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高中物理 第四章 牛顿运动定律第7节《共点力的平衡条件》教学课件 _图文


用牛顿定律解决问题(二) 共 点 第力 一的 课平 时衡 条 件 一、知识准备 二、实验探讨 三、理论推导 四、延伸探究 五、应用举例 六、知识小结 F G 1.平衡状态: 能保持静止或匀速直线运 动状态,我们说这个物体处于平衡状态 2.共点力 作用在物体的同一点 作用线相交于同一点 返回 平衡条件的理论推导 想一想:速度 等于0与静止 是一回事吗? 静止--静平衡 (v=0,a=0) 平衡状态 匀速直线运动--动平衡 (v≠0,a=0) 总结 a=0 根据牛顿第二定律F合=ma F合=0 返回 如图所示,一个 物体在三个共点力 的作用下处于静止 状态,你能自己设计 实验,用已学过的知 识探讨一下这三个 力的关系吗? 提供白纸一张,弹簧秤3把,绳套一个, 刻度尺若干,铅笔等 共同讨论实验设计 1.三位同学一组把三个弹簧 秤的挂钩挂到绳套上,分别向三 个方向拉弹簧秤,记下弹簧秤的 示数和方向。注意:用力不能太 大,以免超出弹性限度。 2.各小组按各力的大小和方 向作出力的图示,根据力的平行 四边形法则,求出三个力的合力, 并说明作图得到的结果。 关系一: 在误差范围内,这三个力的合力为零 所以,在三个共点力作用下物体平衡时所 受合力为0. 关系二:任意两个力的合力与第三个力大小 相等,方向相反,作用在同一直线上 那么物体平衡的条件是否 就是合力为0呢? 返回 如果物体在4个甚至更多的共点力作用下处 于平衡状态,请同学们根据以上的实验思路验 证其平衡的条件是F合=0,实验过程中你会发 现什么? 如果物体受到多个共点力作用处于平衡 状态,则其中任意一个力一定与其余的力的 合力大小相等方向相反 返回 ? 例题.城市中的路灯,无轨电车的供电线路等,经常用三角 形的结构悬挂.如图所示为这类结构的一种简化模型.图中 硬杆OB 可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的 重量都可忽略.如果悬挂物的重量是G,角AOB等于 ,钢索 OA对O点的拉力和杆OB 对O点的支持力各是多大? A F1 y B F2 O x F3 G 正交分解法: 1.建立平面直角坐标系 (原则是使更多的力处于坐标轴上) F1 y F2 O x F3=mg 2.由Fx合=0;及Fy合=0得到 F1Cos? = F2 F1Sin ? = mg ? 练习:如图所示,重为G=10N的小球在竖 直挡板作用下静止在倾角为θ=30o的光滑 斜面上,已知挡板也是光滑的,求: (1)挡板对小球弹力的大小; (2)斜面对小球弹力的大小。 返回 1.共点力平衡的条件 物体受合力为0 2.求解共点力作用下平衡问题的步骤 (1)确定研究对象 (2)对研究对象进行受力分析,并画受 力图; (3)据物体的受力和已知条件,选用力 的合成、分解、正交分解法,确定解题方法; (4)解方程,进行讨论和计算 知 识 点 一 学 业 第 4 节 串联电路和并联电路 分 层 测 评 知 识 点 二 学习目标 1.掌握串、并联电路的电流、电压、 电阻特点.(重点) 2.理解将小量程电流表改装成大 量程电流表和电压表的原理,并会 进行有关计算.(重点,难点) 3.会画混联电路的等效电路 图.(重点) 知识脉络 串联电路的分压作用和电压表 [先填空] (1)在串联电路中,各处的电流相等,表达式为 I=I1=I2=…=In 特点 (2)串联电路的总电压等于各部分电压 之和,表达式为 U= U1+U2+…+Un (1)串联电路的等效总电阻为各电阻阻值 之和 性质 (2)电压分配:各电阻两端的电压跟它们的阻值成 正比 (3)功率分配:各电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比 由串联电路的性质(2)可知,串联电路中的每一个电阻都要分担一 作用 部分电压,电阻越大,它分担的电压就 越多,串联电阻的这种作 用称为串联电路的 分压作用 实验室中常用的电压表就是利用串联电路的分压 作用,由小量程 应用 的 电流计改装而成的 [再判断] 1.串联电路中,当其中一个电阻增大,总电阻就增大.(√) 2.电流表改装成电压表时是串联一个电阻.(√) 3.串联电路中,在电路两端电压一定的情况下,电阻越大,其分得的电压 就越大.(√) [后思考] 串联电路的总功率和串联电路中各电阻的功率有何关系? 【提示】 串联电路的总功率等于串联电路中各电阻的功率之和. [合作探讨] 实验室有一表头 G,满偏电流 3 mA,内阻 100 Ω. 探讨 1:表头 G 的满偏电压是多少? 【提示】 Ug=IgRg=0.3 V. 探讨 2:用它作为电压表测 3 V 的电压,能直接测量吗?怎么办? 【提示】 不能,让表头 G 与一个电阻串联. [核心点击] 1.对串联电路的深化理解 (1)串联电路的各处电流相等,是电荷守恒定律的体现; (2)串联电路的总电压等于各部分电压之和,是能量守恒定律的体现; (3)利用串联电路的特点推导电阻关系表达式:将几个电阻串联后,设电路 的等效总电阻为 R,R=UI =UI11+UI22+…+UInn=R1+R2+…+Rn,即串联电路的 等效总电阻为各电阻阻值之和,并且串联电阻个数越多,总电阻越大. 2.对小量程电流表 G(表头)的认识 (1)主要结构:永久磁铁和可转动的线圈. (2)工作原理:通电后,线圈在磁场力的作用下带动指针偏转,指针的偏角 与通过指针的电流成正比. 图 3-4-1 (3)表头的三个主要参数 ①内阻 Rg:小量程电流表 G 的电阻. ②满偏电流 Ig:电流表 G 指针偏转到最大刻度时的电流. ③满偏电压 Ug:电流表 G 通过满偏电流时,加在它两端的电压. 由欧姆定律可知:Ug=IgRg. 3.将小量程电流计改装成大量程的电压表 (1)电流表改装成电压表的原理:将电流表的示数根据欧姆定律 Ug=IgRg 换 算成电压值,可直接用于测电压,只是量程


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