高中物理 必修一第5章 力与平衡第4节 平衡条件的应用 教案

4. 平衡条件的应用------力的动态平衡（第3课时）学习目标1.知道利用图解法分析动态平衡问题的题型特点2.掌握利用图解法分析动态平衡问题的方法重难点：掌握利用图解法分析动态平衡问题的方法【课前预习】1. 共点力平衡的条件？2. 三个力平衡的推论？【课中讲练】一、图解法（辅助三角形）题型特点：物体受三个力平衡，一个力是恒力（大小、方向不变，往往是重力），一个力的方向不变，一个力改变【例1】如图所示，光滑的小球静止在斜面和竖直放置的木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为θ，现使木板沿逆时针方向绕O点缓慢移动，求小球对斜面和挡板的压力怎样变化？总结：解题步骤：（1）明确研究对象。

（2）分析物体的受力。

（3）用力的合成法作平行四边形，选择一个变力所在的三角形，明确那条边表示哪个力。

（4）在合成后的三角形中找到变化的角，画出变化后的三角形（5）根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。

【变式训练】如图，电灯悬挂于O点，三根绳子的拉力分别为TA、TB、TC，保持O点的位置不变，绳子的悬点B也不变，则悬点A向上移动的过程中，下列说法正确的是（）A、TA、TB一直减少；B、TA一直增大，TB一直减少；C、TA先增大后减少，TB先减少后增大；D、TA先减少后增大，TB一直减少；二、图解法1（辅助圆）题型特点：物体受三个力平衡，一个力是恒力（大小、方向不变，通常是重力），一个力大小不变，一个力可变【例2】在两个共点力的合成实验中，如图所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的结点D，使其位于E处，α＋β＜90°，然后保持A的读数不变，当角α由图示位置逐渐减小时，欲使结点仍在E处，可采用的方法是()A．增大B的读数，减小β角B．减小B的读数，减小β角C．减小B的读数，增大β角D．增大B的读数，增大β角总结：解题步骤：（1）明确研究对象。

（2）分析物体的受力。

（3）用力的合成作平行四边形,选择一个大小不变的力所在的三角形，明确哪条边表示哪个力。

力平衡条件应用学案【学习目标】1.能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题；2.进一步学习受力分析，正交分解等方法。

3.学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法，培养灵活分析和解决问题的能力。

【知识梳理】解共点力平衡问题的一般步骤：【基础训练】一、选择题1. 粗糙的水平面上叠放着A 和B 两个物体，A 和B 间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F 拉B ，而B 仍保持静止（如图），则此时 （ ）A. B 和地面间的静摩擦力等于F ，B 和A 间的静摩擦力也等于FB. B 和地面间的静摩擦力等于F ，B 和A 间的静摩擦力等于零C. B 和地面间的静摩擦力等于零，B 和A 间的静摩擦力也等于零D. B 和地面间的静摩擦力等于零，B 和A 间的静摩擦力等于F2. 电风扇悬于天花板上，静止时，扇对天花板拉力为T 1，当电风扇工作时，对天花板拉力为T 2，则（ ）A. T 1=T 2B. T 1＞T 2C. T 1＜T 2D. 不能确定3. 如图所示，在一木块上放一铁块m ，从水平位置开始缓慢地抬起长板一端，另一端保持位置不变，则此过程中铁块受到摩擦力的大小（ ）A. 随抬起角度α的增大而逐渐减小B. 随抬起角度α的增大而不断增大C. 与抬起角度α的大小没有关系D. 先随抬起角度α的增大而增大，当铁块开始滑动后，又随抬起角度α的增大而减小 平衡条件的应用静态平衡动态平衡 三力平衡 多力平衡（三力或三力以上）：正交分解法 合成法 分解法 正交分解法 用图解法解变力问题 1、取研究对象。

