高一物理教案：《共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)(2)
來源：網(wǎng)絡(luò)整理 2018-11-23 12:01:53
方法2的拓展1： 一物塊靜止在傾角為 的斜面上，物塊的重力為 ，請分析物塊受力并分析當(dāng)傾角 慢慢減小到零的過程其大小的變化情況.
解：依題意 用分解法將物塊受的重力 正交分解，利用 ， 的平衡條件，得斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力 的大小為 ，
斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力 的大小 .
物塊受的重力 是不變的(關(guān)于這一點(diǎn)學(xué)生非常清楚)，根據(jù)數(shù)學(xué)的知識的分析可以知道當(dāng)傾角 慢慢減小到零的過程，
逐漸增大，最后等于物塊的重力 ;
逐漸減小，最后等于零.
適當(dāng)?shù)臅r候，提醒學(xué)生分析的方法和結(jié)論;提醒學(xué)生極限法的應(yīng)用，即傾角 等于零時的極限情況下分析題目.
方法2的拓展2：一物塊放在傾角為 的斜面上，物塊的重力為 ，斜面與物塊的動摩擦因數(shù)為 ，請分析物塊受力的方向并分析當(dāng)傾角 慢慢由零增大到90°的過程，物塊對斜面的壓力受到的摩擦力其大小的變化情況.
分析物塊受力： 時，只受兩個力重力 和斜面給的支持力 ，此時沒有摩擦力;
時，物塊只受一個力，物塊的重力 .(此亦為極限法處理).
借此，和學(xué)生一起分析，可知物塊的運(yùn)動狀態(tài)是變化的，既開始時物塊靜止在斜面上，這時物塊受三個力.
物塊的重力 ，斜面給物塊的支持力 和斜面給物塊的靜摩擦力 .
在斜面給物塊的靜摩擦力 等于物塊的下滑力 時，物塊開始滑動，此時物塊依舊受三個力， 物塊的重力 ，斜面給物塊的支持力 和斜面給物塊的滑動摩擦力 .物塊處于加速運(yùn)動狀態(tài).(這里學(xué)習(xí)應(yīng)用了運(yùn)動性質(zhì)的分段處理方法).在此基礎(chǔ)上分析每個力的大小變化情況.(利用物體平衡條件和滑動摩擦力的性質(zhì)來分析求解).
重力大小不變;斜面給物塊的支持力的大小逐漸減小;斜面給物塊的摩擦力的大小是先增大后減小.
利用正交分解分析物體的受力情況
例2 質(zhì)量為 的物體，用水平細(xì)繩 拉著，靜止在傾角為 的光滑固定斜面上，求物體對斜面的壓力的大小.如圖所示.
解： 解決力學(xué)問題首先對(研究對象)物體進(jìn)行受力分析，物體在斜面上受三個力：重力、支持力、繩的拉力.以作用點(diǎn)為原點(diǎn)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.
由平衡條件 即 ， (找準(zhǔn)邊角關(guān)系)可得：
由此得到斜面對物體的垂直作用力為：
由牛頓第三定律(作用力和反作用力的關(guān)系)可知：
物體對斜面的壓力的大小為：
探究活動
作圖法
根據(jù)力的平行四邊形定則，利用直尺(一般常用的是毫米刻度尺)去求幾個力的合力或去求合力的某一個分力.利用作圖法解決共點(diǎn)力作用下物體的平衡問題，雖然此種方法簡潔、直觀、方便，但由于在利用作圖法過程中誤差的存在(包括作圖誤差、視圖誤差、測量誤差等)不可避免，得到的結(jié)果太粗糙.因此，我們在解題時一般不用作圖法.而只是在探討力的變化規(guī)律及相互關(guān)系時使用.
題1 驗(yàn)證兩個分力和合力的關(guān)系遵從平行四邊形定則
題2 探討隨著兩個共點(diǎn)力大小及夾角發(fā)生變化時合力的變化規(guī)律
上面兩個例題請同學(xué)們自己用直尺動手作一下實(shí)地的研究.
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