1、实验探究共点力的动态平衡共点力的动态平衡问题在高考中考法共点力的动态平衡问题一直是教学中的难点,是考查学生分析、推理能力的重要题型,一直是高考考查的热点内容,因此掌握分析这种问题的一般方法,在高一新课学习乃至高三物理复习中都有着举足轻重的地位。教材中没有相应的实验器材来演示该类平衡,更没有相应的学生实验。为了降低学生学习这个知识的难度,亲身体会这个动态平衡的过程,理解掌握这种平衡问题的规律,本人设计该实验,通过该实验能使学生直观明了的解决该类问题。三个力平衡的特点(1)三个力的合力为零。(2)三个力中任意两个力的合力与第三个力等大反向(3)三个力平衡时,这三个力首尾连接构成封闭的矢量三角形。M
2、、N拉力夹角减小,则两拉力都减小M、N拉力夹角增大,则两拉力都增大共点力的动态平衡(1)通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢的变化,从宏观上看,物体的运动是变化的,但从微观上理解是平衡的,即任一时刻物体均处于平衡状态(2)解题方法图解法、平衡方程式法、相似三角形法实验法思考:在光滑斜面上当绳子从水平方向缓慢向上偏移时,球对斜面的压力和细绳上的拉力将如何变化?实验探究 一在光滑斜面上当绳子从水平方向缓慢向上偏移时,球对斜面的压力和细绳上的拉力将如何变化?示数次数弹簧秤1二力的夹角弹簧秤2支持力的大小拉力的大小12 345结论学生实验1:探究光滑斜面上的动态平衡次数弹簧秤1/N(支持力大小)二
3、力夹角/度弹簧秤2/N(拉力大小)1 4.50 150 3.50 2 2.50 120 2.50 32.20 90 2.00 4 2.00 80 2.10 5 1.80 60 2.30 结论 随着夹角变小,支持力减小,拉力先减小 后增大,其中在支持力和拉力的夹角为90 度时,拉力最小。用静力传感器探究用静力传感器探究 理论推导 如图所示,小球作细绳系住放在倾角为的光滑斜面上,当绳子从水平方向缓慢向上偏移时,球对斜面的压力和细绳上的拉力将如何变化?实验探究 二小球在光滑半球面上缓慢移动,各力如何变化?示数次数弹簧秤1二力的夹角弹簧秤2支持力的大小拉力的大小1 2 3 结论学生实验二:分析光滑圆面
4、上的动态平衡次数弹簧秤1/N(支持力大小)二力夹角/度弹簧秤2/N(拉力大小)11.41 90 1.50 21.40 60 1.10 31.43 30 0.70 结论 支持力基本不变,拉力减小思考:根据结论,实验设计能否简化呢?支持力用固定质量的重物代替,通过定滑轮拉住重物用静力传感器探究用静力传感器探究 理论推导 LFRNhGh不变,比值不变R不变,N不变L减小,F减小 检测1、(2018乐山模拟)如图所示,小球用细线拴住放在光滑斜面上,用力推斜面向左运动,小球缓慢升高的过程中,细线的拉力将()A先增大后减小 B先减小后增大 C一直增大 D一直减小 学习检测 B检测2、(2018湖北模拟)如
5、图所示,带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接,开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的拉力,使小滑块沿杆缓慢上升,整个过程中小球始终未脱离斜劈,则有()A小球对斜劈的压力保持不变B轻绳对小球的拉力先减小后增大C小球对斜劈的压力先减小后增大D轻绳对小球的拉力逐渐增大D检测3、(2018咸阳模拟)把一光滑圆环固定在竖直平面内,在光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔,如图所示。质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢下移。在小球移动过程中手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是()AF不变,FN增大BF不变,FN减小CF减小,FN不变DF增大,FN不变D本节课通过实验探究共点力的动态平衡,实验与理论吻合,使学生对共点力平衡的规律亲身体验,也加强了该规律的理解和掌握。