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共点力的平衡教学设计 （2016/11/14 ） 会宁县第二中学 730799 【摘要】要研究机械运动， 就要对物体进行受力分析， 在受力分析时先选取研究对象，有时候选系统（求解系统受到的外力时用整体发） ，有时选单个物体（求解组成系统的物体之间的相互作用时用隔离法） 。 【关键词】 受力分析 物体的平衡 动态平衡问题 【教学目标】 掌握受力分析。 知道平衡状态 ,理解共点力作用下物体的平衡条件。 能解决简雄的平衡问题。 【知识对比】 知识点 初中 高中 受力分析 初中学习了简单的受力分析 高中突出受力分析的重要性 ，并讲到整体法与 隔离法 静态平衡 初中学习了二力平衡 多力平衡问题并涉及多种方法 动态平衡 初中未提及 动态平衡问题 【课时安排】 2 课时 【教学过程】 一、受力分析 【问题引入】 怎样对物体进行受力分析？ 【情景引入】 如图 6-1 所示，木块放在弹簧秤的托盘上，处于静止状态，木块受到几个力 的作用？ 木块受到重力作用，比较弹簧秤读数，有拉力作用弹簧秤读数变小，说明木块还受到拉力和支持力作用，由于木块处于静止状态，所以还受到水平向左的摩擦力作用，并且与拉力的水平分力平衡，如图 6-2 所示。 受力分析应遵循以下原则 由上可见，对物体受力分析应遵循以下原则： 1）研究对象选取以简单为原则，可以选质点、节点、物体、物体系统。 2）受力分析的顺序 :重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力。 3）受力分析的根据 :按各力产生的条件 (注意假设法的应用 )及实际受力情况分析。 4）画出受力分析图 :注意受力个数、作用点及方向。 5）物体的形状、体积可以忽略不计时或物体做平动时，把各力集中于重心; 当物体有转动或转动趋势时，不能将各力画在其重心上。 顺口溜： 场力一定有，弹力看四周，分析摩擦力。 【易错警示】 受力分析时既“施力”又 “受力”，易造成“漏力”或“多力” 。 【归纳总结】 受力分析的三个判断依据为：①从力的概念判断，寻找对应的施力物体； I ②从力的性质判断，寻找产生的原因； ③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态 ( 是静止、是匀速运动还 是有加速度 ) 。 ⑵受力分析的基本思路如下： (3)对于物体系统判断可用整体法与隔离法 整体法 隔离法 概念 将几个物体作为一个整体来分 将研究对象与周围物体 析的方法 分隔开的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体 研究系统内物体之间的 的作用力 相互作用力 注意问题 分析整体周围其他物体对整体 分析周围其他物体对它 的作用，而 不画整体内部物体 的作用力 间的相互作用 例题： 二、共点力作用下的物体的平衡 【问题导学】 共点力作用下的物体的平衡条件是什么？ 【情景引入】 在现实生活中，物体常常受到多个力的作用并且保持平衡 状态，如图 6-3 所示，气球悬在半空中，受到重力、绳子的拉力、 风的作用力和空气的浮力作 用，这几个力之间有什么样的关系 能让气球保持静止状态呢？ 为了解决这个问题，我们用下面的实验来总结。 【要点解读】 （1）将一方形薄木板平放在桌面上，并在板面上用图钉固定好白纸，将三个弹簧测力计的挂钩用细绳系在小铁环上如图 6-4 所示。 先将中两个弹簧测力计固定在图板上，再沿某一方向拉着第三个弹簧测力计。当铁环平衡时，分別记下弹簧测力计的示数 F1，F2，F3 , 和它们的方向，并 按各个力的大小和方向作出力的图示。 （3）按平行四边形定则作出 F1 ，F2 的合力 F12, 比较 F12 和 F3，如图 6-4(b) 所 示 ( 或合成 F2 ，F3 ，作出 F23，比较 F23 与 F1). 由此，找出三个力 F1，F2，F3, 的关系。通过这个实验，你认为三个共点力平衡的条件应当是什么？ 上述实验探究中，我们得到了三个共点力平衡的条件是 :F 合 =0。 那么，若是四个共点力、 五个共点力 其平衡条件又是怎样的呢？你不妨 运用力的合成法，将多个共点力的平衡转化为二力平衡进行分析。结论依然是 F 合 =0。 【易错警示】 正确区分“静止”和“ v=0”。物体处于静止状态时， v= 0，a=0 是平衡状态 ; 但是，当 v= 0 时，物体不一定处于平衡状态，如自由落体运动初始状态或竖直 上抛运动物体到达最高点时 v= 0 ，但以 a=g，不是平衡状态。 【归纳总结】 物体在共点力作用下处于平衡状态 ( 静止或匀速直线运动状态 ) 的条件是合力为零，即 F 合=0。 解决的方法常有 : 正交分解法、解三角形法、图像法、相似三角形法等。 物体受 3 个或 3 个以上的共点力作用时， 常用正交分解法， 力的正交分解优点在于：其一，借助数学中三角坐标系（ x,y ）对力进行描述 ; 其二，几何图形关系简单，是直角三角形，计算简便。 【难点辨