重庆市万州区龙宝中学高考物理总复习 第2章 第2讲 力的合成与分解 受力分析课件.ppt

第2讲力的合成与分解受力分析 1 力的合成与分解 物理建模1绳上死结和活结问题的分析 掌握一个建模 抓住二个考点 备选视频展台 2 矢量和标量 状元微博 1 共点力的合成及合力范围的确定 2 力的分解 3 受力分析 突破三个考向 随堂基础演练 第二章相互作用备选多媒体展台1 桌面微小形变的观察2 小桌微小形变演示实验3 弹簧的形变与弹力4 静摩擦力与滑动摩擦力5 人走路时所受静摩擦力的分析6 骑自行车时静摩擦力的分析7 力的合成实验演示8 力的合成实验模拟9 合力与两个分力变化关系的演示10 共点力的概念11 两共点力的合成12 验证 平行四边形定则 13 力的分解 二绳挂重物 14 力的分解 斜拉放在水平面上的物体 15 力的分解 三角架挂重物 16 力的分解 物体置于斜面上 17 矢量求和的三角形法则18 矢量差的判断 审题导析1 由力的平行四边形定则作出f1 f2合力的f图示 2 由f所占方格长度判定f1 f2 f3三力合力与f3的大小与方向关系 01抓住二个考点 思维驱动 2013 广州二模 一物体受到三个共面共点力f1 f2 f3的作用 三力的矢量关系如图所示 小方格边长相等 则下列说法正确的是 a 三力的合力有最大值f1 f2 f3 方向不确定b 三力的合力有唯一值3f3 方向与f3同向c 三力的合力有唯一值2f3 方向与f3同向d 由题给条件无法求出合力大小 f 解析考查力的平行四边形定则 对于给定的三个共点力 其大小 方向均确定 则合力的大小唯一 方向确定 排除a c 根据图表 可先作出f1 f2的合力 不难发现f1 f2的合力方向与f3同向 根据几何关系可求出合力大小等于3f3 b对 答案b 01抓住二个考点 知识存盘 1 合力与分力 1 定义 如果一个力 跟几个共点力共同作用产生的效果相同 这一个力就叫做那几个力的合力 原来的几个力叫做 2 关系 合力和分力是 的关系 2 共点力 作用在物体的 或作用线的 交于一点的力 如图所示均是共点力 3 力的合成 1 定义 求几个力的 的过程 2 运算法测 平行四边形定则 求两个互成角度的 的合力 可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形 这两个邻边之间的对角线就表示合力的 和 三角形定则 把两个矢量 从而求出合矢量的方法 产生的效果 分力 等效替代 同一点 延长线 合力 共点力 大小 方向 首尾相接 01抓住二个考点 4 力的分解 1 定义 求一个已知力的 的过程 2 遵循原则 定则或 定则 3 分解方法 按力产生的 分解 正交分解 分力 效果 三角形 平行四边形 思考 1 合力一定大于分力 2 两分力大小一定 夹角越大 合力越小 思维驱动 01抓住二个考点 下列各组物理量中全部是矢量的是 a 位移 速度 加速度 力b 位移 长度 速度 电流c 力 位移 速率 加速度d 速度 加速度 力 电流 解析可通过右面表格对各选项逐一分析 答案a 01抓住二个考点 1 矢量 既有大小又有 的量 相加时遵从 2 标量 只有大小 方向的量 求和时按 相加 方向 没有 算术法则 平行四边形定则 知识存盘 误区警示 混淆矢量与标量的运算法则 对矢量采取标量的代数运算法则 导致出现错误 01抓住二个考点 02突破三个考向 1 二力合成的几种特殊情况 f1 f2 f f1 f2 f 1200 f1 f2 f f1与f2垂直时 f1与f2大小相等且夹角为 时 f1与f2大小相等且夹角为1200时 2 合力范围的确定 1 两个共点力的合力范围 f1 f2 f f1 f2 2 三个共点力的合成范围 最大值 三个力同向时 其合力最大 大小为fmax f1 f2 f3 最小值 以这三个力的大小为边 如果能组成封闭的三角形 则其合力的最小值为零 即fmin 0 如果不能 则合力的最小值的大小为fmin f1 f2 f3 f1为三个力中最大的力 02突破三个考向 审题导析1 题干中关键信息表明p点受f1 f2和f3的合力为零 2 由平行四边形定则画f1 f2的合力图示 并由图示判断选项正误 典例1 2011 广东卷 16 如图所示的水平面上 橡皮绳一端固定 另一端连接两根弹簧 连接点p在f1 f2和f3三力作用下保持静止 下列判断正确的是 a f1 f2 f3b f3 f1 