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1、三个共点力作用下物体平衡问题的讨论一、 教学目标：1、知识目标：（1）知道共点力作用下物体的平衡状态（2）理解共点力作用下物体平衡的条件（3）掌握三个共点力作用下物体平衡问题的常用求解方法2、过程与方法： 学生通过例题对三个共点力作用下物体平衡问题的各种求解方法进行讨论 总结，感悟各种方法的不同之处，学会用不同的方法解决生活中相关的实际问题3、情感、态度与价值观：（1）、学生归纳总结的能力得以提高（2）、学生从生活实例中抽象出物理模型的能力得到提高 二、 教学重难点：（1） 教学重点：重点突出“合成法”与“相似三角形法”的应用（2） 教学难点：学生从实例中抽象出物理模型的过程三、 教学过程：（
2、一） 正确理解物体的平衡状态及平衡条件：1、平衡状态：物体在几个共点力作用下，保持静止或匀速直线运动的状态 思考：“速度等于零”等同于“保持静止”吗？ （不是。保持静止是指物体速度恒等于零，而当物体瞬间速度为零时不能称 为是保持静止状态。）2、平衡条件：合力等于零。即 F 合=0（二） 三个共点力作用下物体平衡问题的讨论：1、合成与分解法： 合成法：三个共点力作用下的物体平衡时，任意两个力的合力跟第三个力满足二 力平衡条件，即任意两个力的合力跟第三个力等大、反向、共线。分解法：三个共点力作用下的物体平衡时，任意一个力可分解成与另两个力等大、 反向、共线的一对分力。例1、如图示，一球重为G=10
3、0N，用轻绳系于C点,AC、 BC 均为细线，整个装置处于静止状态。 已知 ZBAC=30,ZCBA=60, 试求细线AC、BC的拉力。分析：（1）以球为研究对象进行受力分析2）根据本题中夹角的特点，直接应用合成法或分解法即可求得。B如图示，AB是一粗细均匀但质量分布不均匀的直棒， 静止于内壁光滑的半球形碗内，已知碗的半径为 R， 球心位于O点；棒AB重G,静止位置与水平面夹角 为30。若设棒的重心位置为P点，试画出AB棒的 受力图及各力的大小。分析：（1） 以棒为研究对象作受力分析，求出重心 P 的位置2） 利用合成法求出各力的大小例 3 、如图示，水平面上固定一光滑半球，球心 O 的正上方
4、固定一个小滑轮，绳上拴一小球，置于半球面上 的 A 点另一端绕过定滑轮。现缓慢地将小球从 A 点拉 到 B 点，此过程中，小球对半球面的压力 N ，绳上 拉力T的变化情况是（ C ）A、N变大，T不变B、N变小，T变大C、 N 不变， T 变小D、 N 变大， T 变小分析：（1）以小球为研究对象，进行受力分析。（“缓慢”的含义：速度几乎为零，可 视为平衡状态）（2）本题的特点：力图中没有已知角，也没有直角三角形，且三力夹角不断变化。但力图中三力组成的三角形与题中各边组成的三角形是相似三角形且 各边长已知。通过相似三角形对应边成比例的关系可求解各力大小。总结：（1）三力平衡，三力不平行必共点、
5、共面（2）直角三角形法：构成的平行四边形中必有直角三角形，利用边角关系求解（3）相似三角形法：三力夹角未知且不断变化，但在变化过程中始终存在着力的三角形与边的三角形的相似关系，利用相似三角形对应 边成比例的关系求解2、正交分解法：例2、如图示，一球重为G=100N，用轻绳系于C点,AC、 BC 均为细线，整个装置处于静止状态。 已知 ZBAC=45,ZCBA=53, 试求细线AC、BC的拉力。分析： 引导学生找出本题与例1的不同之处：ZBAC+ZCBAH90。即力图中没有现成的直角三角形，又不已知边的关系。引导学生找出本题的特点：三力夹角确定并已知 求解方法： 正交分解法：沿水平和竖直方向建立
