高一物理物体平衡的相关解法 教案

一、教学内容：物体平衡的相关解法。二、考点点拨本专题中所介绍的物体的平衡态是高中阶段最重要的一个物体状态，是高考考查的一个重点和难点，在历年的高考中都有相关的考查。掌握好物体平衡态的相关计算，是高中物理学习必备的能力。三、跨越障碍1. 合成法或分解法例：如图所示，将一根不能伸长的柔软轻绳的两端分别系于 A、B 两点上，用动滑轮将一物体悬挂在绳子上，当物体达到平衡时，两段绳子间的夹角为1 ，绳子张力为 F1；将绳子 B 端移至C 点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为2 ，绳子张力为 F2；将绳子 B 端移至 D 点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为3 ，绳子张力为 F3。已知 A、C、D 三点在同一水平直线上，不计绳与滑轮间的摩擦，则 （ ）A、1 =2 =3B、1 =2 ＜3C、F1 = F2 = F3 D、F1 = F2＜ F3解析：设绳的总长为 L，A、C 的间距为 d，A、D 的间距为d，A、O 的间距为 L 1，则：在 B 点时，dLLL2sin)(2sin1111，所以dL2sin1；同理，当在 C 点时有dL2sin2，在D 点有dL2sin3。从图中可以看出d>d，所以有1 =2 ＜3 ；又因是动滑轮，绳子张力处处相等，合力一定时两绳的夹角越大，张力也越大，所以 F1 = F2＜ F3综上所述，选项 B、D 正确小结：（1）当物体只受三个力作用而处于平衡时，此三力必共面共点，将其中的任意两个力合成，合力必定与第三个力大小相等，方向相反；将其中某一个力（一般为已知力）沿另外两个力的反方向进行分解，两个分力的大小与另两个力的大小相等。在利用力的平行四边形定则解答物体的平衡问题时，若所作平行四边形中包含有直角三角形，一般用三角函数知识求解，也可用正弦定理和余弦定理求解（高考不作要求）；若平行四边形为菱形，可作另一条对角线为辅助线，由于菱形的两条对角线相互垂直平分，可将菱形转化为一般直角三角形；若观察分析发现所作力的三角形与几何三角形相似，则可利用“相似三角形对应边成比例”的性质求解。总之，对于三力平衡问题，解法灵活，可以利用合成法、图解法或正交分解法等方法解题（2）同一根轻绳各处的拉力大小都相等，“滑环”、“滑轮”各处的拉力大小依然相等；而用心 爱心 专心“结点”则把绳子分成两段，拉力的大小一般不相等。（3）解答本题时，要设法通过力的方向所确定的角度去建立给定的几何量（如绳长）之间的关系。2. 整体法和隔离...