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1、1靜態(tài)與動態(tài)兼顧靜態(tài)與動態(tài)兼顧整體與隔離交替整體與隔離交替力物體的平衡章節(jié)教學(xué)剖析盧灣高級中學(xué)王金鐸物理學(xué)是探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動基本規(guī)律的科學(xué),自然界物體具有形形色色的結(jié)構(gòu),其運(yùn)動方式也是紛繁復(fù)雜的,這幅美麗自然畫卷的形成是物體與外界力作用的結(jié)果。正是由于不同性質(zhì)的力和力間的相互作用,影響和決定了物體的運(yùn)動方式。從本質(zhì)上搞清楚力的形成機(jī)制,分析和處理物體在自然界存在的基本運(yùn)動方式—平衡,是處理和解決復(fù)雜物理問題的基礎(chǔ)。所以,研究和分析物體
2、平衡的教學(xué),在整個物理教學(xué)中尤顯重要。平衡狀態(tài)是指物體處于靜止、勻速直線運(yùn)動或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。前者屬于靜態(tài)平衡,后者屬于東平衡。在研究物體的平衡時,既要能分析和處理靜態(tài)平衡,也要屬于分析和處理動態(tài)平衡。物體在自然狀態(tài),可以是單一物體的形式存在,也可以是以質(zhì)點組的方式存在,及整體的或系統(tǒng)的方式。在處理時,要整體和隔離法交替進(jìn)行,以使對物體的研究更加具體和全面。為達(dá)上述目標(biāo),在教學(xué)過程中建議做到以下幾方面。一、搞清力的共性分析力的個性搞清力的
3、性質(zhì)是處理力的前提。在力的性質(zhì)中,既有對各種力適用的共性,也有只對具體形式的力適用的個性。在研究力的關(guān)系時,首先必須對力的性質(zhì)有深刻認(rèn)識。1力的共性自然界存在的力有其共性的地方。(1)力的概念力是物體對物體的作用。從力的概念可以看出,要形成力必須有兩個條件,一是必須有兩個(或以上)的物體,這是力形成的必要條件;二是物體間必須有作用,這種作用就產(chǎn)生了力。由于物體間作用形式的多樣性,導(dǎo)致力的方式的多樣性。(2)力的性質(zhì)力概括起來有幾下幾方面
4、的性質(zhì),見表一:表一:力的基本性質(zhì)物質(zhì)性相互性獨立性矢量性沒有物質(zhì),就不可能有力的存在力總是成對出現(xiàn)的,施力物同時也一定是受力物力間作用互不干擾,每個力都可以對物體獨立產(chǎn)生作用力既有大小,又有方向(3)力的三要素決定力的作用效果的要素有:大小、方向和作用點。這三者的共同組合方可形成一個確定的力。一般情況下,這三者只要有一個方面發(fā)生變化,力的作用效果就會方式變化。(4)力的效應(yīng)力對物體產(chǎn)生作用,會有不同的效應(yīng),具體見表二:表二:力的作用效
5、應(yīng)靜力效應(yīng)動力效應(yīng)空間效應(yīng)時間效應(yīng)使物體發(fā)生形變F=kx使物體產(chǎn)生加速度F=ma改變物體的動能FS=E?k改變物體的動量Ft=mv?3是根據(jù)物體所處的狀態(tài),如物體是否可以處于平衡狀態(tài)或是否有力提供物體的加速度等。(5)注意①受力分析是把物體作為受力物體,只分析物體的受力,不分析研究對象對外的施力。②只分析根據(jù)力的性質(zhì)命名的力,不分析根據(jù)效果命名的力如向心力、回復(fù)力等。③對每個分析的力,都要能找出其施力物體。④合力和分力不要同時作為物體所
6、受的力?!纠?】一架梯子A端擱在墻上,B端擱在木樁上,處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖1a所示,關(guān)于梯子的受力情況,下列說法中正確的是()A重力、三個彈力B重力、三個彈力和一個摩擦力C重力、兩個彈力和一個摩擦力D重力、兩個彈力和兩個摩擦力【解析】由于地面上有木樁,故梯子與接觸面間無摩擦力。可以假設(shè)墻面和地面都是光滑的,梯子并不能運(yùn)動,故梯子與地面間不存在相對運(yùn)動趨勢。故梯子只受重力,墻面對梯子的彈力N,地面對梯子的支1持力N,和木樁對梯子的彈力N,具
7、體見圖1b所示。故本題選擇:A232力的合成與分解進(jìn)行力的合成與分解都是力的運(yùn)算,這是處理力學(xué)問題的前提。(1)合力與分力幾個力可以替代一個力,那幾個力就是分力,一個力被替代的力問合力。合力與分力關(guān)鍵是作用效果上的等效。所謂作用效果是指力作用后,能使物體產(chǎn)生相同的運(yùn)動狀態(tài)。(2)合成與分解力的合成與分解時矢量運(yùn)算,合、分力間的關(guān)系滿足矢量運(yùn)算的平行四邊形定則。在力的合成中,除了兩分力共線以外,合力總是平行四邊形的對角線,分力一定是平行四
8、邊形的鄰邊。已知分力求合力的運(yùn)算是唯一的;而已知合力求分力的運(yùn)算不一定是唯一的,只有在確定的物理條件下,才可能唯一。(3)常用法則平行四邊形定則,三角形定則,正交分解法?!纠?】作用于O點的三個力平衡,設(shè)其中一個力大小為F1,沿y方向,大小未知的力F2與x方向夾角為,如圖2a所示,下面判斷正確的是(?)(A)力F3可能在第二象限的任意區(qū)域(B)力F3只能在第二象限(C)力F3與F2夾角越小,則F2和F3越?。―)F3的最小值為F1cos
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