高中物理 专题5 力 物体的平衡及实验学业水平测试课件.ppt

一 力的合成1 力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下 用一个力的作用代替几个力的作用 这个力就是那几个力的 等效力 合力 力的平行四边形定则是运用 等效 观点 通过实验总结出来的共点力的合成法则 2 共点的两个力合力的大小范围是 f1 f2 f合 f1 f23 合力可能比分力大 也可能比分力小 也可能等于某一个分力 4 共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和 最小值可能为零 二 力的分解1 力的分解遵循平行四边形定则 力的分解相当于已知对角线求邻边 2 两个力的合力唯一确定 一个力的两个分力在无附加条件时 从理论上讲可分解为无数组分力 但在具体问题中 应根据力实际产生的效果来分解 3 正交分解法 把一个力分解成两个互相垂直的分力 这种分解方法称为正交分解法 用正交分解法求合力的步骤 首先建立平面直角坐标系 并确定正方向 把各个力向x轴 y轴上投影 但应注意的是 与确定的正方向相同的力为正 与确定的正方向相反的为负 这样 就用正 负号表示了被正交分解的力的分力的方向 求在x轴上的各分力的代数和fx合和在y轴上的各分力的代数和fy合 三 物体的受力分析1 对物体受力分析的一般思路 1 明确研究对象 研究对象可以是质点 结点 物体 物体系 2 按顺序分析物体所受的力 一般可先按重力 弹力 摩擦力的次序分析 再分析其他力 3 正确画出受力图 注意不同对象的受力图用隔离法分别画出 对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果的情况 可将各力平移至物体的重心上 即各力均从重心画起 4 检验 防止错画力 多画力和漏画力 2 受力分析的注意事项 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 只分析根据性质命名的力 3 每分析一个力 都应找出施力物体 4 合力和分力不能同时作为物体所受的力 四 共点力的平衡1 平衡状态物体处于静止或者保持匀速直线运动状态 叫做平衡状态 2 平衡条件物体所受的合外力为零 f合 0 平衡条件常用的表达形式 在正交分解法中有3 平衡特点 1 二力平衡时 二力等值 反向 共线 2 非平行三力平衡时 三力共面 共点且首尾相接围成三角形 3 物体在多个共点力的作用下处于平衡状态 其中某一个力跟其余力的合力大小相等 方向相反 作用在一条直线上 同时这多个力可以构成一个封闭多边形 4 常用的求解方法 1 解三角形法 这种方法主要用来解决三力平衡问题 根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法 把三个平衡力转化为三角形的三条边 然后通过解这一三角形求解平衡问题 2 正交分解法 建立直角坐标系 把各个力沿坐标轴方向分解 列出沿两坐标轴的方程 此时平衡条件可表示为 fx f1x f2x fnx 0 fy f1y f2y fny 0 五 实验 验证力的平行四边形定则实验原理 使一个力f的作用效果和两个力f1 f2的作用效果相同 让同一条一端固定的橡皮条先后伸长到某点 所以一个力f就是这两个力f1 f2的合力 作出力f的图示 再作出两个力f1 f2的图示 根据平行四边形定则作出以f1 f2为邻边的平行四边形的对角线表示f合 比较f和f合的大小和方向是否相同 1 两次拉橡皮条的结点一定要拉到同一位置 2 用一个力f拉橡皮条时 作出力的图示 力的方向一定与橡皮条的方向在同一直线上 单选 2010年广东学业水平测试 一物体受到两个力的作用 大小分别是6n和4n 其合力f大小的范围是 a 2n f 10nb 4n f 10nc 6n f 10nd 4n f 6n解析 二力合成 合力的范围 f1 f2 f合 f1 f2 故2n f 10n 答案 a点评 本题属于 理解 层次 理解合力的范围 单选 如下图所示 拖拉机拉着耙耕地 拉力f与水平方向成 角 若将该力沿水平和竖直方向分解 则它的水平分力为 a fsin b fcos c ftan