，物体一定不平衡
解析：五个共点力平衡，则五个力合力为零，选项A、B、C正确．撤去其中三个力，剩余两力，有可能合力仍为零，则D项错误。
2、力的合成法与分析法处理平衡问题
例2. 三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳( )
A．必定是OA B．必定是OB
C．必定是OC D．可能是OB，也可能是OC
解法一：运用力的分解法。OC中的拉力等于重物的重力，将此力按力的作用效果可分解为如图甲所示的两个分力F1和F2，它们分别等于OB、OA中的拉力，由几何关系可知三段绳中的OA的拉力最大．故逐渐增加重物的质量时，最先断的绳是OA。
解法二：运用力的合成法。作结点O的受力图，设绳OA、OB的拉力分别为FA、FB，它们的合力为F，由于结点O质量不计，所以它受到的力F与重物重力大小相等，方向相反。如图乙所示，从作出的平行四边形可知：OA绳中张力最大，若逐渐增加重物质量，则OA首先达到最大拉力，故最先断的绳必是OA。
针对练习2：如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点位置和OB绳的位置不变，则在A点向上移动的过程中 ( )
A．绳OB的拉力逐渐增大 B．绳OB的拉力逐渐减小
C．绳OA的拉力先增大后减小 D．绳OA的拉力先减小后增大
解析：在绳OA的连接点A向上移动的过程中，结点O始终处于平衡状态。取结点O为研究对象，受力情况如右图所示，图中F1、F2、F3分别是绳OA、绳OB、电线对结点O的拉力，F3′是F1和F2的合力，且F3′=F3。在A点向上移动的过程中，F3的大小和方向都保持不变，F2的方向保持不变。由右图可知，当绳OA垂直于OB时，绳OA的拉力最小，所以绳OA的拉力先减小后增大，绳OB的拉力逐渐减小．正确选项为B、D。
当堂检测：
如图所示，质量为m的球被一块挡板挡住。现使挡板绕与斜面的交点缓慢逆时针旋转，判断G的两个分力N1、N2的变化情况。
答案：N1逐渐减小；N2先减小后增大。
巩固训练：
（1）一个物体在共点力的作用下处于平衡状态，那么这个物体一定保持 。
（2）在共点力作用下物体的平衡条件是 ，此时物体的加速度等于 。
（3）下列关于质点处于平衡状态的论述，正确的是（ ）
A. 质点一定不受力的作用
B. 质点一定没有加速度
C. 质点一定没有速度
D. 质点一定保持静止
（4）要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足一定的条件，这个条件就叫做 。
小结：
1、本节课我们学习了共点力的平衡条件是F合＝0；
2、平衡状态的二个特征是：①a＝0；②速度v恒定；
3、物体所受的合力为零，在正交分解时常采用： ①Fx合=0；②Fy合=0。
板书设计：
用牛顿运动定律解决问题（二）
共点力作用下物体的平衡
作业布置：
课后练习题4、5
1 / 6