高一共点力的平衡（第一课时）-任务单

课程基本信息课例编号2020QJ10WLRJ021学科物理年级高一学期上课题共点力的平衡（第一课时）教科书书名：普通高中教科书物理必修第一册出版社：人民教育出版社出版日期：2019年6月学生信息姓名学校班级学号学习目标1.知道什么是共点力的平衡？2.能够通过理论推理，总结出共点力平衡的条件，体会等效替代等科学研究的思想。3.了解用实验验证共点力平衡条件的基本思路与方法。课前学习任务阅读教材p72课上学习任务【学习任务一】回顾：物体的平衡状态以及共点力的概念。判断：哪些生活中常见的物体是在共点力的作用下处于平衡状态？【学习任务二】自主设计实验验证共点力作用下物体的平衡条件。思考：实验中的注意事项有哪些？【学习任务三】“练一练”：1.如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，请在图上画出这四个力的合力的大小和方向。推荐的学习资源【课后拓展学习资源】：平衡的稳定性钢丝上的杂技演员、不倒翁都是在重力与支持力的作用下处于平衡状态，但是钢丝上的演员稍有不慎就会掉下，而不倒翁在被扳倒后却能自动立起，这说明物体的平衡是有区别的。处于平衡状态的物体在受到外力的微小扰动而偏离平衡位置时，若物体能自动恢复到原先的状态，这样的平衡叫做稳定平衡（如图431中间物体的平衡）;若物体不能自动回到原先的状态，这种平衡叫做不稳定平衡（如图431左侧物体的平衡）;若物体在新的位置也能平衡，这种平衡就叫做随遇平衡（如图431右侧物体的平衡）。平衡物体处于何种平衡状态，决定于平衡物体偏离平衡位置时重心高度的变化情况。例如，图432中(a)、(b)、(c)三个圆锥体分别处于不稳定平衡、稳定平衡和随遇平衡状态。当它们偏离平衡状态时，(a)中物体重心高度降低，(b)中物体重心高度升高，(c)中物体重心高度不变。物体的倾倒是有原因的，我们来看下面的实验，如图433所示，在一均匀木块侧面的中心上拴一根重垂线，把木块放在一个能改变倾角的斜面上，斜面上固定一个小木桩，使木块不能在斜面上滑动，仔细观察重垂线与木块的支持面相对位直的变化，看在什么情况下木块会倾倒。从上面的实验可以看出，只要偏转的角度不大，重垂线不超出物体的支持面，物体就不会倾倒。始建于1174年的著名的比萨斜塔，塔高56.7m，塔基直径19.6m，总质量为1.45×104t，它至今倾斜度已达5.5°，塔顶中心点偏离中心垂线近5m，但仍未倒塌，就是因为它的重力作用线仍通过其支持面。自然界和人类都创造了平衡的奇迹，然而平衡能否稳定，仍取决于重力作用线与支持面的相对位置。例如，人站立时，重力作用线通过支持面，才能保持身体的平衡。处于稳定平衡状态的物体，它们倾倒的难易程度(即物体的稳定程度)一般是不同的。物体的稳定程度叫做稳度。如图439所示，书有三种不同的放置方式，你认为哪种放置方式稳度最大，为什么?平放的书重心更低，面积大，只有它偏转很大的角度时，它的重力作用线才会超出支持面，使书翻倒。可见，这种放置方式稳度更大。因此，若想改变物体的稳度，我们可以从改变物体的重心以及支持面的面积来着手。例如，卡车装货物时