d fcot 解析 由力的平行四边形定则 水平分力为fcos 答案 b点评 熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律 是解决本题的根本 单选 如图所示 细绳oa和ob悬挂着一物体p 细绳bo水平 那么关于细绳ao和bo拉力情况 下列判断正确的是 a oa绳拉力小于ob绳的拉力b oa绳拉力大于ob绳的拉力c oa绳的拉力和ob绳的拉力均小于重物p的重力d oa绳的拉力和ob绳的拉力均大于重物p的重力 解析 受力分析如下图 foa为直角三角形的斜边 大于直角边fob 而foa与fob的合力与g等大反向 foa g 由于角度未知 fob与g无法比较 答案 b点评 本题属于 应用 层次 考查受力分析的方法 多选 下面关于力的说法中 正确的是 a 合力小于任何一个分力是可能的b 力的作用可以改变物体的运动状态c 物体在受到力作用的同时一定会对其它物体施力d 合力一定大于任何一个分力 解析 合力可以大于 等于或是小于其中某一分力 a正确 d错 力的作用效果有两条 改变物体的运动状态 改变物体的形状 b正确 力的作用是相互的 有受力物体 必有施力物体 c正确 答案 abc 单选 2010年天津学业水平测试 如下图所示 在 探究求合力的方法 实验中 将橡皮条的一端固定在水平木板上的a点 另一端系上两条细绳 用两个弹簧秤分别钩住两条细绳的绳套 互成一定角度地拉橡皮条 下列说法正确的是 a 两条细绳必须等长b 两条细绳必须垂直c 两个弹簧秆的拉力必须等大d 两个弹簧秆必须贴近木板表面且与木板平面平行 解析 实验中两分力不一定垂直 也不一定等大 为了在纸上作图减小误差 两弹簧秤必须贴近木板平面且与平面平行 答案 d点评 在这个实验中 用橡皮条在拉力作用下发生的形变来反映力的作用效果 这个形变包括伸长量和伸长方向两项 伸长量反映橡皮条所受拉力的大小 伸长方向反映橡皮条所受拉力的方向 1 单选 两个力大小分别为2n和4n 作用方向在同一直线上 则它们的合力大小可能是 a 0b 6nc 7nd 8n 解析 同一直线上二个力的合力f f1 f2 f f1 f2 即2n f 6n 故b对 答案 b 2 单选 2010年广东佛山学业水平模拟 两个共点力的夹角 固定不变 其合力为f 当其中一个力增大时 下列说法正确的是 a f一定增大b f可以不变c f可能增大 也可能减小d 当0 90 f一定减小 c 3 单选 一根轻绳能承受的最大拉力为g 现将一重量为g的物体系在绳的中点 两手先并拢握住绳的两端 然后缓慢地左右对称分开 若想绳不断 两绳间的夹角不能超过 a 45 b 60 c 120 d 135 解析 物体受力如图所示 由几何知识 得 2fcos g f g 得 60 即两绳之间的夹角不能超过120 故正确答案为c 答案 c 4 单选 2010年广东水平测试 如图所示 用力f把木块紧压在竖直墙上不动 木块对墙的压力为n 木块受到的摩擦力为f 受到的重力为g 则 a n fb n fc f gd f g 解析 在竖直方向由二力平衡条件得f g 答案 d 5 单选 2010年深圳学业水平模拟 大小分别为5n和15n的两个力 同时作用在一个物体上 则它们的合力可能是 a 5nb 8nc 15nd 25n 解析 合力范围为10n f 20n 故c对 答案 c 一 单项选择题 1 10 1 关于合力的下列说法 正确的是 a 几个力的合力就是这几个力的代数和b 几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力c 几个力的合力可能小于这几个力中最小的力d 几个力的合力一定大于这几个力中最大的力 解析 合力可能大于分力 也可能小于分力或等于分力的大小 故c对 答案 c 二 单项选择题 11 16 11 物体同时受到同一个平面内三个共点力的作用 下列几组力的合力不可能为零的是 a 5n 7n 8nb 5n 2n 3nc 1n 5n 10nd 10n 10n 10n 解析 a b d选项都满足任意两个力之和大于 或等于 第三个力的条件 而c选项较小的两个力之和仍小于最大的力 因此合力不可能为零 故选c 答案 c 三 多项选择题 17