物体的平衡小结
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共点力作用下物体平衡教案教学目标一、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.二、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.三、情感目标1、教会学生用辨证观点看问题,体会团结协助.教学建议教材分析1、通过实际(生产生活中)的例子来说明怎样的状态是平衡状态,使学生全面理解平衡状态——静止或匀速直线运动.2、共点力作用下物体的平衡条件在实际中的应用,是本节课教学的重点.对于不同类型的平衡问题,如何依据平衡条件建立方程,对于学生来说是学习中的难点.(平衡系统中取一个物体为研究对象,即隔离体法处理;取二以上物体为研究对象,即整体法处理.建立方程时可利用矢量三角形法或多边形法的合成和正交分解法来处理.)教法建议1、本节例题的教学重在引导学生学习分析方法.由于学生已经掌握了动力学问题的一般分析方法,教学时可先回顾动力学问题的分析方法,然后引导学生迁移到静力学问题中去.2、本节例题代表了两种典型的静力学问题.建议教学中引导学生做出小结.教学设计方案第一节共点力作用下物体的平衡一、平衡状态如果物体保持静止或者做匀速直线运动,则这个物体处于平衡状态.由此可见,平衡状态分两种情况:一种是静态平衡状态,此时,物体运动的速度,物体的加速度 ;另一种是动态平衡,此时,物体运动的速度,物体的加速度 .注意:1、物体的瞬时速度为零时,物体不一定处于平衡状态.例如,将物体竖直上抛,物体上升到最高点时,其瞬时速度,但物体并不能保持静止状态,物体在重力作用下将向下运动,由牛顿第二定律可得,物体此时的加速度,只有当物体能保持静止状态即其加速度也为零,物体才是处于静平衡状态.2、物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小,即要多小有多小,故可认为其移动速度趋于零,因此,习题中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态.二、共点力如果几个力的作用点相同,或作用线(或反向延长线)交于一点,这几个力就叫做共点力.三、共点力的平衡条件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,因此,在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即 .解题的基本思路和方法:解物体的平衡问题的程序是:确定平衡体,作出受力图,正交分解好,定向列方程.第一步确定研究对象,根据题意将处于平衡状态的物体或结点作为研究对象,通常用隔离体法将确定的研究对象从它所处的环境中隔离出来.但有时要将研究对象连同它的关联物一起作为研究系统(整体法),反而运算方便,请注意研究下文将要给出的例题.第二步进行受力分析,作出研究对象的受力图.这一步是解题成败之关键,务必细致周到,不多不漏.(判断分析的力是不是正确,可用假定拆除法和条件法来处理)第三步建立坐标系或规定正方向.如何建立合适的坐标系,要看问题的已知量、未知量而定.原则是要使力与坐标轴的夹角简单而明确,这样可使方程明快.坐标设置不当,会引起需要使用三角中的和差化积、半角倍角公式等运算工具,使计算大为繁冗.一般选未知量的方向为坐标系的正方向为宜,建立坐标系后,把不在坐标轴上的力用正交分解法分解到坐标轴上,并画出其分力的准确图示备用.第四步根据物体平衡的充要条件列出平衡方程组,运算求解.对结论进行评估.必要时对结论进行讨论.探究活动重心与平衡活动内容:探讨重心与平衡的知识在实际生活中的应用.活动目的:1、了解考虑物体重心的意义,知道找物体重心的方法.2、了解物体的平衡状态、平衡位置.知道不同平衡位置的稳定性不同,稳定性与重心的关系及在生活中的实际应用.3、激发学生爱科学、学科学的兴趣;培养运用物理知识,分析、解决实际问题的能力.