高一物理教案：《共点力平衡条件的应用》教学设计(2)
来源：网络整理 2018-11-23 12:01:53
方法2的拓展1： 一物块静止在倾角为 的斜面上，物块的重力为 ，请分析物块受力并分析当倾角 慢慢减小到零的过程其大小的变化情况.
解：依题意 用分解法将物块受的重力 正交分解，利用 ， 的平衡条件，得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 的大小为 ，
斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 的大小 .
物块受的重力 是不变的(关于这一点学生非常清楚)，根据数学的知识的分析可以知道当倾角 慢慢减小到零的过程，
逐渐增大，最后等于物块的重力 ;
逐渐减小，最后等于零.
适当的时候，提醒学生分析的方法和结论;提醒学生极限法的应用，即倾角 等于零时的极限情况下分析题目.
方法2的拓展2：一物块放在倾角为 的斜面上，物块的重力为 ，斜面与物块的动摩擦因数为 ，请分析物块受力的方向并分析当倾角 慢慢由零增大到90°的过程，物块对斜面的压力受到的摩擦力其大小的变化情况.
分析物块受力： 时，只受两个力重力 和斜面给的支持力 ，此时没有摩擦力;
时，物块只受一个力，物块的重力 .(此亦为极限法处理).
借此，和学生一起分析，可知物块的运动状态是变化的，既开始时物块静止在斜面上，这时物块受三个力.
物块的重力 ，斜面给物块的支持力 和斜面给物块的静摩擦力 .
在斜面给物块的静摩擦力 等于物块的下滑力 时，物块开始滑动，此时物块依旧受三个力， 物块的重力 ，斜面给物块的支持力 和斜面给物块的滑动摩擦力 .物块处于加速运动状态.(这里学习应用了运动性质的分段处理方法).在此基础上分析每个力的大小变化情况.(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解).
重力大小不变;斜面给物块的支持力的大小逐渐减小;斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小.
利用正交分解分析物体的受力情况
例2 质量为 的物体，用水平细绳 拉着，静止在倾角为 的光滑固定斜面上，求物体对斜面的压力的大小.如图所示.
解： 解决力学问题首先对(研究对象)物体进行受力分析，物体在斜面上受三个力：重力、支持力、绳的拉力.以作用点为原点建立如图所示的平面直角坐标系.
由平衡条件 即 ， (找准边角关系)可得：
由此得到斜面对物体的垂直作用力为：
由牛顿第三定律(作用力和反作用力的关系)可知：
物体对斜面的压力的大小为：
探究活动
作图法
根据力的平行四边形定则，利用直尺(一般常用的是毫米刻度尺)去求几个力的合力或去求合力的某一个分力.利用作图法解决共点力作用下物体的平衡问题，虽然此种方法简洁、直观、方便，但由于在利用作图法过程中误差的存在(包括作图误差、视图误差、测量误差等)不可避免，得到的结果太粗糙.因此，我们在解题时一般不用作图法.而只是在探讨力的变化规律及相互关系时使用.
题1 验证两个分力和合力的关系遵从平行四边形定则
题2 探讨随着两个共点力大小及夹角发生变化时合力的变化规律
上面两个例题请同学们自己用直尺动手作一下实地的研究.
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