5.共点力的平衡 第2课时（教学课件）物理人教版2019必修第一册

第三章 相互作用—力 人教版（2019）必修 第一册 5. 共点力的平衡 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 知道动态平衡的概念和现象。 科学思维 借助平衡条件，处理物体在缓慢变化过程中的动态平衡问题。 科学探究 通过演示视频演示，明确什么是动态平衡，借助不同类型的例题加以研究探究。 科学态度与责任 通过对平衡问题处理方法的学习，可以帮助学生处理日常生活中的平衡问题。 学习目标 教学内容 解析法 01 图解法 02 相似三角形法 03 拉密定理(正弦定理)法 04 教学重点 1 教学难点 2 教学难点 3 应该解析法、图解法处理动态平衡问题。 应该三角形相似法处理动态平衡问题。 应该拉密定理(正弦定理)法处理动态平衡问题。 重点难点 (1)在缓慢移动绳子的一个端点时，你观察到了什么现象？ (2)根据你上节课所学的共点力平衡知识，你怎么解释这一现象？ 课堂导入——观察与思考 物体受到的共点力中有几个力会发生“缓慢”变化，而变化过程中物体始终处于一种“动态”的平衡状态中，我们把这样的状态称为动态平衡状态。 课堂导入——动态平衡状态 01 PART 01 第一部分 解析法 探究新知 8 探究新知——解析法 例1：如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心。O点下面悬挂一重为G的物体M，绳OA水平。 (1)当细绳OB与竖直方向成θ角时，两细绳OA、OB的拉力FA、FB分别是多大? (2)保持O点和细绳OA的位置，使B点沿圆环支架顺时转到Bˊ的过程中，细绳OA及细绳OB的拉力如何变化? O A B M θ Bˊ 探究新知——解析法 (1)O点受几个力的作用？并对O点做出受力分析。 (2)利用合成法或正交分解法求出图示位置，两细绳OA、OB的拉力FA、FB的大小是多少？ (3)根据所求的结果，分析保持O点和细绳OA的位置，使B点沿圆环支架顺时转到Bˊ的过程中，细绳OA及细绳OB的拉力如何变化? 1.受力特点 ①受三个或三个以上力； ②其中某个力发生变化； 2.分析步骤 ①分析物体的受力，画出受力示意图； ②根据平衡条件，得到因变量与自变量的关系式(通常三角函数)； ③根据自变量的变化确定因变量的变化； 探究新知——方法小结 02 PART 02 第二部分 图解法 探究新知 12 探究新知——图解法 例1：如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心。O点下面悬挂一重为G的物体M，绳OA水平。 (3)保持O点和细绳OB的位置，使A点沿圆环支架顺时转到Aˊ的过程中，细绳OA及细绳OB的拉力如何变化? O A B M Aˊ 探究新知——图解法 O A B M Aˊ F=G FA FB FAB=G 探究新知——方法小结 1.受力特点 ①一个为恒力，大小方向都不变； ②另一个力方向不变； ③第三个力大小方向都变； 2.分析步骤 ①分析物体的受力及特点； ②利用平行四边形定则，作出矢量四边形； ③根据矢量四边形边长大小作出定性分析； 03 PART 01 第三部分 相似三角形法 探究新知 16 例2：如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A点正上方，B端吊一重物，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉，在AB杆达到竖直前(均未断)，关于绳子的拉力F和杆受的弹力N的变化，判断正确的是(　　) A．F变大 B．F变小 C．N变大 D．N变小 探究新知——相似三角形法 Tg=G N F T=G A ∆TNB ∽ ∆OBA N AB F OB T OA = = 探究新知——相似三角形法 1.受力特点 ①一个为恒力，大小方向都不变； ②另两个力方向均变化； ③与物体有关的几何三角形两边长度大小不变； 2.分析步骤 ①分析物体的受力及特点； ②利用平行四边形定则，作三力矢量三角形； ③根据矢量三角形和几何三角形相似作定性分析； 方法小结： 探究新知——方法小结 04 PART 04 第四部分 拉密定理(正弦定理)法 探究新知 20 【例3】如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心。O点下面悬挂一物体M，绳OA水平,拉力大小为F1，绳OB与绳OA成120°，拉力大小为F2．将两绳同时缓慢顺时针转过75°，并保持两绳之间的夹角始终不变，物体始终保持静止状态．则在旋转过程中，下列说法正确的是（　　） A. F1逐渐增大 B. F1先增大后减小 C. F2逐渐减小 D. F2先减小后增大 O A B M 探究新知——拉密定理(正弦定理)法 O A B M α β θ F1 F2 F3 = = A B M F1 F2 F3 α α3 = θ θ2 = β β0 β1 = = = A B M F1 F2 F3 α3 θ2 β1 探究新知——拉密定理(正弦定理)法 A B M F1 F2 F3 α3 θ2 β1 A B M F3 F1 F2 α3 θ2 β1 = = 探究新知——拉密定理(正弦定理)法 1.受力特点 ①一个为恒力，大小方向都不变； ②另两个力方向夹角始终不变； 2.分析步骤 ①分析物体的受力及特点； ②利用三角形定则，作三力矢量三角形； ③利用正弦或拉密定理作定性分析； 方法小结： 探究新知——方法小结 解析法 三角形相似法 拉密定理法 动态平衡 图解法 课堂小结 1．自卸翻斗车的主要特点是通过液压系统控制车厢的倾斜，从而实现自动卸载货物的功能。如图，翻斗车卸货过程中，车厢底部平面和水平面间的夹角θ从0缓慢增大，一段时间后，车厢内的货物包会自动滑下。