受力合成分解导学案.docx

受力分析导学案班级_姓名_学号_学习目标: 1.对物体进行受力分析的一般顺序，能正确地作出物体受力图。2.并初步掌握物体受力分析的一般方法，进一步加深对力的概念和三种基本力的认识。3.过对物体受力分析的操作，认识到物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的；同时培养思维的条理性和周密性。学习难点: 1. 在受力分析时防止“漏力”和“添力”。 2. 初步建立“隔离”的思想方法。主要内容:一、受力分析的基本知识：受力分析是研究力学问题的关键，是学好力学的基本功为了能正确地全面地分析物体的受力情况，必须具备一定的基础知识概括起来有两个方面：1熟悉各种力的物理含义，产生条件及其特征；2掌握力与运动之间的一些基本规律如二力平衡等二、受力分析的基本方法：1.明确研究对象在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。2.隔离研究对象，按顺序找力把研究对象从实际情景中分离出来，按先已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力，并画出各力的示意图。3.只画性质力，不画效果力画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复。三、受力分析的几点注意1牢记力不能脱离物体而存在，每一个力都有一个明确的施力者，如指不出施力者，意味着这个力不存在2区分力的性质和力的命名，通常受力分析是根据力的性质确定研究对象所受到的力，不能根据力的性质指出某个力后又从力的命名重复这个力3结合物理规律的应用，受力分析不能孤立地进行，在许多情况下要根据研究对象的运动状态，结合相应的物理规律，才能最后作出正确的判断任务一、力的分类(按性质分)：1重力重力的定义：重力是由于地球对_而产生的。重力的大小：G=_。 重力的方向：_。重力的作用点：_。质量分布均匀、外形规则的物体的重心在物体的_，有些物体的重心在物体_，也有些物体的重心在物体_。2弹力定义：物体由于_形变，对跟它接触的物体产生的力。产生条件：a、物体相互接触；b、物体间相互_。方向：和物体形变方向_或和使物体发生形变的外力方向_。压力和支持力的方向：_接触面指向被_或被_的物体；绳子拉力的方向：_指向绳的收缩方向。弹簧的弹力：遵循胡克定律。定律条件是弹簧发生_形变。弹力的大小跟弹簧_或_的量x成_比。公式为_。其中k为_，x为_。3摩擦力 定义：相互接触的物体，如果有相对运动或相对运动的趋势时，两物体的接触面就产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这就是摩擦力。摩擦力分为_和_两种。滑动摩擦力：a、产生条件：两物体接触面压紧，且发生_；b、方向：和_的方向相反；c、大小：f滑=_；d、称为_，跟两物体的_及_有关。静摩擦力：a、产生条件：两物体接触面压紧，且有_；b、方向：和_的方向相反；c、大小：由二力平衡确定；d、范围：0fmax。fmax是_(未指明的情况下可近似认为fmax=f滑)任务二、实例分析【例一】如图，一根细线拴着一只氢气球A，试画出A所受的力的示意图。【例二】如图所示，一根均质木棒，靠在固定的光滑圆球上处于静止状态，则木棒所受到的作用力是（ ）（A）重力、地面和球给它的弹力（B）重力、地面给它的静摩擦力（C）重力、地面给它的静摩擦力和球给它的支持力（D）重力、地面和球给它的支持力以及地面给它的静摩擦力【例三】运动员用竖直的胶皮乒乓板去推挡水平飞来的上旋弧圈球.试分析推挡瞬间乒乓球所受的力，在图中画出球的受力图，标明每一个力的名称和符号. 【例四】试画出右侧侧两图中的小球所受力的示意图。（斜面和档板均光滑）【例五】如图所示，物体A、B各重10N ，水平拉力F1 4N，F22N，物体保持静止，则A、B间的静摩擦力大小为_N，B与地面间的摩擦力大小为_N。课堂训练: F用水平力F将重力G的木块压紧在竖直墙上静止不动，不计手指与木块之间的摩擦力，试画出物体的受力示意图，画出右图中被细细绳吊着的小球所受力的示意图。如图，用水平力F把质量均为m的A、B两物体静止的压在竖直墙面上，试画出A、B物体所受力的示意图。并求出各力的大小。FAB课后作业:1水平桌面上放着一本书，下列有关书与桌面之间的作用力的说法中，正确的是（ ） A 桌面受到的压力就是书受的重力 B 桌面发生了形变，对书产生了支持力 C 书发生了形变，因此书受到了支持力 D 桌面受到的压力和书受到的支持力，都是弹力2关于摩擦力的下列叙述中正确的是（ ） A 滑动摩擦力的大小与物体间的正压力大小成正比 B 滑动摩擦力的大小与接触面的性质有关，与接触面积的大小无关 C 静摩擦力的大小与物体间正压力的大小成正比 D 最大静摩擦力随物体间正压力的增大而增大3如图所示，在水平力F作用下，所受重力大小为G的物体保持沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁之间的动摩擦因数为，物体所受摩擦力大小等于（ ） A F B F+G C F-G D G4放在桌面上的台灯，对桌面有压力，其受力物体是 ，施力物体是 ，漂浮在水面上的小木块受到水的浮力，其施力物体是 ，受力物体是 。