6、直角坐标系，将不在坐标轴上的力 T 、 T沿坐标轴分解，在两个相互垂直的方向上利用二力平衡的条件分别 列方程求解。总结：三力构成的平行四边形中没有直角三角形，且边的关系未知，但已知各夹角大小，则可用正交分解法求解3、图解法：例 5 、保持例 4 中的其他条件不变，而使轻绳 BC 缓慢地移至水平位置，分析在分析（1）（2）F口C1g此过程中轻绳AC与轻绳BC的拉力变化情况。在例4 的基础上，讨论两绳的拉力随夹角变化 而变化的关系利用图解法求解：对于结点C,始终受三个力作用， 且合力等于零，其中一力T大小方向都不变，G另一力 T 方向不变。画出三力组成的封闭三角形，AC则可很明显地得出轻绳AC与轻
7、绳BC的拉力变化情况。2） 请你比较例 3 与例 5，两种方法的区别在哪里？ 概括总结：上述各题的求解方法可能不是唯一的，一道题可能可以使用很多种方法来求解，应选择最为简便的方式。练习：请利用各种不同方法解决实际问题：如图所示，是汽车内常备的两种类型的“千斤顶”图a是“Y”型的，图b是“菱 形”的，逆时针摇动手柄，使螺旋杆转动（螺旋杆保持水平）A、B间距离变小, 重物G就被顶升起来，反之则可使重物G下降。若物重为G，AB与AC之间的夹 角为3则“Y”型千斤顶螺旋杆AB的拉力大小为，“菱形”千斤顶螺旋杆 AB 的拉力大小为。（不计顶升机杆件自重）图a图b【评课记录】时间：2007年4 月 10日
8、地点：甘泉中学胡激：这是高一的普通班，没头（尖子）有尾巴。由于班级少，所以也没试讲过，实物投影 议又坏了，所以在时间上耽误了些。我们学校高二刚复习到这里，学生连什么叫“共点力” 都不知道（本课在这里也浪费了不少时间），力的“相似三角形”法也没有接触过，只知道 最见到的合成法、分解法。课堂气氛平时很沉闷，上课时学生头都不会抬起来的，今天算好 一些了。由于时间关系，原本想讲的“图像法”来不及了，最后的例题“千斤顶”就来不及 讨论了。陈颂基：在大家评头论足之前，我先对胡激老师教案和ppt中出现的箭头、虚线问题说两句。 我们的规定是：（1）插图中的字母不能大于文字中的字母；（2）箭头的长度不能大于图中
9、字 母的高度；（3）箭头的宽度不能大于箭头长度的 1/3；（4）虚线每一段长度不能大于图中字 母的高度；（5）相邻两虚线的间隔不能大于虚线长度的 1/2。希望我们工作室的全体老师画 出来的图应该是全区物理教师中最标准的。朱俊：什么叫“静止”？难道“静止”不是“v=0”吗？ “保持静止”状态和处于“静止” 状态不一样：前者是平衡状态，后者只是这一瞬间 v=0。金丽雯：胡激老师讲课非常细腻，这钟教法对于差生非常适用。教态很亲切。当让学生在下 面画力图时，可以让一个学生上黑板画，也能省一些时间。处理共点力平衡的各种方法都应 该包括，至于时间为什么不够呢？在“静止”是不是“v=0”上浪费了时间，棒斜搁
10、在碗里 的那一题是30找不到了，又耽搁了不少时间。有一次学生回答“正交分解”明明是正确的， 却被你“一棍子打死”了。周雪艳：一开始复习的时间太长了，原定1分钟的事情结果用了 7分钟。既然有些内容学生 较熟悉了，如力的合成法、力的分解法，就应该少花点时间。在“相似三角形法”上要多花 点时间。王汉清：课上得满好的，教学设计贴近学生实际。师生的互动、对话，学生回答中又不少智 慧亮点（例如竖直上抛最高点速度为零、加速度不为零）。教学的重点、难点贴近学生。知 识的落实点很细（如对象的确定、过程的判断），这对于复习课很重要，老师自始至终把握 着教学的动态发展。同一素材的问题放在了一起，不同的方法在设计上又有自己的思路。但 前面“平行四边形”复习过多了，如何过渡到力的 “矢量三角形法则”更为重要、直接、 快捷。例题2难在角度的寻找，给本课“添乱”了。为了把课堂推到最出彩的颠峰，试讲是 必要的。张连辉：来到甘泉，感受颇深，教师语言亲切，一步步引导学生分析。可能时间分配上不很 合理。每个例题要告诉学生为什么选 A 点作为研究对象。学生在分析受力时，最好是他说 一个力，你在ppt上出现这个力这要先弄个程序。例题3的“F”应改为“T”。因为是 复习课，所以最后要讲几种方法归纳小结一下。“正交分解法”一闪就过去了
