受力和物理的平衡教案.doc

教 案題目（教學(xué)章節(jié)或主題）：物體的受力和平衡（復(fù)習(xí)課）授課日期：2013-7-10 星期三授課時(shí)間：08:0010:00教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 受力分析 重要性： 典型例題：1輕繩的兩端A、B固定在天花板上，繩能承受的最大拉力為120N現(xiàn)用掛鉤將一重物掛在繩子上，結(jié)果掛鉤停在C點(diǎn)，如圖所示，兩端與豎直方向的夾角分別為37和53求：370530ACB（1）此重物的最大重力不應(yīng)超過多少? sin370=0.6；cos370=0.8（2）若將掛鉤換成一個(gè)光滑的小滑輪，重物的最大重力可達(dá)多大? 2如圖所示，木板A的質(zhì)量為m，滑塊B的質(zhì)量為M，木板A用繩拴住，繩與斜面平行，B沿傾角為的斜面在A木板下勻速下滑若M2m，A、B間以及B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，試求此動(dòng)摩擦因數(shù)。本次教學(xué)評(píng)價(jià)：非常滿意 較滿意 一般 家長(zhǎng)或?qū)W生簽字 共 小時(shí)本節(jié)課回訪記錄：任課老師簽字： 主任簽字： 日期：講 義學(xué)生：林 鑫 任課教師：歐陽宏杰主要內(nèi)容：一、 常見力 被動(dòng)力：彈力 更被動(dòng)力彈力1.彈力的產(chǎn)生條件:彈力的產(chǎn)生條件是兩個(gè)物體直接接觸，并發(fā)生彈性形變。2.彈力的方向:壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面。繩對(duì)物體的拉力總是沿著繩收縮的方向。 桿對(duì)物體的彈力不一定沿桿的方向。如果輕直桿只有兩個(gè)端點(diǎn)受力而處于平衡狀態(tài)，則輕桿兩端對(duì)物體的彈力的方向一定沿桿的方向。3.彈力的大小 對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。對(duì)沒有明顯形變的物體，如桌面、繩子等物體，彈力大小由物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同決定。胡克定律可表示為（在彈性限度內(nèi)）：F=kx，還可以表示成F=kx，即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比?！坝病睆椈桑侵笍椈傻膋值大。（同樣的力F作用下形變量x?。┮桓鶑椈杉魯喑蓛筛螅扛膭哦萲都比原來的勁度大；兩根彈簧串聯(lián)后總勁度變??；兩根彈簧并聯(lián)后，總勁度變大。摩擦力1.摩擦力產(chǎn)生條件 摩擦力的產(chǎn)生條件為：兩物體直接接觸、相互擠壓、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。這四個(gè)條件缺一不可。 兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件。（沒有彈力不可能有摩擦力）2.滑動(dòng)摩擦力大小 在接觸力中，必須先分析彈力，再分析摩擦力。 只有滑動(dòng)摩擦力才能用公式F=FN，其中的FN表示正壓力，不一定等于重力G。3.靜摩擦力大小必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律F=FN計(jì)算，只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，其最大值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，既Fm=FN靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定，其可能的取值范圍是0FfFm4.摩擦力方向摩擦力方向和物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的方向相反。摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向可能成任意角度。通常情況下摩擦力方向可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相同（作為動(dòng)力），可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相反（作為阻力），可能和物體速度方向垂直（作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力）。在特殊情況下，可能成任意角度。力的合成與分解1.矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定則（可簡(jiǎn)化成三角形定則） 平行四邊形定則實(shí)質(zhì)上是一種等效替換的方法。一個(gè)矢量（合矢量）的作用效果和另外幾個(gè)矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用這一個(gè)矢量代替那幾個(gè)矢量，也可以用那幾個(gè)矢量代替這一個(gè)矢量，而不改變?cè)瓉淼淖饔眯Ч1F2FOF1F2FO 由三角形定則還可以得到一個(gè)有用的推論：如果n個(gè)力首尾相接組成一個(gè)封閉多邊形，則這n個(gè)力的合力為零。 