5某人在地球上重588N，则该人的质量为m= Kg；若同一物体在月球表面的重力是在地球表面的1/6，那么，该人在月球表面的重力大小为 N，此时，他的质量为_。6在一根弹簧下端悬挂重为15N的重物，静止时弹簧长20cm,当这根弹簧下端悬挂重21N的重物静止时，弹簧长20cm，则此弹簧原长为 cm，劲度系数为 N/m.*7如图A、B、C是三个相同的物块叠放在水平桌面上，作用在B上的拉力F=4N，已知A、B、C、桌面间动摩擦因数为0.15，A、B、C均重10N，物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小，且A、B相对静止，则B、C间的摩擦力为_，C与桌面的摩擦力为_。*8下面两图中，A、B等物体都静止，试画出A、B两物体所受力的示意图。*9如图，斜面和墙壁都光滑，A、B两物体都静止，试分析A、B两物体的受力情况，并画出受力示意图。力的合成导学案班级_姓名_学号_学习目标: 1.力的作用效果理解合力和分力的概念。2.步理解矢量和标量的概念，知道它们有不同的运算规则。3.力的平行四边形定则，知道它是矢量合成的普遍规则。会用作图法求共点力的合力。会用直角三角形知识计算合力。4.合力的大小与分力间夹角的关系。5.了解物理学研究方法之一“等效法”。学习重点:平行四边形定则。学习难点:平行四边形定则的应用。 主要内容:一、合力和分力如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。合力和分力的关系：等效替代关系，并不同时作用于物体上，所以不能把合力和分力同时当成物体受的力。问题：1. 一个物体受到几个力（分力）作用的同时，还受到合力的作用吗？ 2合力与分力的等效替代是可逆的吗？二、共点力几个力如果都作用在物体的同一点，或者几个力作用在物体上的不同点，但这几个力的作用线延长后相交于同一点，这几个力就叫共点力，所以，共点力不一定作用在同一点上，如图所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。 三、共点力合成实验：实验结论：四、力的合成的定则1平行四边形定则求两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段作邻边，作平行四边形，它的_就表示合力的_和_这叫做力的平行四边形定则。2三角形定则根据平行四边形的对边平行且相等，即平行四边形是由两个全等的三角形组成，平行四边形定则可简化为三角形定则。若从O点出发先作出表示力F1的有向线段OA，再以A点出发作表示力F2的有向线段AC，连接OC，则有向线段OC即表示合力F的大小和方向。五、共点力的合成1作图法(图解法)：以力的图示为基础，以表示两个力的有向线段为邻边严格作出平行四边形，然后量出这两个邻边之间的对角线的长度，从与图示标度的比例关系求出合力的大小，再用量角器量出对角线与一个邻边的夹角，表示合力的方向。注意：作图时要先确定力的标度，同一图上的各个力必须采用同一标度。表示分力和合力的有向线段共点且要画成实线，与分力平行的对边要画成虚线，力线段上要画上刻度和箭头。2计算法：先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图，然后运用数学知识求合力大小和方向。3两个以上共点力的合成【例一】两个小孩拉一辆车子，一个小孩用的力是45N，另一个小孩用的力是60N，这两个力的夹角是90求它们的合力 【例二】用作图法求夹角分别为30、60、90、120、150的两个力的合力再求它们的夹角是0和180时的合力比较求得的结果，能不能得出下面的结论：合力总是大于分力；夹角在0到180之间时，夹角越大，合力越小问题：1. 合力一定大小任何一个分力吗？ 2平行四边形定则也适用于其它矢量的合成吗？3两个大小一定的力F1、F2，当它们间的夹角由00增大到1800的过程中，合力F的大小怎样变化？ 六、合力大小与二分力间的夹角的关系：七、合力大小与分力大小之间的关系：【例三】三名同学一起玩游戏，用三根绳拴住同一物体，其中甲同学用100N向东拉，乙同学用400N的力向西拉，丙同学用400N的力向南拉。求物体所受的合力【例四】如图，质量为m的物体A静止于倾角为的斜面上，试求斜面对A的支持力和摩擦力。