活动准备:长方形的塑料尺、心形卡片、中空的管子(圆环)、烟盒、奶瓶、细竹竿、硬币、梯形皮包、支架及茶杯、走索演员在一根高空钢丝上表演的投影片,在绳索上驾驶摩托车下挂载人“车厢”的投影片.活动过程:科学讲座,并进行讨论与思考①你能回答老师给你提出的问题吗?②你觉得重心和平衡的知识在生活中的应用广泛吗?你能举出实例吗?物理学中的其它知识呢?1、分析确定重心的问题重心是重力在物体上的作用点也就是物体各部分所受重力的合力的作用点.为什么要考虑物体的重心呢?当我们希望一个物体保持平衡时,就要用到重心的概念.例如,这里有一把尺子,为了把尺子支撑住,有一个办法就是把它放在桌子上.这时,桌子向尺子的各个部分都施加了支撑力,但是尺子的重力也可以被看作只作用在重心上.我们可以把一个手指尖放在尺子重心的下面,这时,仅仅支在一个点上就能把尺子支撑起来.你可以用手指尖按照上述办法使尺子保持平衡.下面,我们将用平衡点作为重心的别名.①你可以用实验的方法来寻找尺子的平衡点.首先,把尺子放在互相隔开的两个食指尖上.然后,慢慢地让两个手指向一起靠拢,方法是先移动一个手指,再移动另一个手指.最后,这两个食指将在尺子的中点处靠在一块.于是,平衡点就是尺子的中点.就是那些非均匀物体,也可以用这种滑动手指的方法找到它们的平衡点.你可以采用同样的方法,试着找出铅笔、钢笔和高尔夫球棒的重心.你将会很容易地找到这些物体的平衡点.但是,在这些情况下手指每次应向前移动多少,可能估计得不很恰当.你可以先用一把扫帚试着估计一下,然后再进行实验.②寻找不规则形状物的重心,还有一种方法可供使用.如寻找一个心形卡片重心的方法是用两个手指轻轻地把心形卡片捏起来,卡片就会前后摆动起来,最终它将静止下来.当卡片静止后,通过手捏卡片的那个点在卡片上画一条铅垂线.用手指在另外一点(这点不应在刚才画的那条铅垂线上)把卡片捏起来,待卡片静止后,再画一条铅垂线.这两条线相交的那一点,就是心形卡片的重心或平衡点.当你把手指支在这一点的下面,就可以把卡片平衡地支撑起来.③任何物体都有一个重心.人的重心大约是在肚脐的后面、身体的中心处.假设让一个人躺在跷跷板上,让他的肚脐恰好在跷跷板支撑点的上方,这样,人体通常能够达到平衡,跷跷板的两端都将不接触地面.④一段中空的管子,重心位于管的空心内,而不是在制作这管子的材料(管壁)上.这是与重心的定义相符合的.重心不一定要位于物体内.如果你试着使一段管子或圆环达到平衡,你可以用手指支撑它们的外侧,这是一种不稳定的平衡状态.如果一段管子处于竖直状态或圆环是处在水平状态(即它们的圆形截面处在水平面内),又要用一个手指支撑它们,就必须用一块硬纸板托在圆环(或管子)下面,再用手指支在纸板上即可.任何物体的形状和物质结构的改变,都可以使它的重心发生移动.当我们把尺子从一端削掉一段之后,尺子余下部分的重心,就移动到新的位置了.与此相似,如果在尺子的一端粘上一团油灰,尺子也有一个新的平衡点.试问,平衡点是朝油灰移动,还是朝相反方向移动?2、探讨物体平衡的问题对于一个物体来说,当共点力的合力为零时,我们就说该物体是处于平衡状态.①例如在地板上放着电冰箱、电冰箱受到重力和支持力的合力为零,我就说,电冰箱是处于平衡状态.在地面上的任何静止的物体,都是处于平衡状态.②桌面上的某个物体,在外力作用下作变速运动,这物体便不是处于平衡状态.在这种情况下,重力方向仍然是与支持力的方向相反,但是使物体作变速运动的外力却是水平方向的.③根据物体形状的不同,各种物体可以有一个或更多个平衡位置.让我们把一枚硬币放在水平的桌面上,它有两种平衡位置:让硬币的某个平面接触桌面,这是一种平衡位置,把硬币立起来,让它的侧面接触桌面,这是另一种平衡位置.请注意,硬币有两个平面,我们把它们看作是一种平衡位置;让硬币的侧面接触桌面,使它达到平衡,这种平衡位置可以有无数种情况,但我们都把它们看成是一种平衡位置.我们再以烟盒为例,说明怎样分析物体的平衡位置.把烟盒放在水平的桌面上,它有三种平衡位置:一种平衡位置是让烟盒底面(或者顶面)接触桌面;第二种平衡位置是让烟盒后面(或者前面)接触桌面;第三种平衡位置是让烟盒的一个端面(或者另一个端面)接触桌面.