力的作用物理試題

2021-06-11 試題

　　力的作用物理試題

　　知識(shí)目標(biāo)

　　1、知道什么叫共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)．

　　2、掌握共點(diǎn)力的平衡條件．

　　3、會(huì)用共點(diǎn)力的平衡條件解決有關(guān)平衡問(wèn)題．

　　能力目標(biāo)

　　1、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用力的矢量合成法則平行四邊形定則進(jìn)行力的合成、力的分解的能力．

　　2、培養(yǎng)學(xué)生全面分析問(wèn)題的能力和推理能力．

　　情感目標(biāo)

　　1、教會(huì)學(xué)生用辨證觀點(diǎn)看問(wèn)題，體會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)助．

　　典型例題

　　關(guān)于斜面物體的摩擦力的兩種分析方法以及拓展

　　例1 如圖，一物塊靜止在傾角為37°的斜面上，物塊的重力為20N，請(qǐng)分析物塊受力并求其大�。�

　　分析：物塊受豎直向下的重力，斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力，斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力．

　　解：

　　1、方法1——用合成法

　�。�1）合成支持力和靜摩擦力，其合力的方向豎直向上，大小與物塊重力大小相等；

　�。�2）合成重力和支持力，其合力的方向沿斜面向下，大小與斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力的大小相等；

　�。�3）合成斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力和重力，其合力的方向垂直斜面向下，大小與斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力的大小相等．

　　合成法的講解要注意合力的方向的確定是唯一的，這有共點(diǎn)力平衡條件決定，關(guān)于這一點(diǎn)一定要與學(xué)生共同分析說(shuō)明清楚．

　　2、方法2——用分解法

　　理論上物塊受的每一個(gè)力都可分解，但實(shí)際解題時(shí)要根據(jù)實(shí)際受力情況來(lái)確定分解哪個(gè)力(被確定分解的力所分解的力大小方向要明確簡(jiǎn)單易于計(jì)算)，本題正交分解物塊所受的重力，利用平衡條件，，列方程較為簡(jiǎn)便．

　　為了學(xué)生能真正掌握物體的受力分析能力，要求學(xué)生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定數(shù)量的訓(xùn)練．

　　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�。�

　　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�。鐖D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．