平衡條件的應用導學案
平衡條件的應用導學案
本章講述有關力的基本知識，包括了以后學習的動力學和靜力學所必須的預備知識，基礎性和預備性仍然是本章的特點。
力學平衡狀態是比較常見的力學狀態，研究物體力學平衡狀態的種類，保持平衡狀態的條件，是本章的主要任務。物體的力學狀態與物體的受力情況緊密聯系。研究物體的平衡狀態，歸根結底就是研究物體的受力情況、研究物體保持平衡狀態的受力條件。
力的平衡要有正確的思路：首先確定研究對象，其次是正確分析物體的受力，然后根據平衡條件列方程求解。對于比較簡單的問題，可以用直角三角形的知識求解，對于不成直角的受力問題可以用正交分解方法求解。
[設計]
目標 ：
1.能用共點力的平衡條件，解決有關力的平衡問題；
2.進一步學習受力分析，正交分解等方法。
3.學會使用共點力平衡條件解決共點力作用下物體平衡的思路和方法，培養靈活分析和解決問題的能力。
教學重點：
共點力平衡條件的應用。
教學難點：
受力分析，正交分解法，共點力平衡條件的應用。
教學方法：
以題引法，講練法，啟發誘導，歸納法。
課時安排：1~2課時
[教學過程]：
解共點力平衡問題的一般步驟：
一、復習導入：
復習
（1）如果一個物體能夠保持 靜止或 勻速直線運動，我們就說物體處于平衡狀態。
（2）當物體處于平衡狀態時
a：物體所受各個力的合力等于 0 ，這就是物體在共點力作用下的平衡條件。
b：它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關系是 大小相等，方向相反 ，作用在一條直線上 。
教師歸納：
平衡狀態: 勻速直線運動狀態，或保持靜止狀態。
平衡條件: 在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零。即
F合＝0
以力的作用點為坐標原點,建立直角坐標系,則平衡條件又可表示為:
Fx＝0 Fy＝0
二 、新課教學：
例題1
如圖，一物塊靜止在傾角為37°的斜面上，物塊的重力為20N，請分析物塊受力并求其大小．
分析：物塊受豎直向下的重力 G，斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力 N，斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力 f．
解：方法1——用合成法
（1）合成支持力 N和靜摩擦力 f，其合力的方向豎直向上，大小與物塊重力大小相等；
（2）合成重力 G和支持力 N，其合力的方向沿斜面向下，大小與斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力 f的大小相等；
（3）合成斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力 f和重力G，其合力的方向垂直斜面向下，大小與斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力N的大小相等．
合成法的講解要注意合力的方向的確定是唯一的，這有共點力平衡條件決定，關于這一點一定要與學生共同分析說明清楚．（三力平衡：任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反）
方法2——用分解法
理論上物塊受的每一個力都可分解，但實際解題時要根據實際受力情況來確定分解哪個力(被確定分解的力所分解的力大小方向要明確簡單易于計算)，本題正交分解物塊所受的重力 ，利用平衡條件 ， ，列方程較為簡便．
（為了學生能真正掌握物體的受力分析能力，要求學生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定數量的訓練．）
總結：解共點力平衡問題的一般步驟：
1、選取研究對象。
2、對所選取的研究對象進行受力分析，并畫出受力圖。
3、對研究對象所受力進行處理，選擇適當的方法：合成法、分解法、正交分解法等。
4、建立適當的平衡方程。
5、對方程求解，必要時需要進行討論。
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