f2c f2 f3 f1d f3 f2 f1 解析由连接点p在三个力作用下静止知 三个力的合力为零 即f1 f2二力的合力f3 与f3等大反向 三力构成的平行四边形如图所示 由数学知识可知f3 f1 f2 b正确 答案b f1 f2 f3 300 600 f3 p 02突破三个考向 02突破三个考向 共点力合成的方法1 作图法2 计算法根据平行四边形定则作出示意图 然后利用解三角形的方法求出合力 以题说法 变式跟踪1 三个共点力大小分别是f1 f2 f3 关于它们的合力f的大小 下列说法中正确的是 a f大小的取值范围一定是0 f f1 f2 f3b f至少比f1 f2 f3中的某一个大c 若f1 f2 f3 3 6 8 只要适当调整它们之间的夹角 一定能使合力为零d 若f1 f2 f3 3 6 2 只要适当调整它们之间的夹角 一定能使合力为零 解析合力不一定大于分力 b错 三个共点力的合力的最小值能否为零 取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内 由于三个力大小未知 所以三个力的合力的最小值不一定为零 a错 当三个力的大小分别为3a 6a 8a 其中任何一个力都在其余两个力范围内 故c正确 当三个力的大小分别为3a 6a 2a时 不满足上述情况 故d错 答案c 02突破三个考向 02突破三个考向 力的效果分解的实例分析 02突破三个考向 典例2 如图所示 斜劈静止在水平地面上 有一物体沿斜劈表面向下运动 重力做的功与克服力f做的功相等 则下列判断中正确的是 a 物体可能加速下滑b 物体可能受三个力作用 且合力为零c 斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左d 撤去f后斜劈一定受到地面的摩擦力 解析对物体受力分析如图 由重力做的功与克服力f做的功相等可知 重力的分力g1 f1 若斜劈表面光滑 则物体匀速运动 若斜劈表面粗糙 则物体减速运动 故a错误 b正确 若fn与ff的合力方向竖直向上 则斜劈与地面间无摩擦力 c错误 撤去f后 若fn与ff的合力方向竖直向上 则斜劈与地面间无摩擦力 故d错误 答案b 02突破三个考向 以题说法 02突破三个考向 变式跟踪2 2013 广州测试 二 如图所示 力f垂直作用在倾角为 的三角滑块上 滑块没被推动 则滑块受到地面的静摩擦力的大小为 a 0b fcos c fsin d ftan 解析 滑块受力如图 将力f正交分解 由水平方向合力为零可知ff fsin 所以c正确 答案c 02突破三个考向 1 定义 把指定物体 研究对象 在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来 并画出受力图 这个过程就是受力分析 2 受力分析的一般顺序 先分析场力 重力 电场力 磁场力 再分析接触力 弹力 摩擦力 最后分析其他力 02突破三个考向 典例3 2012 高考最后一卷 如图所示 在恒力f作用下 a b两物体一起匀加速向上运动 则关于它们受力情况的说法正确的是 a a一定受到四个力b b可能受到四个力c a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力d a与b之间一定有摩擦力 a 审题导析1 要判断a与墙壁间有无作用力 将a b看成一个整体来分析 思路较简捷 你能得出什么答案 2 又因a与b及墙壁均接触 受力情况稍复杂 而b只与a接触 受力情况较简单 故应先用隔离法分析b受力情况 最后再分析a的受力 解析将a b看成整体 其受力如图所示 说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用 对物体b进行受力分析 如图所示 b受到3个力作用 答案 ad f g a gb ff fn b 02突破三个考向 1 02突破三个考向 2 对于受力分析的三点提醒 1 只分析研究对象所受的力 不分析研究对象对其他物体所施的力 2 只分析性质力 不分析效果力 3 每分析一个力 都应找出施力物体 借题发挥 3 受力分析的基本思路 02突破三个考向 确定研究对象 分析物体受重力 电场力 磁场力和牵引力等 再分析接触力中的弹力 最后分析摩擦力 方法 整体法隔离法 检查弹力处 变式跟踪3 2012 上海单科 8 如图所示 光滑斜面固定于水平面 