在分析同一個(gè)問題時(shí)，合矢量和分矢量不能同時(shí)使用。也就是說，在分析問題時(shí)，考慮了合矢量就不能再考慮分矢量；考慮了分矢量就不能再考慮合矢量。 矢量的合成分解，一定要認(rèn)真作圖。在用平行四邊形定則時(shí)，分矢量和合矢量要畫成帶箭頭的實(shí)線，平行四邊形的另外兩個(gè)邊必須畫成虛線。 各個(gè)矢量的大小和方向一定要畫得合理。 在應(yīng)用正交分解時(shí)，兩個(gè)分矢量和合矢量的夾角一定要分清哪個(gè)是大銳角，哪個(gè)是小銳角，不可隨意畫成45。（當(dāng)題目規(guī)定為45時(shí)除外）二、受力分析1、受力分析循序 一場(chǎng)（力）二彈（力）三摩(擦)嚴(yán)格按照力的性質(zhì)分析，切記不能按力的效果分析，即不能額外加一個(gè)“向心力”、“回復(fù)力”、“沖力”“下滑力”、“動(dòng)力”、“阻力”等。2、思維方法3、方法優(yōu)化選?。?）內(nèi)力與外力（2）方法判斷對(duì)兩個(gè)物體或兩個(gè)以上物體組成的物體系，要有內(nèi)力與外力的意識(shí)。求外力優(yōu)先考慮整體法，當(dāng)整體法解決不了時(shí)，再考慮隔離法。求內(nèi)力必須選擇隔離法。往往整體法與隔離法交替使用，一般先整體后隔離。三、 物體的平衡1、 平衡狀態(tài)：指物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。注意瞬間速度為零，往往不是靜止?fàn)顟B(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)指加速度為零、速度為零的狀態(tài)。2、平衡條件：, 或 分量式（高考考綱只要求掌握共點(diǎn)力作用力作用下的物體的平衡）多力平衡的推論：一個(gè)力必與其余力的合力等大，共線，反向3、三力平衡：（1）拉密定理法. 如果物體受到如圖所示的共面的三個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)，則平衡條件所給出的各個(gè)力間的關(guān)系可以表示為=. 這就是所謂的拉密定理。（2）多邊形（三角形）法。如果物體受到n個(gè)共面的力而處于平衡狀態(tài)，則表示這n個(gè)力的n條有向線段可以依次首尾相接而構(gòu)成一個(gè)封閉的“力的n邊形”，特別是當(dāng)n=3時(shí)，則將構(gòu)成一個(gè)封閉的“力的三角形”。（3）相似形法。如果物體受到共面的力的作用而處于平衡狀態(tài)，一方面表示這些力的有向線段將構(gòu)成封閉的“力的多邊形”，另一方面若存在著與之相似的“幾何多邊形”，則可以利用相似多邊形的“對(duì)應(yīng)邊成比例”的特性來表現(xiàn)平衡條件中的各個(gè)力之間的關(guān)系。 （4）共點(diǎn)法。 物體受到共面的力的作用而處地平衡狀態(tài)，若表示這些力的有向線段彼此間不平行，則它們必將共點(diǎn)。四、例題精析PQF【例1】如圖所示，位于水平桌面上的物塊P質(zhì)量為2m，由跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為m的物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)。若用一水平向右的力F拉Q使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為 （）A BC D【例2】如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿，承受彈力的最大值一定，A端用鉸鏈固定，滑輪在A點(diǎn)正上方（滑輪大小及摩擦均可不計(jì)），B端吊一重物?，F(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力F將B端緩慢上拉（均未斷），在AB桿達(dá)到豎直前（ ）A繩子越來越容易斷 B繩子越來越不容易斷CAB桿越來越容易斷 DAB桿越來越不容易斷【例3】物體B放在物體A上，A、B的上下表面均與斜面平行，如圖所示。兩物體恰能沿固定斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng) （ ）AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下CA、B之間的摩擦力為零D，A、B之間是否存在摩擦力取決于A、B表面的性質(zhì)【例4】如圖甲所示，粗糙長(zhǎng)木板的一端固定在鉸鏈上，木塊放在木板上，開始木板處于水平位置。當(dāng)木板向下轉(zhuǎn)動(dòng)，角逐漸增大的過程中，摩擦力Ff的大小隨角變化最有可能的是圖乙中的（ ） 圖甲 圖乙【例5】如圖所示，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為。質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對(duì)三棱柱支持力和摩擦力各為多少？