专题一：力的动态平衡(同步课件)-【大单元教学】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）

第三章 相互作用——力 人教版 必修第一册 专题一：力的动态平衡问题 大单元 教学目标 1. 明确共点力，掌握共点力平衡的条件； 2. 掌握物体受力分析的方法，运用共点力平衡的条件求解实际问题； 3. 运用相互作用观念及科学思维中的科学推理、科学论证等要素，分析求解物体的动态平衡问题。 大单元 知识解读 【情景引入】 思考：物体在运动过程中的变化的力，应该怎么去判断呢？ 世界上最美的就是物体的运动，物体在运动过程中，它受到的力是在不断地发生着变化 大单元 知识解读 知识点一：力的动态平衡✭✭✭ 使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡。此类问题的特征是“缓慢”，“慢慢”运动。 1.基本思路：解决此类问题的基本思路是物体处于物体处于平衡状态 2.解析法解决动态平衡： 对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件列式求解，得到因变量与自变量的一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 大单元 重难点拓展 题型一：矢量三角形法类 已知条件 方法 （1）三个力中，有一个力为恒力（大小方向均不变） （2）另一个力方向不变，大小可变， （3）第三个力大小方向均变化。 矢量三角形法分析第三个力的方向变化引起的物体受力的动态变化情况 大单元 重难点拓展 题型一：矢量三角形法类 【典例1】如图所示，倾角为θ=30°、AB面光滑的斜面体放在水平地面上，一个重为G的小球在弹簧秤的水平拉力F作用下静止在斜面上。现沿逆时针方向缓慢转动弹簧秤，直到弹簧秤的示数等于初始值，在此过程中，小球与斜面体始终处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．力F先变大后变小 B．地面对斜面体的支持力一直变大 C．地面对斜面体的摩擦力一直变小 D．斜面体对小球的支持力一直变大 大单元 重难点拓展 题型一：矢量三角形法类 【详解】AD．根据题意，作出小球受力的矢量三角形，从图中可看出力F先减小再增大，斜面对球支持力一直减小，故AD错误； 大单元 重难点拓展 题型一：矢量三角形法类 【变式1】如图所示，轻质弹簧一端固定在水平墙上，另一端与一小球相连，在小球上再施加一个拉力使小球处于静止状态，弹簧与竖直方向夹角为，拉力与竖直方向夹角为，且；现保持拉力大小不变，方向缓慢转至水平，则下列说法正确的是（　　）   A．a先增大后减小 B．a一直减小 C．弹簧的弹力先减小后增大 D．弹簧的弹力先增大后减小 【详解】根据题意，对小球受力分析，保持拉力F大小不变，方向缓慢转至水平过程中，由矢量三角形可得，如图所示  由图可知，弹簧弹力逐渐增大，a先增大后减小。 大单元 重难点拓展 题型一：矢量三角形法类 【变式2】如图所示，用光滑铁丝弯成的四分之一圆弧轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，一中间带有小孔的小球套在圆弧轨道上，对小球施加一个拉力，若在拉力方向从水平向左在纸面内顺时针转至竖直向上的过程中，小球始终静止在A点，则拉力F（　　） A．先变大，后变小 B．先变小，后变大 C．一直变大 D．一直变小 【详解】根据题意可知，小球始终静止在A点，对小球受力分析可知，小球受重力与弹力及拉力，三力平衡三力可组成一个闭合的三角形，如图所示： 则拉力方向从水平向左在纸面内顺时针转至竖直向上的过程中，拉力F先变小，后变大。 B 大单元 重难点拓展 题型二：相似三角形法类 已知条件 方法 （1）三个力中，有一个力为恒力（大小方向均不变） （2）其余两个力方向、大小均在变 （3）有明显长度变化关系 相似三角形法 大单元 重难点拓展 题型二：相似三角形法类 大单元 重难点拓展 题型二：相似三角形法类 大单元 重难点拓展 题型二：相似三角形法类 【变式1】如图所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定。A端用铰链固定，滑轮O在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可忽略），B端吊一重物P，现施加拉力F将B缓慢上拉，在杆转到竖直前，求 （1）OB段绳中的张力变化情况； （2）杆中的弹力变化情况。 大单元 重难点拓展 题型二：相似三角形法类 大单元 重难点拓展 题型二：相似三角形法类 【变式2】如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上，一个原长为L0=R的轻弹簧，一端固定在大圆环顶点A，另一端与小球相连，当小球静止于B点时，弹簧的长度L=1.5R。图中θ角未知，试求： （1）小球在B点时，大圆环对它的支持力FN大小； （2）该弹簧的劲度系数k。 大单元