教案---共点力的平衡条件
共点力作用下物体的平衡
知识与技能
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 过程与方法
1. 培养学生的分析推理能力和实验观察能力 2. 培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力 情感态度与价值观
1. 渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题
2. 培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神 教学重点：共点力作用下物体的平衡条件及应用 教学难点：共点力平衡条件的应用 教具准备：多媒体教学设备等 课时安排：1 教学过程 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?本节课我们就来学习共点力的平衡条件。 新课教学
(一)知识准备
1.复习共点力的概念，做探究一
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 探究
一、画出下列静止的物体所受的力，并且判断是不是共点力
(1)小球所受的力 (2)木块所受的力
1 2.什么是平衡状态?
师生讨论后总结：如果一个物体在共点力的作用下保持静止状态或做匀速直线运动的状态，我们就说这个物体处于平衡状态。
(二)实验探讨共点力平衡的条件
1、从运动学角度分析 加速度为零(从概念中得出) 平衡状态是指速度为零的状态吗?
不是，例如竖直上抛运动的最高点，虽然速度为零，但加速度不为零，不是平衡状态。
2、从力的角度分析
物体受到两个力作用下而处于平衡时，这两个力等大、反向、共线，合力为零;
物体受三个力作用而处于平衡时，任意两个力可用一个力来代替(化成二力平衡)，这三个力的合力为零;
物体受三个以上力的作用时，都可以得出相同的结论，合力为零。 大量的实验证明也是这样
可见“合力为0”就是物体平衡的条件
F合=0或Fx合=0 且Fy合=0，(其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力)
(三)共点力平衡条件的应用
例1：沿光滑的墙壁用把一个小球挂在A点，足球的质量为1Kg，.小球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为30.求悬绳对球的拉力T和墙壁对球的支持力F.(g取10m/s 思考：1 本题中选哪个物体为研究对象? 2 分析你选择的研究对象的受力情况， 总结：
1、物体受三个力的作用
B A 0
2、既可以求出任意两个力的合力(合成法)，也可以将其中一个力分解(分解法)进行求解
3、感受合成法与分解法的区别
物体如果受更多的力呢?用什么方法解决呢?
2 例2：如图所示，一个质量为m的物体，在一与水平方向成θ角斜向上的力F作用下沿水平面匀速运动，求水平面对物体的弹力和摩擦力。
总结：物体受三个以上力作用时，最好利用正交分解法 解决平衡问题的一般步骤
1.共点力平衡的条件为物体受合力为0 2.求解共点力作用下平衡问题的步骤 (1)确定研究对象
(2)对研究对象进行受力分析，并画受力图;
(3)据物体的受力和已知条件，选用力的合成、分解、正交分解法，确定解题方法;
(4)解方程，进行讨论和计算 课后练习
如图所示：重为G=10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为=30的光滑斜面上，已知
o
F 挡板也是光滑的，求：
(1)挡板对小球弹力的大小;
(2)斜面对小球弹力的大小。 课堂小结及作业布置
《共点力作用下物体的平衡》说课稿
马荣光
一、 说教材
这一章是在牛顿运动定律之后，所以教学中可以将物体在共点力作用下的平衡条件(合力为零)当作牛顿第二定律的特例来处理，因为共点力作用下的物体一般可视为质点，这样得出平衡条件比较简捷，同前一章的联系较为紧密。但在教学中就注意学生中可能存在的“处于平衡状态的物体肯定是静止的”的错误认识，为了全面认识物体的平衡，教材在例题的安排上注意了这一点。
二、 说教学目标
知识目标
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。 能力目标：
通过观察三个共点力平衡的演示实验，推出共点力作用下物体的平衡条件，培养学生的观察能力，分析推理能力。 德育目标
通过共点力平衡条件的得出过程，培养学生理论联系实际的观点。
三、 说教学重、难点
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。
四、说教学方法及教学用具
教学方法：实验法、归纳法、讲练法
教学用具：演示物体一个，弹簧秤三个
五、说教学过程
(一)、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。
(二)、新课教学
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：请三位同学把三个弹簧秤的挂钩挂到同一个物体，分别向三个方向弹簧秤，记下弹簧秤的示数和方向。
注意：用力不能太大，以免超出弹性限度。
b：请同学们按各力的大小和方向作出力的图示，根据力的平行四边形法则，求出三个力的合力。
c：请几位同学说明作图得到的结果：
这三个力的合力为零(在误差范围内);
任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
(四)、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
(五)、作业
一个物体受到五个共点力F
1、F
2、F
3、F
4、F5的作用，处于平平衡。
1：如果将F3撤去，而其他力保持不变，则F
1、F
2、F
4、F5的合力是多大?方向如何?
2：如果将F
2、F5两个力撤去，而其余力保持不变，则F
1、F
3、F4的合力在什么范围内?
知识目标
1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态.
2、掌握共点力的平衡条件.
3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题. 能力目标
1、培养学生应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力.
2、培养学生全面分析问题的能力和推理能力. 情感目标
1、教会学生用辨证观点看问题，体会团结协助.
典型例题
关于斜面物体的摩擦力的两种分析方法以及拓展
例1 如图，一物块静止在倾角为37°的斜面上，物块的重力为20n，请分析物块受力并求其大小.
分析：物块受竖直向下的重力 ，斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 ，斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 . 解：
1、方法1——用合成法
(1)合成支持力 和静摩擦力 ，其合力的方向竖直向上，大小与物块重力大小相等;
(2)合成重力 和支持力 ，其合力的方向沿斜面向下，大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 的大小相等;
(3)合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 和重力 ，其合力的方向垂直斜面向下，大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 的大小相等.
合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的，这有共点力平衡条件决定，关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚.
2、方法2——用分解法
理论上物块受的每一个力都可分解，但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算)，本题正交分解物块所受的重力 ，利用平衡条件 ， ，列方程较为简便.
为了学生能真正掌握物体的受力分析能力，要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定数量的训练.
方法2的拓展1： 一物块静止在倾角为 的斜面上，物块的重力为 ，请分析物块受力并分析当倾角 慢慢减小到零的过程其大小的变化情况.
解：依题意 用分解法将物块受的重力 正交分解，利用 ， 的平衡条件，得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 的大小为 ，
斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 的大小 .
物块受的重力 是不变的(关于这一点学生非常清楚)，根据数学的知识的分析可以知道当倾角 慢慢减小到零的过程，
逐渐增大，最后等于物块的重力 ;
逐渐减小，最后等于零.
适当的时候，提醒学生分析的方法和结论;提醒学生极限法的应用，即倾角 等于零时的极限情况下分析题目.
方法2的拓展2：一物块放在倾角为 的斜面上，物块的重力为 ，斜面与物块的动摩擦因数为 ，请分析物块受力的方向并分析当倾角 慢慢由零增大到90°的过程，物块对斜面的压力受到的摩擦力其大小的变化情况.
分析物块受力： 时，只受两个力重力 和斜面给的支持力 ，此时没有摩擦力;
时，物块只受一个力，物块的重力 .(此亦为极限法处理).
借此，和学生一起分析，可知物块的运动状态是变化的，既开始时物块静止在斜面上，这时物块受三个力.
物块的重力 ，斜面给物块的支持力
