【步步高】高考物理大一轮 第二章 第3课时 力的合成与分解　受力分析 新人教版必修1.doc

第3课时力的合成与分解受力分析导学目标 1.会用平行四边形定则进行力的合成与分解.2.会用正交分解法进行力的合成与分解.3.学会进行受力分析的一般步骤和方法一、力的合成 基础导引1有两个力，一个是10 n，一个是2 n，它们的合力有可能等于5 n、10 n、15 n吗？合力的最大值是多少？最小值是多少？2两个力互成30角，大小分别是90 n和120 n通过作图求出合力的大小和方向如果 这两个力的大小不变，两力间的夹角变为150，通过作图求出合力的大小和方向3.两个力f1和f2间的夹角为，两力的合力为f.以下说法是否正确？(1)若f1和f2大小不变，角越小，合力f就越大(2)合力f总比分力f1和f2中的任何一个力都大(3)如果夹角不变，f1大小不变，只要f2增大，合力f就必然增大知识梳理1合力与分力(1)定义：如果一个力的_跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个力的_，那几个力就叫这个力的_(2)逻辑关系：合力和分力是一种_关系2共点力：作用在物体上的_或作用线的_交于一点的力3力的合成：求几个力的_的过程或方法4力的合成(1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力f1、f2的合力，可以用表示f1、f2的有向线段为_作平行四边形，平行四边形的_(在两个有向线段f1、f2之间)就表示合力的_和_，如图1甲所示(2)三角形定则：求两个互成角度的共点力f1、f2的合力，可以把表示f1、f2的线段_顺次相接地画出，把f1、f2的另外两端连接起来，则此连线就表示_的大小和方向，如图乙所示图1：两个共点力f1、f2的合力随两力的夹角如何变化？合力的最大值与最小值分别为多大？二、力的分解基础导引1一个竖直向下的180 n的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上且等于240 n，求另一个分力的大小和方向2已知力f的大小和方向，在以下三种条件下(如图2所示)，通过作图求两个分力f1和f2.(1)图甲，已知两个分力的方向，即图中和，求两力的大小(2)图乙，已知分力f1的大小和方向，求另一个分力f2的大小和方向(3)图丙，已知f1的方向和f2的大小，求f1的大小和f2的方向以上三种情况的解是否都是唯一的？图2知识梳理1概念：求一个力的_的过程2遵循的原则：_定则或_定则3分解的方法(1)按力产生的_进行分解(2)_分解：合力一定大于分力吗？三、受力分析基础导引画出下列物体a(均处于静止状态)所受力的示意图知识梳理1定义：把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都分析出来，并画出物体_的示意图的过程2受力分析的一般顺序 先分析_(重力、电场力、磁场力)，再分析_(弹力、摩擦力)，最后分x其他力.考点一力的分解方法考点解读1按力的实际效果分解按力的实际效果求分力的方法：先根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向，再根据两个实际分力的方向画出平行四边形，并由平行四边形定则求出两个分力的大小2按问题的需要进行分解(1)已知合力的大小和方向以及两个分力的方向，可以唯一地作出力的平行四边形，对力f进行分解，其解是唯一的(2)已知合力和一个分力的大小与方向，力f的分解也是唯一的(3)已知一个分力f1的方向和另一个分力f2的大小，对力f进行 分解，则有三种可能(f1与f的夹角为)如图3所示：图3f2fsin 时无解f2fsin 或f2f时有一组解fsin f2f时有两组解典例剖析例1 如图4所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 n，为使绳 不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2) ()图4a. m b. mc. m d. m思维突破把力按实际效果分解的一般思路：跟踪训练1如图5所示，30，装置的重力和摩擦力均不计，若用f100 n的水平推力使滑块b保持静止，则工件受到的向上的弹力多大？图5例2f1、f2是力f的两个分力若f10 n，则下列不可能是f的两个分力的是()af110 n，f210 n bf120 n，f220 ncf12 n，f26 n df120 n，f230 n跟踪训练2关于一个力的分解，下列说法正确的是 ()a已知两个分力的方向，有唯一解b已知两个分力的大小，有唯一解c已知一个分力的大小和方向，有唯一解d已知一个分力的大小和另一个分力方向，有唯一解考点二正交分解法考点解读1定义：把各个力沿相互垂直的方向分解的方法用途：求多个共点力的合力时，往往用正交分解法2步骤：如图6所示，(1)建立直角坐标系通常选择共点力的作用 点为坐标原点，建立x、y轴让尽可能多的力落在坐标轴上(2)把不在坐标轴上的各力向坐标轴进行正交分解图6(3)沿着坐标轴的方向求合力fx、fy.(4)求fx、fy的合力，f与fx、fy的关系式为：f.方向为：tan fy/fx典例剖析例3物块静止在固定的斜面上，斜面倾角为，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力f，a中f垂直于斜面向上，b中f垂直于斜面向下，c中f竖直向上，d中f竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是 ()思维突破应用正交分解法须注意：(1)一般用于三个以上的力作用时(2)选取坐标轴时应做到尽量让更多的力落在坐标轴上，尽量少的分解力跟踪训练3风筝(图7甲)借助于均匀的风对其作用力和牵线对其拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态如图乙所示，风筝平面ab与地面夹角为30，风筝质量为300 g，求风对风筝的作用力的大小(风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g取10 