【例6】如圖所示，兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)絲線下端各懸掛一質(zhì)量為m，帶電量分別為+q和的小球A和B，處于場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，現(xiàn)用長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的絕緣細(xì)絲線將AB拉緊，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，求E的大小滿足什么條件才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)【例7】有些人員，如電梯修理員、牽引專家等，常需要知道繩（或金屬線）中的張力T，可又不便到繩（或線）的自由端去測(cè)量現(xiàn)某家公司制造了一種夾在繩上的儀表（圖中B、C為該夾子的橫截面）測(cè)量時(shí)，只要如圖示那樣用一硬桿豎直向上作用在繩上的某點(diǎn)A，使繩產(chǎn)生一個(gè)微小偏移量a，借助儀表很容易測(cè)出這時(shí)繩對(duì)硬桿的壓力F?，F(xiàn)測(cè)得該微小偏移量為 a=12 mm，BC間的距離為 2L=250mm，繩對(duì)橫桿的壓力為 F=300N，試求繩中的張力T. 【例8】如圖所示，在傾角為的粗糙斜面上，一個(gè)質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且tan，求力F的取值范圍五、考點(diǎn)精煉ACBF1如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，AB邊靠在豎直墻面上，物塊與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。F是垂直于斜面BC的推力，物塊沿墻面勻速下滑，則摩擦力的大小為 （ ）A BC DABPQ2如圖所示，豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點(diǎn)A，在Q的正上方的P點(diǎn)用絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)B， A、B兩質(zhì)點(diǎn)因?yàn)閹щ姸嗷ヅ懦猓率箲揖€與豎直方向成角，由于緩慢漏電使A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量逐漸減小。在電荷漏完之前懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力大小 （ ） A保持不變B先變大后變小 C逐漸減小D逐漸增大 3物體M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，如果將外力F撤去，則物體（ ）A會(huì)沿斜面下滑 B摩擦力方向一定變化C摩擦力變大D摩擦力變小4如圖所示，斜劈ABC放在粗糙的水平地面上，在斜劈上放一重為G的物塊，物塊靜止在斜劈上，今用一豎直向下的力F作用于物塊上，下列說法正確的是 （ ）ACBFA斜劈對(duì)物塊的彈力增大B物塊所受的合力不變C物塊受到的摩擦力增大D當(dāng)力F增大到一定程度時(shí)，物體會(huì)運(yùn)動(dòng)5如圖所示，物體靜止于光滑水平面上，水平力F作用于物體的O點(diǎn)， 如果要使物體所受的合力方向沿著，應(yīng)對(duì)物體再加一個(gè)力，這個(gè)力的最小值是（ ）AFcosBFsinCFtanDFcotF6一個(gè)截面是直角三角形的木塊放在水平地面上，在斜面上放一個(gè)光滑球，球的一側(cè)靠在豎直墻上，木塊處于靜止，如圖所示。若在光滑球的最高點(diǎn)再施加一個(gè)豎直向下的力F，木塊仍處于靜止，則木塊對(duì)地面的壓力N和摩擦力f的變化情況是（ ）AN增大，f增大BN增大，f不變CN不變，f增大 DN不變，f不變7如圖所示，物體A、B、C疊放在水平桌面上，水平力F作用于C物體，使A、B、C以共同速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，且三者相對(duì)靜止，那么關(guān)于摩擦力的說法，正確的是 （ ）AC不受摩擦力作用 BB不受摩擦力作用 CA受摩擦力的合力為零 D以A、B、C為整體，整體受到的摩擦力為零8如圖所示，皮帶是水平的，當(dāng)皮帶不動(dòng)時(shí)，為使物體向右勻速運(yùn)動(dòng)而作用在物體上的水平拉力為F1；當(dāng)皮帶向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，為使物體向右勻速運(yùn)動(dòng)而作用在物體上的水平拉力為F2，則（ ）AF1 = F2 BF1 F2 CF1 F2 D以上三種情況都有可能9如圖所示，由于靜摩擦力的作用，A靜止在粗糙水平面上，地面對(duì)A的支持力為N摩擦力為F，若將A稍向右移動(dòng)一點(diǎn)，系統(tǒng)仍保持靜止，則下列說法中正確的是（ ）AF、N都增大 BF、N都減小 CF增大，N減小 DF減小，N增大 m0mMACB10A、B、C三物塊的質(zhì)量分別為M，m和m0，作如圖所示的連接繩子不可伸長(zhǎng)，且繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)若B隨A一起沿水平桌面做勻速運(yùn)動(dòng)，則可以斷定（ ）A物塊A與桌面之間有摩擦力，大小為m0gB物塊A與B之間有摩擦力，大小為m0gC桌面對(duì)A，B對(duì)A，都有摩擦力，兩者方向相同，合力為mogD桌面對(duì)A，B對(duì)A，都有