高一物理力的合成與分解知識點經(jīng)典例題精析.doc

物理 學科導學案 教師: 學生: 年級: 高一日期: 星期:六 時段: 下午2：00-4:00 課 題力的合成、分解以及受力分析專題教學目標與 考點分析1. 掌握力的合成與分解2. 掌握受力分析過程3. 會分析物理的受力情況 教學重點受力分析教學方法1對1輔導學習內(nèi)容與過程力的合成【知識框架】 1.定義：求幾個力的合力 力的合成 2.合力與分力的關(guān)系：等效替代 3.共點力 平行四邊形定則1.合成法則： 二力合成 三角形定則2.計算公式： （） 多力的合成：逐步合成法.先分解再合成【重點.難點解析】一、力的合成：1.合力與分力：一個力如果它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用在物體上所產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，那幾個力就叫做這個力的分力.2.共點力：幾個力如果都作用在物體的同一點上，或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力.3.力的合成：（1）平行四邊形定則：如果用表示兩個共點力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力F的大小和方向.（2）三角形定則：求兩個互成角度的共點力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的線段首尾相接的畫出，從起點指向終點的線段就表示合力F的大小和方向.三角形定則是平行四邊定則的簡化，本質(zhì)相同.如下圖所示：F2F1FF1F2F二、合力與分力的關(guān)系：設(shè)兩個大小恒定的分力分別為F1、F2，兩個分力間的夾角為（0180）根據(jù)余弦定理可求得合力： 討論：1.當0180時，隨著增大，減小，即合力F隨著兩分力夾角的變大而減小；2.當時，即兩分力方向相同，為最大；3.當時，即兩分力方向垂直，4.當時，即兩分力方向相反，為最小，方向與較大的力的方向相同；5.當，且時，合力的方向在兩分力夾角的平分線上.F1F2F60綜上所述，知已知兩分力、，合力的范圍為：.總結(jié)：合力有可能大于任一分力，也有可能小于任一分力，還有可能等于任一分力的大小，它的大小取決于兩個分力的夾角.三、多個共點力的合成：1.逐步合成法：方法是先求其中任意兩個力的合力，再將這個合力與另一個分力合成，如此循環(huán)下去，直至求出最后的合力.2.力的多邊形定則：把每個分力的矢量線段首尾相連，則從第一個分力的矢尾指向最后一個分力的矢端的有向線段表示它們的合力.如下圖所示：2.力的分解【知識框架】 1.定義：求一個已知力的分力 力的分解 2.分解方法：平行四邊形定則，是力的合成的逆運算 （1）按實際效果分解 （2）正交分解 力分解的唯一性 1.已知合力和兩個分力的方向 2.已知合力和一個分力的大小和方向 已知合力和一個分力的大小及另一個分力的方向： 力分解的多解性 1.當 F2=Fsin 或F2F時，F(xiàn)1有唯一解2.當 F2Fsin 時，F(xiàn)1無解； 3.當 FsinF2F 時，F(xiàn)1有兩解；【重點.難點解析】一、力的分解1.力的分解：求一個已知力的分力叫做力的分解.2.力的分解定則：力的分解是力的合成的逆運算，同樣遵循平行四邊形定則，即把已知力作為合力，那么，與已知力共面的平行四邊形的兩條鄰邊就表示已知力的兩個分力.二、力的分解的多解性：1.一個力在無條件限制下可以分解成無數(shù)對分力，如圖：F1F2FF1F22.力分解的唯一性條件（1）已知合力F的大小和方向以及兩分力的方向.如圖（甲）所示：AAF（甲）（乙）BOFF1F1F2F2（2）已知合力F的大小和方向以及其中一個分力的大小和方向.如圖（乙）所示：3.分解時需討論的情況（1）已知合力和兩個分力的大小：a.當合力等于兩分力之和或兩分力之差時，有唯一解；b.當合力介于兩分力之差與兩分力之和時，有兩組解.AF1F2（2）已知合力、一個分力的方向另一個分力的大?。喝鐖D所示，已知力F及其中一個分力F1沿OA方向，則：（1）當F2=Fsin時，F(xiàn)1有唯一解；（2）當FsinF2F時，F(xiàn)1有兩解；（3）當F2Fsin時，F(xiàn)1無解；（4）當F2F時，F(xiàn)1有唯一解.FFxyxFyO三、力的分解的方法：1.按力的實際效果分解；2.