你能举出一个具有四种平衡位置的物体来吗?④假设某个物体处于非平衡位置,当人们把它放开以后,它将朝着平衡位置运动.让我们手持一个烟盒,在桌子上方将烟盒松开,它将落在桌面上,并将迅速地静立在烟盒的某个面上.当我们做这个实验时,你怎样放开烟盒是没有关系的;不管你是在怎样的状态下放开烟盒,它总是要达到某个平衡位置.我们还可以手执一枚硬币将它放下,硬币落到桌面上以后,也会达到它的某一平衡状态.⑤并非所有的平衡位置都相同,各种平衡位置之间的差异,是它们的稳定性不同.3、讲解稳定平衡问题①迫使一物体产生一个很小的位置移动或运动,在引起一阵摆动以后,它最终将回到原来的平衡位置,这物体便处于稳定平衡状态.桌上放着一个直立的奶瓶,当我们轻轻地推一下瓶的颈部,它便会前后摆动,但最终将回到原来的直立位置.②与稳定平衡相对立的是不稳定平衡.如果使物体产生一个很小的位置移动或运动,它未能引起摆动,则该物体处于不稳平衡状态.随之而来的,是这物体将发生运动,到达另一个平衡位置.例如,一枚硬币,当它的平面接触桌面时,要比它的周边接触桌面有较好的稳定性.当你极其轻微地碰一下硬币时,它将前后摆动,但最后硬币仍回到原来的平衡位置.当然,如果你用大一点的力碰它,它将会翻倒,变成硬币平面接触桌面.假设你现在使一根针或一根细竹竿直立,并可能使它达到平衡,这时,它是处在不稳平衡位置.当我们给它施加一个极微弱的力时,这根针或细竹竿将会倒下来,达到整个长度都接触地面的新的平衡状态.③哪些因素决定了物体的稳定程度呢?一个因素是支持面的大小.当支持面大时,平衡的稳定性也增大.例如,一个长方体的桶,当它放倒时,比它直立时的稳定性要好.再举一个例子,有一种冰淇淋盒是圆锥形的,当盒里没有装入冰淇淋时,我们将杯口朝下放在桌上,这时它的稳定性较好;但如果将它锥体的尖端朝下放置,冰淇淋盒的稳定性则很差.实际上,如果圆锥体的尖端朝下而且达到平衡,它是处于不稳平衡状态,这正像任何其它物体平衡于一个点或一个角上,也都属于不稳平衡状态.④决定物体稳定性的另一个因素是重心相对于支持面(或支持点)的位置.一个物体,它的重心越低、越是接近支持面,则稳定性越好.我们可举这样一个例子,一个普通梯形皮包,倒放时比正放时的重心位置要高.试问:在这种情况下,重心各在哪里?近年来的赛车,为了降低所使用的赛车的重心高度,制造出了更加低矮的“低悬挂”型赛车.对于低悬挂型的赛车来说,由于以下的各种原因可能造成的翻车事故,是不大容易发生的:赛车在侧向气流作用下而翻车;在和其它车碰撞后而翻车;以及赛车本身由于某种原因而产生了横滑所造成的翻车.换句话说,由于低悬挂型赛车在正常行驶状态时重心极低,要把它弄翻,从正常的平衡状态,翻到车的侧面着地或车的顶面着地的另一个平衡状态,是不太容易的.⑤假设一个物体的重心是在物体支持面的底下,那么,这个物体的稳定性是很强的.把一个茶杯吊挂在钩子上,如上图所示.就是稳定平衡的一例.如果你把这茶杯推一下,也不管你是怎样推法,那么最终这茶杯必然要恢复到原来的稳定平衡状态上.走索演员在一根高空钢丝上表演的时候,重心总是在支持面上的,而支持面又很小,怎样保持稳定性呢?它是通过调整姿态,使重心总是在支持面的正上方而保持平衡的.一般的走索演员在表演时要手持一根长长的平衡杆,主要通过调整平衡杆的位置来调整整体重心的位置,以保持平衡.有经验的演员,则可以不要平衡杆,通过自己的身体姿态进行调整,而使身体的重心保持在钢丝绳的正上方.共点力作用下物体平衡教学反思《共点力平衡条件应用》是教科版必修一第四章的重点内容,是动力学的基础,特别是受力分析的方法是连接运动和力的重要环节。
⏹【教师】布置课前任务,和学生负责人取得联系,让其提醒同学通过或其他学习软件,完成课前任务请大家扫码观看“影响物体平衡的条件”视频,并预习本节课所学知识。
影响物体平衡的条件⏹【学生】完成课前任务来看,上述物体分别处于什么状态?⏹【学生】思考、举手回答传授新知(24 min)⏹【教师】通过学生的回答引入要讲的知识⏹知识点共点力作用下物体的平衡状态❖【教师】讲解共点力作用下物体的平衡状态物体在共点力的作用下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。