课堂训练:1互成角度的两个共点力，有关它们的合力和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2两个共点力的大小均等于f，如果它们的合力大小也等于f，则这两个共点力之间的夹角为（ ）A30 B60C90 D1203在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上如果钢丝绳与地面的夹角A=B=60，每条钢丝绳的拉力都是300N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力 4两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90时合力大小为20N，则当它们间夹角为120时，合力的大小为多少？ 课后作业:1两个共点力的合力与分力的关系是 （ ） A合力大小一定等于两个分力大小之和B合力大小一定大于两个分力大小之和C合力大小可能比两个分力的大小都大，可能都小，也可能比一个分力大，比另一个分力小D合力大小一定大于一个分力的大小，小于另一个分力的大小2作用在同一点的两个力，大小分别为5N和2N，则它们的合力不可能是（ ）A5N B4N C2N D9N 3两个共点力，一个是40N，另一个等于F，它们的合力是100N，则F的大小可能是（ ）A20NB40N C80N D160N4已知两个共点力的合力F的最大值为180N，合力F的最小值为20N，则这两个共点力的大小分别是 （ ）A110N，90N B200N，160NC100N，80N D90N，70N5三个共点力的大小分别为F1=5N，F2=10N，F3=20N，则它们的合力（ ）A不会大于35N B最小值为5NC可能为0 D可能为20N *6两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角固定不变，而其中一个力增大，则（ ）A合力F一定增大B合力F的大小可能不变C合力F可能增大，也可能减小D当090时，合力F一定减小*7几个共点力作用在一个物体上，使物体处于静止状态当其中某个力F1停止作用时，以下判断中正确的是（ ） A物体将向着F1的方向运动B物体将向着F1的反方向运动C物体仍保持静止状态D由于不知共点力的个数，无法判断物体的状况8在长度、质量、力、速度、温度、比热等物理量中，属于矢量的有_，属于标量的有_*9从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5，已知F1=f，且各个力的大小跟对应的边长成正比，求这五个力的合力大小和方向 力的分解导学案班级_姓名_学号_学习目标: 理解力的分解和分力的概念。知道力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循力的平行四边形定则。会从力的作用的实际效果出发进行力的分解，掌握力的分解的定解条件。会根据力的平行四边形定则用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力。理解力的正交分解法，会用直角三角形知识计算分力。学习重点: 理解力的分解是力的合成的逆运算，会利用平行四边形进行力的分解。学习难点: 力的分解的定解条件的确定。 主要内容:一、分力几个力，如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同，则这几个力就叫做那个力的分力(那个力就叫做这几个力的合力)。注意：分力与合力是等效替代关系，其相同之处是作用效果相同；不同之处是不能同时出现，在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。二、力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。1力的分解是力的合成的逆运算。同样遵守力的平行四边形定则：如果把已知力F作为平行四边形的对角线，那么，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。2力的分解的特点是：同一个力，若没有其他限制，可以分解为无数对大小、方向不同的力(因为对于同一条对角线可以作出无数个不同的平行四边形)。通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。3按力的效果分解力F的一般方法步骤：(1)根据物体(或结点)所处的状态分析力的作用效果 (2)根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向； (3)根据两个分力的方向画出平行四边形；(4)根据平行四边形定则，利用学过的几何知识求两个分力的大小。也可根据数学知识用计算法。【例一】对放在水平面上物体所受斜向上拉力F的分解（1）拉力F产生哪两个作用效果？（2）两分力大小分别是多少？