正交分解：如右圖所示Fx=Fcos Fy=Fsin本講小結(jié)1.合力與分力的等效替代是可逆的，也可以用幾個分力來替代合力.2.分力F1和F2及合力F的矢量圖必構(gòu)成一個封閉的三角形；三個力合成時，若三個力矢量首尾順次相接構(gòu)成封閉三角形，則三個力合力為零.3.多力合成時合力與合成的順序無關(guān)，但合成順序選擇恰當可簡化求解過程.【重點.難點解析】受力分析是力學的一個基礎(chǔ)，貫穿于整個高中物理.只有正確分析出物體的受力，才能進一步研究物理過程，因此正確的受力分析是解決力學問題的關(guān)鍵.一、物體受力分析的一般思路：1.明確研究對象，并將它從周圍的環(huán)境中隔離出來，以避免混淆.研究對象可以是質(zhì)點、結(jié)點、單個物體或物質(zhì)系統(tǒng).2.按順序分析物體的受力，一般按照重力、彈力、摩擦力、其它力的順序，養(yǎng)成順序分析受力的習慣，就不容易漏力.3.正確畫出物體的受力示意圖.4.檢查，防止錯畫力、多畫力和漏畫力.二、受力分析的要領(lǐng)： 1.只分析研究對象所受的力，不分析研究對象對其它物體所施的力.也不要把作用在其它物體上的力錯誤的認為通過“力的傳遞”作用在所研究的對象上.2.只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力，不用分析根據(jù)效果命名的力，如動力，助力，下滑力等.3.每分析一個力，都應找出施力物體，以防止多分析某些不存在的力.4.合力與分力不能同時作為物體的受力，只分析實際的受力，不分析它們的合力和分力.5.物體的受力決定物體的運動狀態(tài)，受力分析時可結(jié)合物體的運動狀態(tài)，采用假設(shè)的方法進行分析判斷.6.外部作用看整體，相互作用要隔離.三、對物體進行受力分析時應注意：1.為了使問題簡化，題目中會出現(xiàn)一些帶有某種暗示的提法，如“輕繩”、“輕桿”暗示不考慮繩或桿的重力；“光滑面”暗示不考慮摩擦力；“滑輪”、“光滑掛鉤”暗示兩側(cè)細繩中拉力相等.2.彈力的表現(xiàn)形式是多種多樣的，平常說的“壓力”、“支持力”、“拉力”、“推力”、“張力”等實際上都是彈力.3.靜摩擦力是被動力，物體相對的趨勢要由研究對象受到的其它力來確定典例剖析BACDFO如上右圖所示，三角形ABC三邊的中點分別為D、E、F，在三角形中任取一點O，如果OE、OF、DO三個矢量代表三個力，那么，這三個力的合力為( )AOA BOBCOC DDOPMN典例剖析【例1】如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P與斜放的固定MN接觸，且處于靜止狀態(tài)，則斜面體P此刻受到的外力個數(shù)可能為（ ）A2 B3 C4 D5【拓展1】如圖所示，小車M在恒力作用下，沿水平地面做直線運動，由此可以判斷（ ）vFMA.若地面光滑，則小車一定受三個力作用B.若地面粗糙，則小車可能受三個力作用C.若小車做勻速直線運動，則小車一定受四個力作用D.若小車加速運動，則小車可能受三個力作用【例2】放在水平地面上的“L”形物體M上表面有物體m，M與m之間有一處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，整個裝置處于靜止狀態(tài)，如圖所示.有關(guān)M和m受力情況的判斷，不正確的是（ ）MmAm受到向右的摩擦力 BM受到m對它向左的摩擦力 C地面對M的摩擦力方向向右 D地面對M不存在摩擦力作用PQ【拓展1】如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪，兩滑塊P、Q用輕繩連接并跨過滑輪（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦），P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止狀態(tài)當用水平向左的恒力推Q時，P、Q仍靜止不動，則（ ）AQ受到的摩擦力一定變小BQ受到的摩擦力一定變大C輕繩上拉力一定變小D輕繩上拉力一定不變【例3】質(zhì)量為m的物體，放在質(zhì)量為M的斜面體上，斜面體放在粗糙的地面上，m和M均處于靜止狀態(tài)，如圖所示，當物體上施加一個水平力F，且F由零逐漸增加到Fm的過程中，m和M恰好一直保持靜止狀態(tài)，在此過程中，下列判斷正確的是（ ）MmFA.斜面體對m的支持力逐漸增大B.物體m受到的摩擦力逐漸增大C.地面受到的壓力逐漸增大D.