❖【学生】聆听、理解⏹知识点共点力作用下物体的平衡条件❖【教师】讲解两个力作用下物体的平衡与三个力作用下物体的平衡【课堂问答】❖【教师】提出问题:质量为2 kg的物体放在水平桌面上,该物体受到哪几个力的作用?所受力的大小和方向如何?能称该物体处于平衡状态吗?❖【学生】聆听、思考、回答❖【教师】总结学生的回答,提出二力平衡的概念两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,它们的合力为零,即为二力平衡。
【课堂互动】❖【教师】提出任务:请三位同学把三个弹簧测力计的挂钩分别通过细线挂到同一轻环上,同时向三个方向拉弹簧测力计,记下弹簧测力计的读数和方向(与水平或者竖直线的夹角)。
然后按各力的大小和方向画出力的图示,再根据力的平行四边形定则求出任意两个力的合力,并将通过教师的讲解和演示,使学生理解物体的共力点平衡与转动轴下平衡的分析、在具体问题中会进行力的平衡分析这个合力与第三个力进行比较。
❖【学生】按照要求实验、记录数据、进行对比物体在三个力的作用下保持平衡时,任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。
综上所述,共点力作用下物体的平衡条件为:物体所受合外力为零。
❖【学生】聆听、理解、记笔记⏹ 知识点 转动平衡❖【教师】提出转动平衡的概念一个有固定转动轴的物体,在力的作用下如果保持静止或匀速转动,我们称这个物体处于转动平衡状态。
大班科学活动优质教案《平衡》一、教学内容《平衡》是幼儿园大班科学活动的主题,主要围绕物理科学中的平衡原理展开。
教学内容取自教材《幼儿园科学探究活动》第四章《力和运动》第三节《平衡与倾斜》。
详细内容包括:理解平衡的概念,探索不同物体的平衡点,感受平衡在生活中的应用。
二、教学目标1. 让幼儿了解平衡的概念,认识到平衡现象在生活中的普遍性。
2. 培养幼儿观察、思考和动手操作能力,提高解决问题的能力。
3. 培养幼儿合作、分享的良好品质,激发对科学活动的兴趣。
三、教学难点与重点教学难点:理解平衡的概念,探索不同物体的平衡点。
教学重点:培养幼儿观察、思考和动手操作能力,提高解决问题的能力。
四、教具与学具准备教具:平衡木、不倒翁、天平、积木、小球等。
学具:画纸、彩笔、剪刀、胶水、尺子等。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)教师带领幼儿玩平衡木游戏,让幼儿亲身体验平衡现象。
2. 例题讲解(10分钟)教师通过展示平衡木、不倒翁等物品,引导幼儿观察并讨论它们保持平衡的原理。
3. 随堂练习(10分钟)幼儿分组进行实验,尝试使用积木、小球等物品探索平衡点。
4. 课堂小结(5分钟)5. 创作环节(10分钟)幼儿根据实验结果,利用画纸、彩笔等学具,创作一幅关于平衡的画。
6. 展示与分享(5分钟)每组幼儿展示自己的作品,分享创作过程中的收获。
教师对每组幼儿的表现进行评价,强调合作、分享的重要性。
六、板书设计1. 板书《平衡》2. 内容:平衡的概念平衡现象在生活中的应用实验结果及创作展示七、作业设计1. 作业题目:寻找生活中的平衡现象,并与家人分享。
2. 答案:略。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:引导幼儿关注生活中的平衡现象,激发对科学的好奇心。
鼓励幼儿尝试用身边的物品制作平衡玩具,进一步探索平衡的奥秘。
重点和难点解析:1. 教学难点与重点的设置2. 实践情景引入的设计3. 例题讲解的深度和趣味性4. 随堂练习的互动性和指导性5. 创作环节的启发性和操作性6. 作业设计的实践性和拓展性详细补充和说明:一、教学难点与重点的设置(1)理解平衡的概念:平衡对于幼儿来说是一个抽象的概念,需要通过具体的实例和操作来帮助他们理解。
二、利用任务卡充分在各种宽窄不同的物体上行走,再次感知平衡感
1.介绍任务卡
过渡语:今天我们要带着任务在中庭游
戏,请小朋友们先仔细看一看这张任务卡,上面有什么?