滑块a b叠放后一起冲上斜面 且始终保持相对静止 a上表面水平 则在斜面向上运动时 b受力的示意图为 解析以a b为整体 a b整体沿斜面向下的加速度a可沿水平方向和竖直方向分解为加速度a 和a 如图所示 以b为研究对象 b滑块必须受到水平向左的力来产生加速度a 因此b受到三个力的作用 即 重力 a对b的支持力 a对b的水平向左的静摩擦力 故只有选项a正确 答案a 02突破三个考向 03掌握一个建模 物理模型概述物理模型是一种理想化的物理形态 所谓 建模 就是将较复杂的研究对象或物理过程 通过用理想化 简单化 抽象化 类比化等手段 突出事物的本质特征和规律形成样板式的概念 实物体系或情境过程 即物理建模 03掌握一个建模 实际问题模型化是高中阶段处理物理问题的基本思路和方法 当我们遇到实际的运动问题时 要建立我们高中阶段学习过的熟知的物理模型 下面介绍的是绳上的 死结 和 活结 模型 1 死结 模型 死结 可理解为把绳子分成两段 死结 是不可以沿绳子移动的结 死结 两侧的绳因结住而变成了两根独立的绳 死结 分开的两段绳子上的弹力不一定相等如例1 2 活结 模型 活结 可理解为把绳子分成两段 活结 是可以沿绳子移动的结点 活结 一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的 绳子虽然因 活结 而弯曲 但实际上是同一根绳 活结 分开的两段绳子上弹力的大小一定相等 两段绳子合力的方向一定沿着两段绳子夹角的平分线 如例 03掌握一个建模 典例1如图示 一根细线两端分别固定在a b点 质量为m的物体上面带一个小夹子 开始时用夹子将物体固定在图示位置 oa段细线水平 ob段细线与水平方向的夹角为 450 现将夹子向左移动一小段距离 移动后物体仍处于静止状态 关于oa ob两段细线中的拉力大小 下列说法正确的是 a 移动前 oa段细线中的拉力等于物体所受的重力大小b 移动前 oa段细线中的拉力小于物体所受的重力大小c 移动后 ob段细线中拉力的竖直分量不变d 移动后 ob段细线中拉力的竖直分量变小 mg tob toa m a o b 解析 取o点为研究对象 受力如图示 由图知 toa tobcos tobsin mg 当 450时 toa mg a对 夹左移一小段距离后 o点位置下移 受力情况发生变化 ob段拉力的竖直分量与oa段拉力的竖直分量之和等于重力大小 即ob段细线中拉力的竖直分量变小 d对 答案 ad 03掌握一个建模 典例2如图示 杆bc的b端用铰链接在竖直墙上 另一端c为一滑轮 重物g上系一绳经过滑轮固定于墙上a点处 杆恰好平衡 若将绳的a端沿墙缓慢向下移 bc杆 滑轮 绳的质量及摩擦均不计 则 a 绳的拉力增大 bc杆受绳的压力增大b 绳的拉力不变 bc杆受绳的压力增大c 绳的拉力不变 bc杆受绳的压力减小d 绳的拉力不变 bc杆受绳的压力不变 g a b c t1 t2 f 解析选绳子与滑轮的接触点为研究对象 对其受力分析如图示 绳中弹力大小相等 即t1 t2 g c点处于三力平衡状态 将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形 如图虚线所示 设ac段绳子与竖直墙壁间的夹角为 则根据几何知识可知f 2gsin 2 当绳的a端沿墙缓慢向下移时 增大 f也增大 根据牛顿第三定律知 bc杆受绳的压力增大 b正确 答案b 04随堂基础演练 随堂基础演练答案及解析 1 解析a项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力g1和沿斜面向下使物体向下滑的分力g2 b项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力g1和g2 a b项图均画得正确 c项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力g1和g2 故c项图画错 d项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力g1和沿绳向下使绳张紧的分力g2 故d项图画得正确 答案c c d a c c 2 解析答案d 4 解析解析设斜面倾角为 小球质量为m 假设轻弹簧p对小球的拉力大小恰好等于mg 则小球受二力平衡 假设轻弹簧q对小球的拉力等于mgsin