高三物理力 物体的平衡5星级教案.docx

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高三物理力物体的平衡5星级教案

学科教师辅导教案

学员编号：

年级：

高一课时数：

3

学员姓名：

辅导科目：

物理学科教师：

授课类型

C专题力物体的平衡

星级

★★★★★

授课日期及时段

教学内容

＜建议用时5分钟！

＞

批注：

部分知识点由学生填空完成，5分钟左右完成。

一、力的概念：

1.力是物体对物体的_______。

2.力的基本特征

（1）力的物质性：

力不能____________而独立存在。

（2）力的相互性：

力的作用是______的。

（3）力的矢量性：

力是矢量，既有________，又有________。

（4）力的独立性：

力具有独立作用性，用牛顿第二定律表示时，则有合力产生的加速度等于几个分力产生的加速度的________。

3.力的分类：

（1）按力的______分类：

如重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力、分子力、核力等

（2）按力的______分类：

如拉力、推力、支持力、压力、动力、阻力等．

二、常见的三类力。

1.重力：

重力是由于____________而使物体受到的力。

（1）重力的大小：

重力大小等于________，g是常数，通常等于9.8N/kg．

（2）重力的方向：

____________的．

（3）重力的作用点—重心：

重力总是作用在物体的各个点上，但为了研究问题简单，我们认为一个物体的重力集中作用在___________，这一点称为物体的重心．

①质量分布均匀的规则物体的重心在物体的___________．

②不规则物体的重心可用__________求出重心位置．

2.弹力：

发生弹性形变的物体，由于要___________，对跟它__________会产生力的作用，这种力叫做弹力．

（1）弹力产生的条件：

①______________；

②_______________________．

（2）弹力的方向：

跟物体__________的方向相同．

一般情况：

凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因_______而对物体产生的弹力；支持力的方向总是_________________________．

一般情况：

凡是一根线（或绳）对物体的拉力，都是这根线（或绳）因为__________而对物体产生的弹力；拉力的方向总是__________．

弹力方向的特点：

由于弹力的方向跟接触面垂直，面面结触、点面结触时弹力的方向都是__________

（3）弹力的大小：

①与形变大小有关,弹簧的弹力_____②可由力的________求得．

3．滑动摩擦力：

一个物体在另一个物体表面上存在_______的时候，要受到另一个物体________________的力，这种力叫做滑动摩擦力．

（1）产生条件：

①接触面是_____；②两物体接触面上有________；③两物体间有___________．

（2）方向：

总是沿着____________________________．

（3）大小：

与正压力成正比，即__________

4．静摩擦力：

当一个物体在另一个物体表面上有____________时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力．

（1）产生条件：

①接触面是________的；②两物体有__________；③两物体接触面上有______．

（2）方向：

沿着接触面的_________________________．

（3）大小：

由受力物体所处的运动状态根据_________或___________来计算

＜建议用时20分钟！

＞

题型一：

关于重力概念的理解

例一（★★★）关于重心的说法正确的是（）

A．重心就是物体的中心

B．重心的位置随物体的形状的变化而变化

C．重心的位置随物体的位置的变化而变化

D．均匀的木球重心在球心，挖去球心部分，木球就没有重心

Tips：

此题考查重心的概念.重心即物体所受重力的作用点，并不一定在物体上．故B选项正确.

Key：

B

小试牛刀：

变式训练一（★★★）关于重力的大小，下列说法正确的是（）

A.物体的重力的大小总是恒定的

B.同一地点，物体的重力与物体的质量成正比

C.物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受到的重力

D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力

Key：

B

题型二：

弹力有无的判断和弹力的方向

例二（★★★）画出图3－2－15中小球A所受的弹力方向．

Tips：

弹力必须指向球心，而不一定指向重心．又由于F1、F2、G为共点力，重力的作用线必须经过O点，因此P和O必在同一竖直线上。

Key：

小试牛刀：

变式训练二（★★★）如图2所示，A球由竖直细绳悬挂并静止于光滑竖直墙壁左侧，B球静止于光滑水平地面并与竖直墙壁和另一小球接触，C球静止于光滑水平地面上并与一台阶接触，D球由竖直细绳和倾斜细绳悬挂而静止，试判断A、B、C、D四小球所受弹力个数并在图中标出其所受弹力的方向.

