【物理】2018届一轮复习人教版物体的平衡教案

【物理】2018届一轮复习人教版物体的平衡教案

‎2.3建模法求解共点力平衡 高考考纲展示 ‎1．力的合成和分解Ⅱ ‎ ‎2．共点力的平衡Ⅱ ‎ 考点分析 ‎1． 高考对该节知识的考查通常以选择题的形式出现，对理解能力要求较高．‎ ‎2．高考对相互作用这章考查频率较高的是摩擦力和物体的平衡两知识点，常与牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律相结合，有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结合，题目难度中等． ‎ 教学目标 ‎ 知识与技能 1、 学会分析题目找出已知信息和暗示 2、 学会将受力分析与运动状态相联系 过程与方法 通过分析找出合适的方法解决问题 情感、态度与价值观 ‎ 通过对共点力平衡习题的归纳，利用建模的思想总结解题方法，从而是学生不畏惧该类型的题。‎ 教学重点 ‎ 如何通过分析题目找出已知量与未知量的联系 教学难点 ‎ 寻找合适的解题方法解决共点力平衡问题 教学方法 ‎ 归纳练习法、讲授法、对比分析法 课时安排 ‎ 1课时 辅助教学 ‎ 多媒体教学、导学案 教学过程 通过前面的学习，我们可以用不同的方法解决共点力平衡的问题，今天我们这节课通过专项练习，归纳一下常用的几种解题方法。‎ 模型一 （基础巩固） 利用整体法、隔离法求解 ‎ ‎1、单选 如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力（ ）‎ A．等于零 B．不为零，方向向右 C．不为零，方向向左 D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右 答案：A 解析：斜劈和物块都处于平衡状态，物块对斜劈有向下的压力和沿斜面向上的摩擦力，二力的合力与重力是平衡力，所以物块对斜面的作用力是竖直向下的，因此斜劈受到的重力和物块对它的作用力都是竖直向下的，地面给斜劈的力只有竖直向上的支持力，所以地面对斜劈的摩擦力为零。也可以对斜劈和物块整体受力分析，由于二者处于平衡状态，受重力与地面的支持力，所以地面对斜劈的摩擦力为零，选A。‎ ‎2. 单选如图，在固定斜面上的一物块受到一外力的作用，F平行于斜面上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）.由此可求出（ ）‎ A．物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的正压力 正确答案：C ‎ 模型二 （基础巩固） 利用作图结合二级结论求解 ‎3、单选（2014年山东高考）如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（ ）‎ A、F1不变，F2变大 B、F1不变，F2变小 C、F1变大，F2变大 D、F1变小，F2变小 所用的二级结论:合力一定，二等大分力的夹角越大，二分力越大．‎ 模型三 （能力提升） 利用作图、推理求解 ‎ ‎4、单选如图，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 ‎【答案】B ‎【解析】本题考查共点力平衡问题，涉及牛顿第三定律:、由缓慢转动木板到水平位置，其间的任一状态都是平衡态。小球所受墙的压力、木板的支持力(反作用力)、重力G三个力的合力为零，表示这三个力的矢量可构成封闭三角形。将木板缓慢转动到水平过程中，重力G的大小及方向不变，方向不变，角逐渐变小，因此表示的线段都逐渐减小，故都逐渐变小 ‎ 5、单选 如 图 所示，小 球用 细 绳 系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推 动 斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水 平，此过程中斜面对小球的支持 力FN以及绳对小球的拉力FT的变 化情况是(　　) ‎ A．FN保持不变，FT不断增大 ‎ B．FN不断增大，FT不断减小 C．FN保持不变，FT先增大后减小 ‎ D．FN不断增大，FT先减小后增大 模型四 （方法拓展） 通过作图利用三角函数求解 ‎6．单选如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，若端跨过位于O/点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO‘段水平，长为度L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L。则钩码的质量为（ ）‎ O ‎300‎ Mgg A O’‎ mg A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎ ‎【解析】平衡后，物体上升L，说明环下移后，将绳子拉过来的长度为L，取环重新平衡的位置为A点，则,则如图易知，选项D正确。‎ 通过讲解归纳题型，在拿到题后读完题就要用建模的思想、固定的解题模式就可以快速 的作答。‎ 课后习题 ‎ ‎1 ．模型一单选如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为(　　)‎ A. B. C. D. ‎2. 模型四 单选如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态，现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内）。与稳定在竖直位置时相比，小球的高度（ ）‎ ‎ A.一定升高 B.一定降低 ‎ C.