2、对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力图。

3、对研究对象所受力进行处理，选择适当的方法：合成法、分解法、正交分解法等。

4、建立适当的平衡方程。

5、对方程求解，必要时需要进行讨论。

4. 三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定。

第3节力的平衡第4节平衡条件的应用1．知道平衡状态和力的平衡的概念。

2．了解共点力作用下物体平衡的条件。

3．了解平衡的种类及影响稳度的因素。

4．知道静态平衡、物体在某一方向的平衡及动态平衡。

5．会用共点力的平衡条件解决实际问题。

1.共点力作用下物体的平衡条件(1)平衡状态如果一个物体保持□01静止或□02做匀速直线运动，我们就说这个物体是处于平衡状态。

(2)共点力的平衡条件□03合力为零，即F合＝0。

(3)力的平衡作用在物体上的几个力的□04合力为零，这种情况叫做力的平衡。

2．平衡的种类和稳度(1)平衡的种类①□05不稳定平衡。

②□06稳定平衡。

③□07随遇平衡。

(2)稳度及影响稳度的因素①稳度：物体的□08稳定程度。

②影响因素a．重心的高低。

重心越低，稳度□09越大。

b．支持面的大小。

支持面越大，稳度□10越大。

3．平衡条件的应用(1)物体的静态平衡物体所受力的□11合力为零，处于□12静止的平衡状态。

(2)物体在某方向的平衡运动的物体在某一方向上□13合力为零时，在该方向上处于平衡状态。

想一想1.当物体的速度为零时，是否一定处于平衡状态？提示：不一定，如物体做自由落体运动的初始时刻速度为零，但合外力不为零，物体没有处于平衡状态。

2. 我们都玩过垒积木，且积木垒得越高时，难度越大，积木倾倒的可能性越大，你能用力学原理解释吗？提示：积木垒得越高时，重心越高，稳度越低，积木倾倒的可能性越大。

判一判(1)平直道路上高速匀速行驶的赛车处于平衡状态。

()(2)百米竞赛中，运动员在起跑时速度为零的瞬间处于平衡状态。

()(3)合力保持恒定的物体处于平衡状态。

()提示：(1)√赛车沿平直道路高速匀速行驶，合力为零，故赛车处于平衡状态。

(2)×运动员起跑瞬间虽然速度为零，但具有加速度，不处于平衡状态。

(3)×当合力恒定且不为零时，物体的速度会发生变化，物体不处于平衡状态。

课堂任务共点力作用下物体的平衡条件1．平衡状态平衡状态指物体保持静止状态或匀速直线运动状态。

第3节 力的平衡 第4节 平衡条件的应用一、共点力作用下物体的平衡条件阅读教材第89～91页“共点力作用下物体的平衡条件”，知道平衡状态和平衡条件。

1．平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态。

2．共点力的平衡条件：合外力等于0，即F 合＝0。

3．力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情况叫做力的平衡。

4．力的平衡的理解(1)二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向。

(2)三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等大、反向。

(3)多力平衡：若物体在n 个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意(n －1)个力的合力必定与第n 个力等大、反向。

思维拓展图1如图1所示，将一小球竖直上抛，当小球到达最高点时，小球的速度为零，小球是否处于平衡状态？答案不处于。

因为最高点速度虽然为零，但是所受合力为重力不等于零，故不处于平衡状态。

二、平衡的种类和稳度阅读教材第91～92页，知道平衡的种类和影响稳度的因素。

1．平衡的种类(如图2所示)图2(1)不稳定平衡。

(2)稳定平衡。

(3)随遇平衡。

2．稳度及影响稳度的因素(1)稳度：物体的稳定程度。

(2)影响因素：重心的高低。

重心越低，稳度越大(填“越大”或“越小”)。

思维拓展赛车为什么有一副“身矮轮宽”的怪模样？答案为了降低重心，增大支持面，可以保证在高速行驶时有较大的稳度。

三、平衡条件的应用阅读教材第94～96页“物体的静态平衡”及“物体在某方向的平衡”，知道平衡条件在日常生活中的应用。

1．物体的静态平衡：物体在力的作用下处于静止平衡状态，如：站着的人、大桥等。

2．运动中的平衡：物体做匀速直线运动时，它也处于平衡状态，如匀速降落的跳伞运动员。

3．物体在某个方向上的平衡：物体在某一方向上合力为零，那么在该方向上物体处于平衡状态。

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中共点力的平衡[要点归纳]两种平衡情形(1)物体在共点力作用下处于静止状态。

