高中物理 第三章 第六课时 力的分解学案 新人教版必修1.doc

第六课时力的分解1知道力的分解的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算2了解力的分解的一般方法，知道平行四边形定则和三角形定则都是矢量运算法则3能用平行四边形定则或三角形定则进行矢量运算一、力的分解1定义：求一个已知力的分力的过程2与合成的关系：力的分解是力的合成的逆运算3分解法则：把一个已知力f作为平行四边形的对角线，与力f共点的平行四边形的两个邻边，就表示力f的两个分力f1和f2.如图所示4分解依据：依据平行四边形定则，如果没有限制，一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力实际问题中，应把力沿实际作用效果方向来分解想一想砍刀、劈斧都是前端锋利，后面越来越厚，横截面是夹角很小的楔形，你知道这是为什么吗？提示：砍刀、劈斧砍、劈物体时，会产生向两端扩张的分力，如图所示，两分力的大小与楔形的夹角有关，相同外力情况下，夹角越小，两分力越大，从而越容易将物体劈开二、矢量相加的法则1矢量：既有大小，又有方向，合成时遵守平行四边形定则或三角形定则的物理量2标量：只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加的物理量3三角形定则：把两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向三角形定则与平行四边形定则实质上是一样的判一判(1)运算时遵循三角形定则的物理量一定是矢量(正确)提示：矢量运算遵循三角形定则(2)由于矢量的方向用正负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量(错误)提示：具有正负值的物理量不一定是矢量，如温度有正负值，但它是标量(3)矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同(正确)提示：判断一个物理量是标量还是矢量，不要只看它是否有正负值，而最重要的是看它的运算采用什么法则图解法分析动态平衡问题1动态平衡问题的特点：通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态，物体所受合力为零2图解法分析三力动态平衡问题的思路(1)确定研究对象，作出受力分析图(2)明确三力的特点，哪个力不变，哪个力变化(3)将三力的示意图首尾连接，构造出矢量三角形；或将某力根据其效果进行分解，画出平行四边形(4)根据已知量的变化情况，确定有向线段(表示力)的长度变化，从而判断各个力的变化情况【案例展示】用绳ao、bo悬挂一个重物，bo水平，o为半圆形支架的圆心，悬点a和b在支架上悬点a固定不动，将悬点b从图中所示位置逐渐移动到c点的过程中，分析绳oa和绳ob上的拉力的大小变化情况【规范解答】(1)平行四边形法：在支架上选取三个点b1、b2、b3，当悬点b分别移动到b1、b2、b3各点时，ao、bo上的拉力分别为ta1、ta2、ta3和tb1、tb2、tb3，如图所示，从图中可以直观地看出，ta逐渐变小，且方向不变；而tb先变小，后变大，且方向不断改变；当tb与ta垂直时，tb最小(2)矢量三角形法：将o点所受三力的示意图首尾连接，构造出矢量三角形如图所示：将悬点b从图中所示位置逐渐移动到c点的过程中，绳ob上的拉力f3与水平方向的夹角逐渐增大，根据矢量三角形图可知绳oa的拉力f2逐渐减小，绳ob上的拉力f3先减小后增大【答案】绳oa的拉力逐渐减小绳ob的拉力先减小后增大【名师点评】图解法解动态平衡的物理条件(1)物体在三个力作用下处于静态平衡状态(2)三个力的特点为：一个力大小、方向都不变，该力一般为重力或重力相等的力；一个力方向不变，大小改变，第三个大小方向均改变1关于力的分解，下列说法正确的是(acd)a力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替一个力的作用效果b一个力可分解为任意大小的两个分力c力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则d分解一个力往往根据它产生的效果来分解2如图所示，光滑斜面上物体的重力mg分解为f1、f2两个力，下列说法中正确的是(cd)af1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，f2是物体对斜面的压力b物体受到mg、fn、f1、f2四个力的作用c物体只受到重力mg和斜面的支持力fn的作用d力fn、f1、f2三个力的作用效果与mg、fn两个力的作用效果相同3如图所示，用一根细绳和一根轻杆组成三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，当a处挂上重物时，绳与杆对手指和手掌均有作用，对这两个作用力的方向(如下图所示)判断完全正确的是(d)4如图所示，三段不可伸长的细绳，oa、ob、oc能承受最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中ob是水平的，a端、b端固定在水平天花板上和竖直墙上若逐渐增加c端所挂物体的质量，则最先断的绳是(a)a必定是oa