Key：

题型三：

摩擦力的有无、方向、大小的判断方法

例三（★★★）如图图2-1-7所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_________。

Tips：

物块ABC受到重力、墙的支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡，由平衡条件不难得出静摩擦力大小为

Key：

小试牛刀：

变式训练三（★★★）如图图2-1-8所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2。

当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为：

A．0；B.μ1mgcosθ;

C.μ2mgcosθ;D.（μ1+μ2）mgcosθ;

Key：

C

题型四：

正交分解法解答物体平衡问题

例四（★★★★★）如图B-10所示，质量为m的物体恰好能在倾角为α的斜面上匀速下滑，如果在物体上施加一个力F，使物体沿斜面匀速上滑，为了使力F取最小值，则这个力与斜面的倾角θ为多少？

这个力的最小值是多少？

Tips：

物体的受力情况如图3所示，在垂直斜面方向上有FN=mgcosα-Fsinθ①

沿斜面方向上有Fcosθ=FU+mgsinα②

且FU=μFN③

由①②③式解得F=，当cosθ+μsinθ最大时，F有最小值，由数学知识可得当θ=arctanμ时，cosθ+μsinθ有最大值，且由题中条件可知μ=tanα，则当θ=α时，Fmin=mgsin2α.

Key：

当θ=α时，Fmin=mgsin2α.

小试牛刀：

变式训练四（★★★★★）一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接着，它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态．此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，与水平线成300夹角．已知B球的质量为3kg，求细绳对B球的拉力和A球的质量mA.

Key：

对B球，受力分析如图物体B处于平衡状态有：

Tcos300=mBg　  

T=2mBg=2×3×10=60N        

对A球，受力分析如图

物体A处于平衡状态有：

在水平方向：

Tcos300=NAsin300         

在竖直方向：

NAcos300=mAg+Tsin300       

由上两式解得：

mA=2mB=6kg   

题型五：

力的合成法解答三力平衡问题

例五（★★★★★）如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力Ff与拉力 F的合力方向应该是

A．水平向右      B．竖直向上

C．向右偏上      D．向左偏上

Key：

B

小试牛刀：

变式训练五（★★★★★）用两辆拖拉机拉一辆陷入泥坑的卡车，如下图所示，一辆沿与卡车前进方向成45°角用大小为1414N的力拉卡车，另一辆沿与卡车前进方向成30°角用大小为2×103N的力拉卡车，卡车开动后自身向前提供的动力是4×103N. 三车同时工作，刚好使卡车脱离泥坑，则卡车受到的阻力约为          

      A．8.2×103N         B．6.0×103N  C．5.6×103N         D．6.7×103N

Key：

D

题型六：

力的分解法解答三力平衡问题

例六（★★★）如图2-2-7甲所示，电灯的重力，绳与顶板间的夹角为绳水平，则绳所受的拉力；绳所受的拉力．

C

图2-2-7

Tips：

查力的平衡、力的合成与分解.先分析物理现象：

为什么绳AO，BO受到拉力呢？

原因是由于OC绳受到电灯的拉力才使AO，BO绳张紧产生拉力，因此OC绳的拉力产生了两个效果，一是沿OA向下的拉紧AO的分力F1，二是沿BO向左的拉紧BO绳的分力F2，画出平行四边形如图2-2-7乙所示，因为OC拉力等于电灯重力，因此，由几何关系得：

Key：

10N

小试牛刀：

变式训练六（★★★）如图2-2-8所示，用轻质三角支架悬挂重物，已知AB杆所受的最大压力为2000N，AC绳所受的最大拉力为1000N，α角为30o．为了不使支架断裂，则所悬的重物应当满足什么要求．

Key：

G≤FACsin30°=500N.

题型七：

整体法和隔离法的应用

例七（★★★★★）如图所示，质量为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，且斜面倾角为θ。

质量为的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？

Tips：

（1）隔离法：

对A：

      对B：

       联立可得：

          （2分）

   （ii）整体法：

     对A：

       对B：

       联立可得：

          （2分）

Key：

N=（M+m）gf=mgtanθ

小试牛刀：

变式训练七（★★★）如图所示，一物体M放在粗糙的斜面上保持静止，斜面静止在粗糙的水平面上，现用水平力F推物体时，M和斜面仍然保持静止状态，则下列说法正确的是（ ）

A．斜面体受到地面的支持力增大    

B．斜面体受到地面的摩檫力一定增大 

C．物体M受到斜面的静摩檫力一定增大     

D．物体M受到斜面的支持力可能减小 

Key：

B

题型八：

动态平衡类问题

例八（★★★★★）如图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m的小圆环A，用一细线悬吊一个质量为m的球B。

现用一水平力F缓慢地拉起B，在此过程中A仍保持静止不动，设圆环A受到的支持力为N，静摩擦力为f ，此过程中           （    ）

      A．N增大，f减小  

      B．F不变，f减小

      C．F增大，f增大   

      D．N减小，f增大

Key：

C

小试牛刀：

变式训练八（★★★）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。

设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2。

以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。

不计摩擦，在此过程中

A.N1始终减小，N2始终增大

B.N1始终减小，N2始终减小

C.N1先增大后减小，N2始终减小

D.N1先增大后减小，N2先减小后增大

Key：

B

题型九：

相似三角形法

例九（★★★）如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑大圆球上，一个劲度系数为k，原长为L（L