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)

　　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(qǐng)分析物塊受力并分析當(dāng)傾角 慢慢減小到零的過(guò)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(shí)的分析可以知道當(dāng)傾角 慢慢減小到零的過(guò)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(shí)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(shí)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(dòng)摩擦因數(shù)為 ，請(qǐng)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(guò)程，物塊對(duì)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(shí)，只受兩個(gè)力重力 和斜面給的支持力 ，此時(shí)沒(méi)有摩擦力;

　　時(shí)，物塊只受一個(gè)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(dòng)狀態(tài)是變化的，既開(kāi)始時(shí)物塊靜止在斜面上，這時(shí)物塊受三個(gè)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(shí)，物塊開(kāi)始滑動(dòng)，此時(shí)物塊依舊受三個(gè)力， 物塊的重力 ，斜面給物塊的支持力 和斜面給物塊的滑動(dòng)摩擦力 .物塊處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(這里學(xué)習(xí)應(yīng)用了運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分段處理方法).在此基礎(chǔ)上分析每個(gè)力的大小變化情況.(利用物體平衡條件和滑動(dòng)摩擦力的性質(zhì)來(lái)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(duì)斜面的壓力的大小.如圖所示.

　　解： 解決力學(xué)問(wèn)題首先對(duì)(研究對(duì)象)物體進(jìn)行受力分析，物體在斜面上受三個(gè)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(duì)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(duì)斜面的壓力的大小為：

　　探究活動(dòng)

　　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(gè)力的合力或去求合力的某一個(gè)分力.利用作圖法解決共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題，雖然此種方法簡(jiǎn)潔、直觀、方便，但由于在利用作圖法過(guò)程中誤差的存在(包括作圖誤差、視圖誤差、測(cè)量誤差等)不可避免，得到的結(jié)果太粗糙.因此，我們?cè)诮忸}時(shí)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(shí)使用.

　　題1　驗(yàn)證兩個(gè)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(gè)共點(diǎn)力大小及夾角發(fā)生變化時(shí)合力的變化規(guī)律

　　上面兩個(gè)例題請(qǐng)同學(xué)們自己用直尺動(dòng)手作一下實(shí)地的研究.