b必定是obc必定是oc d可能是ob，也可能是oc解析：oc下悬挂重物，它对o点的拉力等于重物的重力g.oc绳的拉力产生两个效果，使ob在o点受到水平向左的力f1，使oa在o点受到斜向下沿绳子方向的力f2，f1、f2是g的两个分力由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示，当逐渐增大所挂物体的质量，哪根绳子承受的拉力最大则最先断从图中可知：表示f2的有向线段最长，f2分力最大，故oa绳子最先断5将质量为m的长方形木块放在水平桌面上，用与水平方向成角的斜向右上方的力f拉木块，如图所示，则(b)a力f的水平分力为fcos ，等于木块受到的摩擦力b力f的竖直分力为fsin ，它使物体m对桌面的压力比mg小c力f的竖直分力为fsin ，它不影响物体对桌面的压力d力f与木块重力mg的合力方向可以竖直向上6为了行车方便和安全，高大的桥要造很长的引桥，其主要目的是(d)a增大过桥车辆受到的摩擦力b减小过桥车辆的重力c增大过桥车辆的重力平行于桥面向上的分力d减小过桥车辆的重力平行于桥面向下的分力解析：引桥越长，桥面与水平面间的夹角越小，过桥车辆的重力平行于桥面向下的分力mgsin 越小，行车也就越方便与安全，过桥车辆的重力与引桥长度无关，所以只有d正确7生活中的物理知识无处不在，如图是我们衣服上的拉链的一部分，在把拉链拉开的时候，我们可以看到有一个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接分开的拉链很容易地拉开，关于其中的物理原理，以下说法正确的是(a)a拉开拉链的时候，三角形的物体增大了分开两拉链的力b拉开拉链的时候，三角形的物体只是为了将拉链分开，并没有增大拉力c拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力，但合上拉链时减小了合上的力d以上说法都不正确解析：在拉开拉链的时候，手的拉力在三角形的物体上产生了两个分力，如图所示，分力大于手的拉力，因此应选a.8如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个相同的作用力f.当它们滑动时，受到的摩擦力大小是(c)a甲、乙、丙所受摩擦力相同b甲受到的摩擦力最大c乙受到的摩擦力最大d丙受到的摩擦力最大解析：三个物体沿地面滑动，受到的均为滑动摩擦力，且fffn.三个物体中，乙受到的力f因有沿竖直方向向下的分力fsin 作用，可知fn乙mgfsin ，同理fn甲mgfsin ，而fn丙mg，因此，乙受到的摩擦力最大，甲受到的摩擦力最小，只有c正确9如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，关于该过程中撑竿对涂料滚的推力f1，涂料滚对墙壁的压力f2，以下说法中正确的是(d)af1增大，f2减小 bf1减小，f2增大cf1、f2均增大 df1、f2均减小解析：对涂料滚进行受力分析，受到重力、竿对滚的推力、墙壁对滚的支持力三个力，其缓慢向上滚的过程中三力平衡，竿对滚的推力方向与竖直方向的夹角变小，根据物体的平衡条件可知，推力竖直向上的分力大小等于涂料滚的重力，涂料滚的重力不变，随推力方向与竖直方向夹角变小，推力也逐渐变小，进而其水平方向上的分力也变小，即涂料滚对墙壁的压力也变小，所以选项d正确10如图所示，一个半径为r、重为g的光滑均匀球，用长度为r的细绳挂在竖直光滑的墙壁上，则绳子的拉力f和球对墙壁压力fn的大小分别是(d)ag，b2g，gc.g，gd.g，g解析：球的重力产生两个效果：使球拉紧细绳和使球压紧墙壁，因此可以把重力分解为斜向下的分力f1和水平向左的分力f2，如右图所示由于球半径和细绳长度相等，所以角30.由图可知两分力的大小f1g，f2gtan 30g，所以，绳子的拉力f和球对墙壁的压力fn大小分别为ff1g，fnf2g，选d.11在如图中，电灯的重力为20 n，绳ao与天花板间的夹角为45，绳bo水平，求绳ao、bo所受拉力的大小解析：oc绳对结点o的拉力f等于电灯所受的重力g，方向竖直向下由于拉力f的作用，ao、bo也受到拉力的作用因此，拉力f产生了两个效果：一是沿ao向下使o点拉绳ao的分力f1；二是沿bo方向水平向左使o点拉绳bo的分力f2，如图所示由几何知识知：f128.28 nf2ftan 4520 n所以ao绳和bo绳受的拉力分别为28.28 n、20 n.答案：28.28 n20 n12如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中的钢索上表演，如果演员与独轮车的总质量为