2.交代规则
过渡语:想要完成卡上的任务,规则要求可要听清楚哦:
(1)根据单子上物体的照片在中庭里找一找。
(2)找到后请在上面走一走,玩一玩。
(3)玩过以后,请你给这些物体排排序,哪个走起来最难保持平衡,可以给五颗星,哪个走起来很容易,可以给一颗星。
3.自由游戏,自主记录
过渡语:听清楚要求的小朋友可以带着自己的任务卡去试一试啦。
小结:游戏时间到,请大家带着你们的记录板回到位置上吧!星星、卡片
数量的不一
样
根据幼儿现场
的互动及时跟
进、追问。
渗透规则意
识,关注幼儿
的科学品质,
关注幼儿的游
戏行为以及操
作的思维过程
三、交流分享,发现影响平衡的因素以及保持平衡的方法
过渡语:孩子们,刚刚你们都去体验过了,先和边上的朋友说一说你的发现、你的记录。
1.相互交流
2.个别分享
3.请孩子上来帮助大家进行记录
小结:小朋友们说了很多感受和想法,在越宽、平整、低矮的物体上走很容易保持平衡,在越窄、活动的、圆形的物体上走越难保持平衡。
竹竿难,因为
细细的,圆圆
的,滑滑的。
木板容易,因
为扁扁的,宽
宽的。
根据现场情况
抓取资源分
享。
帮助幼儿
归纳整理关于
平衡的影响因
素以及可以保
持平衡的方
法。
大班科学领域《平衡大师》一、活动目标:1.幼儿寻找使用不同物体保持平衡的方法,体验物体平衡点变化的奥秘。
2.幼儿乐于与同伴共同探究,享受科学小实验的乐趣。
二、活动准备:PPT、材料准备三、导入环节★观看中国传统杂技视频教师:这个视频精彩不精彩啊,这就是我们中国的传统杂技--顶缸,把缸放在手上稳稳地举起来,让它保持平衡,就会发生什么神奇的事情啊(缸子就像有了魔法一样,怎么也掉不下去了)叔叔真是一位厉害的魔法大师呢!那叔叔都用了身体的哪些部位来顶缸啊?幼儿:用手教师:用手模仿--“像这样一样”幼儿:顶到了头上教师:哇~好厉害呀、四、活动过程教师:那小朋友,你们想不想也和这位叔叔一样做一位平衡大师啊?(幼儿:想)老师啊给大家准备了一些材料,你们也试着用身体的不同部位顶顶看,开始吧!(身体探索玩法)★自主游戏----森林大冒险教师:“小朋友们的奇思妙想可真多!接下来请小朋友们选择身体的一个部位顶好物品,我们出发去冒险,成为一个平衡大师吧!”(体验玩法)探索生活中还有哪些关于平衡的新发现。
(天平、跷跷板、桌面积木)1、幼儿分享感受2、教师小结:每个物体都有一个神奇的平衡点,利用这个点,就可以让物体保持平衡了。
★探究平衡的秘密教师:要想成为平衡大师,不仅要让身体保持平衡哦,老师呀还给小朋友们准备了三种材料(第一种是:铅笔第二种是:马克笔第三种是碳化积木)请小朋友分别用这三种材料来顶图形宝宝,看一看哪种材料更容易找到平衡点,找到平衡点就用红笔做好记号,一会请小朋友来说说你的发现,现在让我们继续探究关于平衡的秘密吧!1、自主探索2、幼儿分享(请幼儿上前来分享他的发现与经验,教师进行小结)★图片欣赏-让幼儿感受不同物体可以通过平衡点来组合到一起操作材料:高塔大比拼小朋友们发现了好多关于平衡的秘密,接下来就用你们学过的知识来进行一个高塔大比拼的游戏吧,在规定的时间里哪组堆得最高即为获胜。
1、幼儿分享经验2、教师总结:通过小朋友们的探索与尝试,发现了只要找到物体的平衡点,无论怎样拼搭摆放,都可以保持平衡。
物体的平衡与力矩知识点总结物体的平衡是物理学中的基本概念之一,在力学中有着重要的应用。
当一个物体处于平衡状态时,它的受力和力矩之和为零,达到力学平衡。
本文将从力矩的概念、平衡条件和应用角度对物体的平衡与力矩进行总结。
一、力矩的概念与计算方法力矩是描述力的作用效果的物理量,它有大小和方向之分。
力矩的大小由力的大小和力臂(或力臂的长度)共同决定。
力臂指力矢量作用点到转轴的垂直距离。
力矩的计算公式为:力矩 = 力的大小 ×力臂的大小。
二、平衡条件平衡条件是物体达到力学平衡的必要条件,它包括平衡力和平衡力矩两个方面。
1. 平衡力平衡力是指物体受到的各个方向的力之和为零。
对于平衡力来说,物体可以是静止的,也可以是匀速匀速度运动的状态。
平衡力的计算需要考虑力的合成与分解,确保各个方向力的合力为零。
2. 平衡力矩平衡力矩是指物体受到的力矩之和为零,即所有力矩的代数和为零。
平衡力矩可以从两个方向考虑:顺时针和逆时针。
当顺时针力矩和逆时针力矩相等时,物体达到力学平衡状态。