地面對斜面體的摩擦力由零逐漸增大到FmBA乙F【拓展1】如圖所示，物體A、B在力F作用下以相同速度沿F方向勻速運動，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說法正確的是（ ）BFA甲A.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均為與F相同B.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均為與F相反C.甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力D.甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同課內(nèi)練習與訓練【例1】大小不變的F1、F2兩個共點力的合力為F，則有（ ）A合力F一定大于任一個分力 B合力的大小既可等于F1，也可等于F2C合力有可能小于任一個分力 D合力F的大小隨F1、F2間夾角增大而減小.【拓展1】一個物體受到同一平面內(nèi)的三個共點力的作用，其大小分別為F1=30NF2=40N，F(xiàn)3=50N則它們合力的最大值和最小值分別為 和 .【例2】如下左圖所示，有五個力作用于同一點O，表示這五個力的有向線段恰好分別構(gòu)成一個正六邊形的兩鄰邊和三條對角線已知F3=10N，則這個五個力的合力大小為（ ）A0 B20NF1F2F3F4F5C30N D40N【拓展3】如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成一個閉合的三角形，且三個力的大小關(guān)系是F1F2F3，則下列四個圖中，這三個力的合力最大的是( )【例3】圖中重物的質(zhì)量為m，輕細線AO和BO的A.B端是固定的. 平衡時AO是水平的，BO與水平面的夾角為，AO的拉力F1和BO的拉力F2 的大小分別是（ ）ABmOAF1=mgcos BF1=mgctg CF2=mgsin DABOC【拓展1】三段不可伸長的細繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如所示，其中OB是水平的，A端.B端固定，若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩是（ ）A必定是OA B必定是OBC必定是OC D可能是OC，也可能是OB【拓展1】如圖所示，一根長為l的細繩一端固定在O點，另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A，為使細繩與豎直方向夾30角且繃緊，小球A處于靜止狀態(tài)，則對小球施加的最小力等于( )OlAAmgBmgCmgDmgF1.如圖所示，一個重為50N的物體置于光滑水平面上，當用一個F=10N的力豎直向上拉物體時，物體所受的合力為（ ） A0N B60N ，方向豎直向上 C40N， 方向豎直向上 D40N，方向豎直向下1.若氣球下掛一重物，沿與水平面45角的方向斜向上勻速上升，如圖所示，不考慮空氣阻力，從力的相互性與作用效果的角度，分析氣球和重物整體受力情況，下列情況說法正確的是（ ）45 A受重力，浮力，水平方向的風力 B只受重力與浮力的作用 C受重力，浮力，斜向上的沖力 D受重力，浮力，風力，斜向上的沖力2.人站在自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運動，如圖所示.以下說法正確的是 ( )A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和摩擦力的作用C人受到的合外力不為零D人受到的合外力方向與速度方向相同3.如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在傾角為的斜面上，它跟斜面的動摩擦因數(shù)為，在恒定水平推力F的作用下物體沿斜面向上勻速運動，則物體受到的摩擦力是（ ）AmgcosmFB(mgsin+Fcos)CFcos- mgsinD(mg cos+F sin)4. 如圖所示，物體a、b和c疊放在水平桌面上，水平為Fb5N、Fc10N分別作用于物體b、c上，a、b和c仍保持靜止.以f1、f2、f3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小，則CA. f15N，f20，f35NB.