m/s2)图7考点三物体的受力分析考点解读1受力分析在中学物理中具有相当重要的地位，无论是牛顿运动定律，还是机械能守恒、电场、磁场问题都离不开受力分析，解决上述问题的基础是对物体进行正确的受力分析2正确选取研究对象是受力分析的关键受力分析的对象可以是一个物体或物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统，还可以是某一个结点或交点典例剖析图8例4一倾角为30的斜劈放在水平地面上，一物体沿斜劈匀速 下滑现给物体施加如图8所示的力f，f与竖直方向夹角为 30，斜劈仍静止，则此时地面对斜劈的摩擦力 ()a大小为零 b方向水平向右c方向水平向左 d无法判断大小和方向思维突破受力分析的基本思路跟踪训练4如图9所示，物体a靠在倾斜的墙面上，在与墙面和b垂直的力f作用下，a、b保持静止，试分析a、b两物体受力的个数a组合力与分力间的关系1互成角度的两个共点力，有关它们的合力与分力关系的下列说法中，正确的是 ()a合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力b合力的大小随分力间夹角的增大而增大c合力的大小一定大于任意一个分力d合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力2下列关于合力的叙述中正确的是 ()a合力是原来几个力的等效代替，合力的作用效果与分力的共同作用效果相同b两个力夹角为(0)，它们的合力随增大而增大c合力的大小总不会比分力的代数和大d不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算b组按力的实际作用效果分解力图103小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也没推动， 于是他便想了个妙招，如图10所示，用a、b两块木板，搭 成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然 被推动了！下列说法正确的是 ()a这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱b这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大c这有可能，a板对衣橱的推力有可能大于小明的重力d这有可能，但a板对衣橱的推力不可能大于小明的重力c组正交分解法的应用图114. 一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球a和b(中央有孔)，a、b间由细绳连接着，它们处于如图11所示位置时恰好都 能保持静止状态此情况下，b球与环中心o处于同一水平面上，a、b间的细绳呈伸直状态，与水平线成30角，已知b球的质量为3 kg，求细绳对b球的拉力和a球的质量ma.(g10 m/s2)课时规范训练(限时：30分钟)图11 如图1所示，有2n个大小都为f的共点力，沿着顶角为120的圆锥体的母线方向，相邻两个力的夹角都是相等的则这2n个 力的 合力大小为 ()a2nf bnfc2(n1)f d2(n1)f2如图2所示，将足球用网兜挂在光滑的墙壁上，设绳对球的拉力为f1，墙壁对球的支持力为f2，当细绳长度变短时 ()af1、f2均不变bf1、f2均增大cf1减小，f2增大图2df1、f2均减小3如图3所示，斜面小车m静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁若再在斜面上加一物体m，且m、m相对静止，此时小车受力个数为 ()图3a3 b4 c5 d64作用于o点的三力平衡，设其中一个力的大小为f1，沿y轴正方向，力f2大小未知，与x轴负方向夹角为，如图4所示，下列关于第三个力f3的判断正确的是 ()a力f3只能在第象限图4b力f3与f2夹角越小，则f2和f3的合力越小cf3的最小值为f1cos d力f3在第象限的任意区域5如图5所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳 绕过两个定滑轮和一个动滑轮，两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮 相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装 图5置在同一竖直平面内如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是 ()只增加绳的长度只增加重物的重量只将手指向下移动 只将手指向上移动a b c d6三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 ()af大小的取值范围一定是0ff1f2f3bf至少比f1、f2、f3中的某一个大c若f1f2f3368，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零d若f1f2f3362，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零7两物体m、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图6所示，oa、ob与水平面的夹角分别为30、60，m、m均处于静止状 态则 ()a绳oa对m的拉力大小大于绳ob对m的拉力图6b绳oa对m的拉力大小等于绳ob对m的拉力cm受到水平面的静摩擦力大小为零dm受到水平面的静摩擦力的方向水平向左8如图7所示，水平细杆上套一环a，环a与球b间用一轻绳相连，质量分别为ma、mb，由于b球受到风力作用，环a与球b一起向右匀速运动已知细绳与竖直方向的夹角为.则下列说法图7中正确的是 ()a风力增大时，轻质绳对球b的拉力保持不变b球b受到的风力f大小等于mbgtan c杆对环a的支持力随着风力的增加而增加d环a与水平细杆间的动摩擦因数为复习讲义基础再现一、基础导引1.只有可能等于10 n12 n8 n2.3(1)正确(2)错误(3)错误知识梳理1.(1)作用效果合力分力(2)等效替代2.力的作用线反向延长线3合力4.(1)邻边对角线大小方向(2)首尾合力思考：两个力大小不变时，其合力随两分力夹角的增大而减小；当两力反向时，合力最小，为|f1f2|；当两力同向时，合力最大，为f1