三、平衡与力矩的应用物体的平衡与力矩理论在实际生活中有着广泛的应用,以下是几个常见的应用场景:1. 杠杆原理杠杆原理是关于力矩的重要应用之一。
当一个杠杆系统处于平衡状态时,根据平衡条件,可以求解杠杆两端的力大小和方向。
这在很多机械装置中有着重要的应用,例如门铃、刨花刀等。
2. 天平原理天平是由杠杆原理发展而来的测量重量的仪器。
通过将物体放在天平的两端,通过调整另一侧的标准物体,可以测量出物体的重量。
基于平衡与力矩的原理,天平被广泛应用于实验室、厨房等场合。
3. 悬挂物体的平衡当悬挂一个物体时,为了保持平衡,需要考虑到重力和物体自身的力矩。
根据平衡条件,可以调整悬挂点的位置和物体的角度,以保持平衡。
这在吊车、吊钩等机械设备中被广泛应用。
四、小结物体的平衡与力矩是力学中重要的概念和原理。
力矩作为描述力的作用效果的物理量,在研究物体平衡时起着关键作用。
《共点力作用下物体的平衡》说课稿教材分析本节课是人教版高一物理上册必修第一册(2019部编版)第三章第五节内容,本节内容在本册书的编写中由原教科书中牛顿第二定律应用的特例,变为一个独立的知识点,放在牛顿第二定律之前学习,并且作为本章的一个重点,是高中物理的重难点,也是高考的常考部分。
本节综合了前面重力、弹力、摩擦力和力的合成与分解等知识,又有学生在初中阶段对平衡问题的初步了解,学生在学习共点力平衡的过程中,所形成的一些科学思维方法,将为后面学习和应用牛顿第二定律带来帮助,有利于循序渐进地形成运动与相互作用的观念,所以本节内容对本册书的学习有承上启下的作用。
教学目标1、知道什么是共点力。
2、在二力平衡基础上,经过科学推理,得出共点力平衡的条件:物体所受合力为0。
3、会用共点力平衡条件,分析生活和生产中的实际问题,体会物理学知识的实际应用价值。
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。
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,弹簧秤三个教学课程设计(一)、问题引入:本节的“问题”栏目呈现了木棒四种受力情况进行分类,可以分为平行力和共点力两类。
知道木棒受力的延长线可以交于一点的为共点力。
其实,学生对平行力应该有感性认识,但需啊老师启发点拨,初中的天平便是在平行力作用下的物体平衡。
在回答问题时,学生只能凭事实经验进行分类。
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。
(二)、新课教学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。
物体的平衡一.复习目标:1.能够熟练应用平衡条件对平衡状态的物体受力分析运算处理。
2.掌握受力分析运算处理的过程、熟练运用整体法、隔离法掌握正交分解法等分析处理方法。
3.通过学生对实际问题的处理,进一步培养其学习物理的兴趣,为以后较复杂的受力分析建立信心。
二.复习重难点:1.重点:平衡条件的应用及正交分解法对力进行运算和处理。
2.难点:整体法受力分析及动态平衡问题的分析。
三.复习方法:讲授法、自主复习法、讨论法、练习法等。
四.课时安排:2课时五.复习过程第一课时1.请同学们自主复习共点力和平面共点力、平衡状态等基本概念。
2.平面共点力作用下物体的平衡条件F 合=0或者分量式方程组0xF=∑且0yF=∑3.物体受力分析的一般步骤 1)确立研究对象的方法 a) 整体法 b) 隔离法 2)对物体受力分析作受力示意图a)受力分析按程序进行(不至于多力,漏力)先重力、再弹力、摩擦力,最后分析其它场力b)弄清楚哪些力(大小、方向)是已知的?未知的?特别是各力的方向如何?3)对这些力进行运算处理、列方程、求解讨论a)方法:平行四边形法、矢量三角形法及正交分解法。
b)正交分解法是对多个力进行运算、处理的常用方法。
沿坐标轴的两个方向上分别处理。
3.例题解析例1:如图(1)所示,重为G=100N 的物体M 的作用下始终处于静止状态,且轻绳AO 60°,试回答下列问题:(1)作出物体M 受力的示意图,求出两拉力的大小。