《动态平衡问题的分析》教学设计一、教材分析在有关共点力的平衡问题中，有一类涉及动态平衡。

这类问题中的一部分力是变力，力的大小和方向均要发生变化，故这是共点力平衡问题中的一类难题。

动态平衡问题分析是在共点力平衡的基础上，对受力分析更高的要求，是考查学生分析、推理能力的重要题型，一直是高考考查的热点内容，在考纲中属于II 级要求内容。

因此掌握分析这种问题的一般方法，在高一新课学习乃至高三物理复习中都有着举足轻重的地位。

二、教学目标【知识与技能】1、能识别动态平衡与平衡状态。

2、会正确选择研究对象，进行受力分析，能画出矢量三角形图，能画出动态变化过程。

掌握解决共点力动态平衡问题的图解和解析两种基本思路和操作。

3、能判断角度变化带来三角函数的变化趋势，画图中能根据“不变”确定“变化”趋势。

【过程与方法】1、通过探究过程体会提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、分析论证、验证等科学探究要素。

2、通过处理动态平衡的学习过程，了解物理学的研究方法，让学生体会从特殊到一般、具体到抽象、层层递进的科学思维方法，培养学生分析、推理和归纳能力。

3、尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用画图法（三角形法）、解析法和相似三角形法解决一些与生产和生活相关的实际问题。

【情感态度与价值观】1、通过对物体处于动态平衡状态的受力分析，让学生发展对科学的好奇心与求知欲，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

2、乐于探究日常生活中的动态平衡所隐藏的物理规律，有将物理知识应用于生产和生活的意识。

3、在学习的过程中体验解决问题成功的喜悦，养成善于交流合作的良好的习惯，懂得如何根据不同的物理情境选择不同的物理方法解决问题。

三、教学重难点教学重点：对物体进行受力分析，找出不变的物理量和变化的物理量。

教学难点：根据具体情境，如何选择处理动态平衡的问题方法。

四、学情分析1、学生已经掌握了共点力平衡的概念，并会分析平衡状态下物体的受力分析。

2、已经知道了平行四边形定则和三角形定则。

高中物理教案：力的作用和平衡一级标题：力的作用和平衡二级标题1：引言高中物理教案：力的作用和平衡力是自然界中普遍存在的一种物理量，它对物体的状态有着重要影响。

在学习力的作用和平衡时，我们将深入探讨力在物体上的作用效果以及如何实现平衡。

本教案旨在帮助学生全面理解并应用相关概念。

二级标题2：研究内容1 —力对物体的作用效果为了便于学生理解力对物体的作用效果，我们将引入牛顿第一定律（惯性定律）和牛顿第二定律（运动定律）。

首先，我们将说明质量与惯性直接相关，介绍物体如何保持静止或匀速直线运动状态。

其次，针对不同情况下外力对物体产生的导致加速度变化现象，我们会讲解牛顿第二定律 F=ma，并通过具体例子来展示公式应用。

例如点石成金实验和真空泵浦试验可帮助学生从实验角度观察、分析不同场景下外力对物体产生加速度变化的影响，进而巩固和加深对相关概念的理解。

二级标题3：研究内容2 —平衡状态的实现在力学中，平衡是一个基本而重要的概念。

为了让学生能够准确理解和应用平衡的概念，我们将介绍力矩和杠杆原理。

首先，我们会详细阐述扭矩的概念及计算方法，并通过实际示例演示如何使用杠杆平衡两个物体。

其次，我们将探索并说明重心对物体平衡状态的影响。

通过实验或模拟实验，学生可以观察到改变物体形状、质量分布等因素对物体平衡位置的影响，并进一步加深对重心与平衡之间关系的理解。

二级标题4：实践活动建议为了帮助学生巩固并应用所学知识，我们建议设计以下实践活动：1. 实验：通过调整不同质量和长度的木棒组合，在水面上浮力作用下测试各种情况下物体是否平衡。

2. 观察：观察秋千摇摆过程中如何保持前后平衡。

3. 模拟：在虚拟或真实环境中使用动力学模拟软件，设计杠杆平衡实验并观察不同因素对平衡状态的影响。

这些实践活动将帮助学生通过亲自操作和观察，巩固所学知识，并培养解决问题的能力。

二级标题5：教学评估为了检验学生对所学知识的理解和应用能力，教师可采用以下评估方法：1. 书面测试：设计选择题、判断题和计算题，测试学生对牛顿运动定律、扭矩和重心的理解。