若车厢底部粗糙程度一致，下列说法正确的是（　　） A．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的静摩擦力逐渐减小 B．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 C．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的滑动摩擦力逐渐减小 D．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】AB．在货物包滑动之前，货物包受到的静摩擦力大小为货物包受的支持力大小为随着夹角θ的增大，静摩擦力逐渐增大，支持力逐渐减小，A、B项错误； CD．在货物包滑动之后，货物包受到的滑动摩擦力大小为货物包受的支持力大小为随着夹角θ的增大，滑动摩擦力、支持力均逐渐减小，C项正确，D项错误。 故选C。 2．如图，重力为G的电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA，使连接点A沿墙向上移动而保持结点O的位置和OB绳的位置不变。则在A点向上移动的过程中，下列判断中正确的是（　　） A．绳OB的拉力先增大后减小 B．绳OB的拉力先减小后增大 C．绳OA的拉力先增大后减小 D．绳OA的拉力先减小后增大 课堂练习 D 【答案】D 【详解】以O点为研究对象，O处于平衡状态，根据受力平衡，则AO上的力与BO上的力的合力与重力大小相等，方向相反，如图，由图可知，在A点向上移动的过程中，绳子OB上的拉力逐渐减小，OA上的拉力先减小后增大，D选项符合题意。 故选D。 课堂练习 3．如图所示，木板放置在粗糙的水平地面上，为光滑铰链。轻杆一端与铰链固定连接，另一端固定连接一质量为的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮由力牵引，定滑轮位于的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力的大小，使小球和轻杆从图示位置缓慢运动到的正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中（　　） A．轻杆对小球的作用力大小不变 B．力逐渐增大 C．地面对木板的支持力逐渐减小 D．地面对木板的摩擦力逐渐增大 课堂练习 A 课堂练习 【答案】A 【详解】AB．令杆长为L，杆中弹力为N，长为x，长为h，对小球进行受力分析，根据相似三角形则有解得，当小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方时，x减小，可知外力F大小减小，轻杆对小球的作用力大小不变，故A正确，B错误； CD．令轻杆与水平方向夹角为，对木板B分析则有， 根据上述，轻杆弹力大小N不变，增大，增大，减小，则增大，减小，即地面对木板的支持力逐渐变大，地面对木板的摩擦力逐渐减小，故CD错误。 故选A。 4．新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出70%棉田都是通过机械自动化采收，自动采棉机将棉花打包成圆柱形棉包，然后平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动，使BP板由水平位置逆时针缓慢转动60°，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．当BP板转过30°时，棉包对BP板的压力大小为mg B．当BP板转过60°时，棉包受到三个力的作用 C．棉包对BP板的压力一直减小 D．棉包对AP板的压力先增大后减小 课堂练习 C 【答案】C 【详解】A．当BP板转过30°时，两板间夹角为120°固定不变，可知此时两板对棉包的支持力大小相等，由平衡条件有解得根据牛顿第三定律可得，棉包对BP板的压力大小为，故A错误； B．当BP板转过60°时，AP板处于水平状态，此时棉包对BP板的作用力大小为零，棉包只受重力和AP板的支持力，故B错误 CD．对棉包受力分析，如图所示，设BP板转动的角度为，根据正弦定理可得当从0°增大到60°的过程中，AP板对棉包的支持力一直增大，根据牛顿第三定律可得棉包对AP板的压力一直增大，BP板对棉包的支持力一直减小，则棉包对BP板的压力一直减小，故D错误，C正确。 故选C。 课堂练习 5．由半圆形和矩形组成的艺术门框如图所示，A、B为半圆形与矩形的衔接点。一根不可伸长的轻绳一端固定在A点，另一端可沿着门框在最高点P与右侧门框的中点Q之间缓慢移动。轻质滑轮连接一重物，滑轮与绳的接触点为O，AO与竖直方向的夹角为α，BO与竖直方向的夹角为β，不计滑轮与绳间的摩擦。若绳的另一端从B点开始移动，下列说法正确的是（　　） A．若从B点沿着门框向上缓慢移动，α与β均减小，且α>β B．若从B点沿着门框向上缓慢移动，绳上的拉力先减小后增大 C．若从B点沿着门框向下缓慢移动，α与β均增大，且α=β D．若从B点沿着门框向下缓慢移动，绳中的拉力大小保持不变 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】A．由于滑轮与轻绳之间无摩擦，若从B点沿着门框向上缓慢移动，α与β均减小，且α=β，选项A错误； B．对滑轮受力分析，根据2FTcosα=mg可得绳上的拉力一直减小，选项B错误； CD．若从B点沿着门框向下缓慢移动，则滑轮两边细绳与竖直方向的夹角仍相等，即α=β由几何关系可知（l为绳长，d为门框宽度），则α与β均不变，故绳上的拉力大小保持不变，选项C错误，D正确。 故选D。 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 谢谢聆听 $$