(2)若物体的重量缓慢增大,两轻绳中的拉力大小的比值是否变化?(3)若轻绳AO与BO所承受的拉力的最大值分别为100N和80N,则O点所悬挂的物体的重量不能超过多少?图(2)例2:如图(2) 力F A.天花板与木块间的弹力可能为零 B.天花板对木块的摩擦力可能为零C.推力F 逐渐增大的过程中,木块将始终保持静止D.木块受天花板的摩擦力随推力F 的增大而变化例3:如图(3)所示,质量分别为m1 和m2的A 、B 两物体与绳子和弹簧连接。
《有趣的平衡》教案《有趣的平衡》教案1活动要求:1、利用平衡台,发展幼儿的平衡能力。
2、克服幼儿胆小情绪。
3、提高动作的协调性与灵敏性。
4、初步培养幼儿体育活动的兴趣。
活动重点:在平衡台上坐摇,跪摇、趴摇、躺摇、站摇。
活动难点:爬过排成一列的平衡台活动过程:一、引起兴趣请小朋友做各种平衡动作。
二、练习各种动作1、请幼儿学样,练习坐摇,跪摇、趴摇、躺摇、站摇的`动作,保持身体平衡。
2、教师个别指导和帮助。
三、游戏:小蚂蚁过桥1、平衡台排成一列,在上面四肢协调爬。
2、幼儿练习3、游戏教学反思:游戏是幼儿最喜欢的活动。
但是对于小班来说,既要让他们记住活动内容又要保证安全还要活动的井井有条是有一定的困难。
所以在设计本次活动时我始终都以语言来提示幼儿注意安全。
小百科:平衡:1.谓衡器两端承受的重量相等,不倾斜。
2.谓两物齐平如衡。
3.谓保持平衡;同等。
4.谓权衡国政使得其平。
5.对立的各方面在数量上相等。
《有趣的平衡》教案2课前准备教师准备PPT课件教学过程⊙谈话导入同学们,你听说过“杠杆原理”吗?知道它在生活中的应用吗?可能大家都没有想到,杠杆原理的背后隐藏着数学原理,那就是反比例关系。
下面就让我们通过实验来体验它的奥秘吧。
⊙实践与操作1.明确提出活动要求。
“有趣的平衡”活动由三部分组成。
(1)制作实验用具。
(2)探索规律,体验“杠杆原理”。
(3)应用规律,体会反比例关系。
2.小组合作,自主活动。
(教师巡视,适当点拨)3.展示制作实验用具情况。
4.汇报探索到的规律。
观察实验二、实验三的操作过程,你有什么发现?预设生1:如果左右两个塑料袋放入同样多的棋子,只有把它们移动到与中点距离相同的位置才能保证平衡。
生2:若满足“左边所放棋子数×左边的刻度数=右边所放棋子数×右边的刻度数”,则竹竿一定平衡。
生3:在“左边所放棋子数×左边的刻度数”的积保持不变的条件下,右边的刻度数增大,所放棋子数反而减少;右边的`刻度数减小,所放棋子数反而增多。
14、《力 物体的平衡》小结
【高考要求】
1、重力、形变和弹力、胡克定律(Ⅰ);
2、静摩擦、滑动摩擦、摩擦力、动摩擦因数(Ⅰ);
3、力的合成与分解、力的平行四边定则(实验、探究)(Ⅱ);
4、共点力作用下物体的平衡(Ⅰ)。
【知识结构】
【典型例题】
【例1】两根等长的绳子共同悬挂一重物,两绳与水平方向的夹角均为600,如图所示,现保持AB 绳的方向不变,将船绳逐渐转向水平方向的B C′,在此过程中,绳BC 上的拉力T 1和绳AB 上的拉力T 2的变化情况是( )
A .都逐渐变小
B .都逐渐增大
C .T 1先变大后变小,T 2变小
D .T 1先变小后变大,T 2变大
【演练】1.水平杆上套有两个相同的环m ,两细线等长,下端系着重物M ,系统静止,现增大两环间距而系统仍静止,则杆对环的支持力N 和摩擦力f 变化情况( ) A 、都不变
B 、都增大
C 、N 不变,f 增大
D 、N 增大,f 不变
2.质量为1.2kg 的均匀棒AB 的A 端用细绳悬挂于O 点,B 端受一个逐渐增大的水平力F 的作用,当绳OA 与竖直方向的夹角α从37°增大到53°时,力F 将增大________N ,绳OA 中的张力将增大_______N 。
(sin37°=0.6)
【例2】图中A 、B 为竖直墙上等高的两点,AO 和BO 是长度相等的细绳,CO 是一根轻杆,AOB 在水平面内,C 点在AB 连线中点D 的正下方。
已知∠AOB=120°,∠COD=60°,在O 点悬挂质量为m 的物体,则绳AO 受到的拉力大小为__________,杆OC 受到的压力大小为____________。
【例3】如图所示,重G 的风筝用绳子固定于地面P 点,风的压力垂直作用于风筝表面AB ,并支持着风筝使它平衡.若测得绳子拉力为T ,绳与地面夹角为α,不计绳所受重力,求风筝与水平面所央的角φ的正切值tanφ及风对风筝的压力.