（运用三角形知识求解）【例二】对放在斜面上物体的重力G分解（1）重力G产生哪两个作用效果？（2）两分力大小分别是多少？（运用三角形知识求解）变式：倾角=30的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球，如图所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。（1）重力G产生哪两个作用效果？（2）两分力大小分别是多少？（运用三角形知识求解）练习：1、如图所示，静止在斜面上的物体受到哪几个力的作用 ( )A重力、下滑力、支持力B重力、下滑力、支持力、静摩擦力C重力、支持力、静摩擦力 D以上都不对三、对一个已知力进行分解的几种常见的情况和力的分解的定解问题将一个力F分解为两个分力，根据力的平行四边形法则，是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形。这说明两个力的合力可唯一确定，一个力的两个分力不是唯一的。要确定一个力的两个分力，一定有定解条件。1对一个已知力进行分解的几种常见的情况已知两个分力的方向已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和另一个分力的方向已知两个分力的大小2一个力有确定的两个分力的条件是： 练习（1）若已知两个分力F1和F2的方向，如图1所示， F1、F2有唯一解吗？（2）若已知一个分力F1的大小和方向，如图2所示，另一个分力F2有唯一解吗？（3）若已知两个分力F1和F2的大小，如图3所示，F1，F2有唯一解吗？【例三】已知某力F的一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，试分析：F2的大小满足什么条件时，F的两个分力有唯一解？F2的大小满足什么条件时，F的两个分力有两解？F2的大小满足什么条件时，F的两个分力无解？四、力的正交分解法：将一个力沿着两个相互垂直的方向进行分解的方法称为力的正交分解法。力的正交分解法是力学问题中处理力的最常用的方法。如放在斜面上的物体的重力分解成垂直于斜面与平行于斜面的两个分力就是采用了力的正交分解法。力的正交分解法的优点：其一，借助数学中的直角坐标系(x，y)对力进行描述；其二，几何图形关系简单，是直角三角形，解直角三角形方法多，容易求解。正交分解的一般步骤：建立xOy直角坐标系将所有力依次向x轴和y轴上分解为Fx1、Fx2，Fy1、Fy2分别求出x轴和y轴上的合力Fx、Fy求出合力F，大小 方向【例四】大小均为F的三个力共同作用在O点，如图，F1与F2、F2与F3之间的夹角均为60，求合力。【例五】如图，从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5，已知F1=f，且各个力的大小跟对应的边长成正比，用正交分解法求这五个力的合力大小和方向。课堂训练:1下列有关合力与分力的说法，正确的是( ) A分力总是小于合力 B对力进行正交分解时，分力总是小于合力 C将5 N的力进行分解，可以得到50 N的分力 D将5 N的力进行分解，不可以得到1 N的分力2如右图示，一个半径为r，重为G的圆球被长为r的细线AC悬挂在墙上， 求球对细线的拉力T和球对墙的压力N。课后作业:1在一个已知力的分解中，下列情况中具有唯一一对分力的是（）A已知一个分力的大小和方向 B已知一个分力的大小和另一分力的方向C已知两个分力的大小 D已知两个分力的方向，并且不在一条直线上2将一个力F分解为两个不为零的力，下列哪种情况是不可能的（）A两个分力与F都在一条直线上 B两个分力与F间的夹角都大于90C一个分力的大小与F的大小相同 D一个分力与F间的夹角为90 3下列有关说法正确的是（）A一个2N的力能分解为7N和4N的两个分力B一个2N的力能分解为7N和9N的两个分力C一个6N的力能分解为3N和4N的两个分力D一个8N的力能分解为4N和3N的两个分力4已知力的大小为10N，将此力可分解成如下（）A3N、3NB6N、6NC100N、100ND500N、500N5已知力F的一个分力F1跟F成30角，大小未知，另一个分力F2的大小为F，方向未知，则F1的大小可能是（）A FBFCFDF6在光滑斜面上自由下滑的物体受到的力是（）A重力和斜面的支持力 B重力、下滑力和斜面支持力C重力、下滑力和正压力 D重力、下滑力、支持力和正压力7在水平木板上放一个小铁块，逐渐抬高木板一端，在铁块下滑前的过程中，铁块受到的摩擦力F和铁块对木块的正压力FN的变化情况是（）AF和FN都不断增大 BF增大，FN减小CF减小，FN增大 DF和FN都减小*8如图示，已知力F和一个分力F1的方向的夹角为，若使另一个分力F2的值最小，则F2大小为_。*9. 如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作匀速直线运动。