高中物理第5章第3节力的平衡第4节平衡条件的应用目标导学鲁科版必修1一、理解物体的平衡状态及平衡条件平衡状态指的是物体静止和物体做匀速直线运动1．平衡状态与受力的关系：从受力角度分析，处于平衡状态的物体所受的合外力为零，反过来物体受到的合外力为零，它一定处于平衡状态。

2．平衡状态与运动状态的关系由于物体处于静止或匀速直线运动状态，故物体的速度v保持不变，此种运动状态其加速度为零。

处于平衡状态的物体加速度为零，反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态。

物体处于静止状态和物体的速度等于零不是同一回事，若v＝0，F合＝0，则处于平衡状态，而单纯的v＝0的时刻F合不一定等于零，物体不一定处于平衡状态。

【例1】下列属于平衡状态的物体是（）A．高速公路上匀速直线行驶的汽车B．百米竞赛中运动员的起跑瞬间C．陨石进入大气层受到很大阻力划出一条亮线而减速D．乘客在加速的列车中静止不动解析：根据平衡状态的特征匀速或静止，或者说加速度等于零，A选项中的汽车是平衡状态，B、C、D均不是，故选A。

答案：A飞机从起飞，到以一定的速度平稳飞行，再到降落，最后停在机场，在这全过程中哪些阶段处于平衡状态？受力有何特点？答案：飞机在平稳飞行阶段和停在机场上时处于平衡状态；合外力为零。

1－1下列属于平衡状态的物体是（）A．沿斜面匀速下滑的物体B．荡秋千的同学到达最高点的瞬间C．“神舟七号”飞船打开降落伞后减速下落D．匀速降落的跳伞运动员二、共点力作用下物体的平衡条件1．物体处于平衡态时，合外力等于零，即F合＝0。

2．二力平衡条件：作用于物体上的两个共点力大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上。

3．三力平衡条件：三个共点力平衡时，任意两个力的合力必定与第三个力大小相等，方向相反，且共线。

4．多个力平衡条件：多个力平衡时，任意一个力必定同其他各力的合力大小相等，方向相反，且共线。

若通过平移力的作用线，使之首尾相接，必然构成一个封闭的多边形。

4.4《平衡条件的应用》教案一. 教学内容：平衡条件的应用二、教学目标：掌握求解共点力平衡条件的应用问题的一般方法和步骤［教学过程］1. 共点力平衡条件的应用现实生活中，物体在力的作用下处于平衡状态的情况随处可见，站着的人在重力和地面支持力的作用下，处于静止平衡状态，这叫静态平衡；跳伞运动员在降落过程中，当其匀速降落时，他所受的重力与降落伞的拉力及空气阻力平衡，这是动态平衡。

有时，物体就整体而言并不处于平衡状态，但它可以在某一方向上处于平衡状态。

如在海面上加速行驶的快艇，在水平方向做变速运动，可是它在竖直方向上只受重力和浮力这一对平衡力作用，因此它在竖直方向上处于平衡状态。

2. 依平衡条件列方程可对任一方向也可在某一方向（1）在共点力作用下物体处于平衡状态，则物体所受合力为零，因此物体在任一方向上的合力都为零。

（2）如果物体只是在某一方向上处于平衡状态，则该方向上合力为零，因此可以在该方向上应用平衡条件列方程求解。

3. 求解共点力作用下物体平衡的方法（1）解三角形法：这种方法主要用来解决三力平衡问题，是根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个平衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这个三角形求解平衡问题，解三角形多数情况是解直角三角形，如果力的三角形并不是直角三角形，能转化为直角三角形的尽量转化为直角三角形，如利用菱形的对角线相互垂直的特点就得到了直角三角形，确实不能转化为直角三角形时，可利用力的三角形与空间几何三角形的相似等规律求解。

（2）正交分解法：正交分解法在处理四力或四力以上的平衡问题时非常方便，将物体所受各个力均在两互相垂直的方向上分解，然后分别在这两个方向上列方程。

此时平衡条件可表示为⎪⎩⎪⎨⎧==0F 0F y x 合合 说明：应用正交分解法解题的优点：①将矢量运算转变为代数运算，使难度降低；②将求合力的复杂的解三角形问题，转化为正交分解后的直角三角形问题，使运算简便易行；③当所求问题有两个未知条件时，这种表达形式可列出两个方程，通过对方程组求解，使得求解更方便。