【例4】当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段时间后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度。
已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v ,且正比于球半径r ,即阻力f =krv ,k 阻力例系数.对于常温下的空气,比
例系数k =3.4×10-4
s/m 2.已知水的密度p =1.0×10×103kg/m 3,取重力加速度g =10m/s 2.试求半径r =0.10cm 的球形雨滴在无风情况下的终极速度v r (结果取两位数字)
【例5】刀、斧、凿、刨等切削工具的刃部叫做劈,劈的纵截面是一个三角形。
如图1-19(a)所示,使用劈的时候,在劈背上加力F ,这个力产生两个效果,使劈的两个侧面推压物体,把物体劈开。
设劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽度是d ,劈的侧面的长度是L 。
可以证明:12L f f F d
==。
从上式可知,当F 一定的时候,劈的两侧面之间的夹角越小,L d
就
越大,f 1和f 2就越大。
这说明了为什么越锋利的切削工具越容易劈开物体,试证明上式。
【例6】如图所示,有两本完全相同的书A 、B ,书重均为5N ,若将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起,置于光滑的桌面上,并将书A 通过一轻质弹簧测力计与墙壁相连,用
根据表中数据,试求:
(1)若将书分成32份,弹簧测力计的示数为多大? (2)该书的页数。
(3)如果两本书任意两张之间的动摩擦因数μ都相等,则μ为多大?,
【巩固训练14】
1.两物体叠放在水平地面上,F作用于b物体上,使a和b(相对静止)作匀速运动,则a b间动摩擦因数μ1,b与地面间动摩擦因数μ2有可能是()
A、均为0
B、μ1=0,μ2≠0
C、均不为0
D、μ1≠0,μ2=0
2.如图物A、B用细绳连接后跨过滑轮,A静止在倾角为45°的斜面上,B悬挂着。
已知m A=2m B,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°增大到50°,但物体仍保持静止,那么下列说法正确的是()
A、绳子的张力将增大
B、物体A对斜面的压力将增大
C、绳子张力及物体A受到的摩擦力都不变
D、物体A受到的静摩擦力将增大
3.如图所示,斜面体P放在水平面上,物体Q放在斜面上,Q受到水平力F作用,P、Q 都保持静止,这时,Q受到的摩擦力为f1,P受到水平面的摩擦力为f2,若F顺时针转动
但F的水平分量保持不变,P、Q仍静止,则()
A、f1、f2都变大
B、f1不一定变大,f2一定不变
C、f2变大,f1不一定变大
D、f1、f2都不变
4.质量为m的质点与三根相同的轻弹簧相连静止时,相邻弹簧间的夹角均为120°,如图,已知弹簧a、b对质点的作用力均为F,则弹簧C对质点的作用力可能为()
A、F
B、F+mg
C、F-mg
D、mg-F
5.放在斜面上的小盒恰能匀速下滑,若在运动中的盒中加一些砂后,则()
A、小盒将静止不动
B、小盒将做匀速运动
C、小盒所受合力不变
D、小盒所受合力变大
6.如下图,三物体A、B、C在水平推力F作用下靠在墙上,且处于静止状态,则下列说法中正确的是()
A、物体A与墙的接触面可能是光滑的
B、物体A对B的静摩擦力方面可能竖直向下
C、当推力F增大时,墙对物体A的静摩擦力一定增大
D、物体A对B的摩擦力方向与物体C对B的摩擦力方向一定相反
7.手握轻杆,杆的另一端安有一个小滑轮C,支持着悬挂重物的绳子,如图所示,
现保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用将()
A、变大
B、不变
C、变小
D、无法确定
8.在平面桌面M上放置一块正方形薄木板abcd,在木板的正中点放置一个质量为m的木块,如图所示。
先以木板的ad边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ab边与桌面的夹
角为θ;再接着以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ad边与桌面的夹角也为θ(ab边与桌面的夹角θ不变)。
在转动过程中木块在木板上没有滑动。
则转动以后木块受到的摩擦力的大小为()
A、22mgsinθ
B、2mgsinθ
C、mgsin2θ
D、mgsin2θ
9.重100N的均匀圆柱体,放在60°的V型槽上,它与两接触面动摩擦因数均为0.25,
则当沿圆柱轴线方向的推力F=________N时,圆柱可沿槽作匀速运动。
若将
V型槽一端着地,另一端抬起,则轴线与水平面夹角为______时刚好匀速下滑。
10.如图,光滑圆球半径为10cm,悬线长为40cm,物体B厚20cm,重为12N,物体B 与墙之间的动摩擦因数为0.2,物体B在未脱离圆球前沿墙匀速下滑,试求:⑴球对物体
B的压力。
⑵球重。
11.如图AO、BO为水平放置的光滑杆,∠AOB=60°,两杆套有质量都为m的小环,两环用橡皮绳相连,恒力F作用于绳中点,方向沿∠AOB的角平分线水平向右,当两环受力平衡时,杆对小环的弹力为多大?若F不是作用于绳中点但方向仍与角平分线平行,杆对小环的弹力又为多大?
12.在医院里常用图示装置对小腿受伤的病人进行牵引治疗.不计滑轮组的摩擦和绳子的质量,绳子下端所挂重物的质量是5 kg,问:
(1)病人的脚所受水平方向的牵引力是多大?
(2)病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力共是多大?(g取10 N/kg)
13.三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在半径为r0的环1上,彼此间距相等。
绳子穿过半径为r0的圆环3,另一端用同样的方法系在半径为2r0的圆环2上,如图,环1固定在水平面上,整个系统处于平衡。
试求环2中心与环3中心之距离。
(三个环都是用同种金
属丝制作的,摩擦不计。
)。