求：地面对物体的支持力？木块与地面之间的动摩擦因数？验证力的平行四边形定则导学案班级_姓名_学号_1实验原理使某个力F的作用效果以及F1与F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点，所以F为F1和F2的合力，作出F的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F、F，分析在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同2实验目的(1)验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则；(2)通过验证力的平行四边形定则，培养用图象法处理实验数据并得出结论的能力3实验器材方木板一块，白纸，弹簧秤两个，橡皮条，细绳和细绳套各两个，三角板，刻度尺，图钉几个，铅笔4实验步骤(1)在实验桌上平放一块方木板，然后在方木板上铺一张白纸，注意白纸的固定位置，如图所示，用图钉把白纸固定在方木板上(2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端系上两条细绳，两条细绳的另一端各系着绳套(3)用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.(4)用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧秤的示数(5)用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出合力F.(6)只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O，读出并记录弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示(7)比较力F与合力F的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同(8)改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再做两次实验5注意事项：(1)实验过程中在使用弹簧秤的时候，要注意使弹簧秤与木板平面平行(2)选用的橡皮条应富有弹性，能发生弹性形变，同一次实验中，橡皮条拉长后的结点的位置必须保持不变(3)在满足合力不超过弹簧秤的量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应该使拉力尽量大一些，以减小实验中的误差(4)画力的图示时，应选定恰当的单位长度作为标度；作力的合成图时，应尽量将图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力(5)由作图法得到的F和实际测量得到的F不可能完全符合，只要在误差允许的范围内符合即可6实验误差分析本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视刻度，要按有效数字正确读数和记录两个分力F1、F2间夹角越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的误差F也越大，所以实验中不要把取得太大，同时夹角也不能太小例1 某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A在桌上放一块方木板， 在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；F比较F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是_和_；(2)遗漏的内容分别是_和_例2 在做“探究力的平行四边形定则”实验时：(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外，还必须有_和_(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须()A每次将橡皮条拉到同样的位置B每次把橡皮条拉直C每次准确读出弹簧秤的示数D每次记准细绳的方向(3)为了提高实验的准确性，减小误差，实验中应注意些什么？ (4)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置图中_是力F1与F2的合力的理论值；_是力F1与F2的合力的实验值通过把_和_进行比较，验证平行四边形定则练习：1在“互成角度的两个力的合成”实验中，为了减小实验误差，应注意()A描点、作图时的铅笔尖一些，并使图尽量大些B拉橡皮条的细绳尽量长些C在用