保持不变 D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 ‎【答案】A ‎3．模型四 单选如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端l/2得c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为 A． B．2 C． D．‎ ‎ ‎ 答案：C 解析：如图所示，平衡后设绳的BC段与水平方向成α角，则： 对节点C分析三力平衡，在竖直方向上有：得：，选C ‎4、模型二 单选 (2015·河南南阳一中月考)如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A端自由转动．用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在圆弧形墙壁上的C点．当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动的过程中(保持OA与地面夹角θ不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是(　　)‎ A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎ ‎ 选C.对O点受力分析如图所示，O受竖直绳子的拉力FG、OA杆的支持力F及OC绳的拉力FC而处于平衡状态．‎ 将杆的支持力F和OC绳上的拉力FC合成，其合力与FG＝G大小相等，方向相反，则在OC上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知OC绳上的拉力先减小后增大，故选C.‎ ‎5、模型二 多选 如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力为G，其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上．现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，则应有(　　)‎ A．拉力F先增大后减小，最大值是G B．开始时拉力F最大为G，以后逐渐减小为0‎ C．a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到G D．a、b间的压力由0逐渐增大，最大为G 解析：选BC.要把a拉离平面，在开始时，平面MN对a球的支持力应为零，因此a球受力分析如图甲所示，则sin θ＝＝，所以θ＝30°，拉力F＝＝G.当球a逐渐上移时，用图解法分析F的变化如图乙所示，在球a上移时，拉力F逐渐减小至零．‎ 在开始时，FN＝＝2G，以后逐渐减小至G，因此正确选项为B、C.‎ ‎6、多选（2015年浙江卷）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g＝10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则(　 　)‎ A．支架对地面的压力大小为2.0 N B．两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 N C．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 N D．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N 解析：A对B有竖直向上的库仑力，大小为FAB＝＝0.9 N；对B与支架整体分析，竖直方向上合力为零，则FN＋FAB＝mg，可得FN＝mg－FAB＝1.1 N，由牛顿第三定律知F′N＝FN ‎，选项A错误。因两细线长度相等，B在A的正下方，则两绳拉力大小相等，小球A受到竖直向下的重力、库仑力和F1、F2作用而处于平衡状态，因两线夹角为120°，根据力的合成特点可知：F1＝F2＝GA＋FAB＝1.9 N；当B移到无穷远处时，F1＝F2＝GA＝1 N，选项B正确，选项D错误。当B水平向右移至M、A、B在同一条直线上时，如图所示，‎ 对A受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，‎ 水平方向：F1cos 30°＝F2cos 30°＋F′cos 30°‎ 竖直方向：F1sin 30°＋F2sin 30°＝GA＋F′sin 30°‎ 由库仑定律知，A、B间库仑力大小F′＝＝＝0.225 N，联立以上各式可得F1＝1.225 N，F2＝1.0 N，选项C正确。‎ 答案：BC 点拨：知识：受库仑力作用下的共点力平衡问题。能力：带电体平衡问题的综合分析能力。试题难度：较大。‎ 课堂小结 ‎ ‎ ‎ 一、求解共点力平衡问题的基本步骤：‎ ‎1、分析题干，读取出已知量和隐含条件 ‎2、选取研究对象画出受力示意图 ‎3、根据问题选取合适的解题方法解决问题 二、 解决动态平衡问题的要点：‎ ‎1、将题目中的物理量分成变化量和不变量 ‎2、若物体受三个力，其中一个力的大小、方向不变、第二个力方向不变，第三个为变力是，可直接用图解法求解 课后作业：巩固训练1、2、3、4、5、6、‎ 课后反思：‎ ‎ 本节课以高考真题为蓝本，将共点力平衡的问题集中展示给学生，就是想让学生认识到这是一个热门考点，同时是学生们掌握解决此类问题的方法，而不是像以前一样是一个无头苍蝇一样。模型的分类有点问题，类型太多应当缩减成两大类，在每一类当中用不同的方法进行进一步不分类。在讲课过程中问的问题应当再直接点、明朗点；将第6道题时，把求合力的公式总结出给学生，就会让学生们更快捷的解决这类问题。‎