受力分析.力的合成与分解专题习学案复.doc

彰武高中三 年级 物理 学科课堂设计活页 第 周 第 课时 上课时间： 2012 年 11月 日 星期： 备课组长签字： 史付林 年级主任签字： 课题： 受力分析 力的合成与分解 设计人： 史付林 学习目标：1、掌握共点力的平衡条件 2、对物体正确受力分析后能运用平衡知识处理物体的平衡问题 3、会处理平衡问题中的“临界”和“极值”问题【知识点梳理】1共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的 或者它们的作用线交于 ，这几个力叫共点力。2平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持 或 运动，则该物体处于平衡状态3平衡条件：物体所受合外力 其数学表达式为：F合 或Fx合= Fy合= ，其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力4用平衡条件解题的常用方法(1）力的三角形法 物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力（2）力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解（3）正交分解法 将各个力分别分解到X轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力【典型例题】【例1】如图所示，重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是()A.F1mgcos B.F1mgcot C.F2mgsin D.F2【例4】一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示.现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减少，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是()A.FN先减小，后增大 B.FN始终不变C.F先减小，后增大 D.F始终不变【解析】取BO杆的B端为研究对象，受到绳子拉力(大小为F)，BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G)的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，如图所示，得到一个力三角形(如图中画斜线部分)，此力三角形与几何三角形OBA相似.设AO高为H，BO长为L，绳长为l，则由对应边成比例可得，式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知FN不变，F逐渐变小.故B正确.【拓展】如图所示，竖直杆CB顶端有光滑轻质滑轮，轻质杆OA自重不计，可绕O点自由转动，OAOB。当绳缓慢放下，使AOB由00逐渐增大到1800的过程中（不包括00和1800）下列说法正确的是（ ） A绳上的拉力先逐渐增大后逐渐减小 B杆上的压力先逐渐减小后逐渐增大 C绳上的拉力越来越大，但不超过2G D杆上的压力大小始终等于GOABPQ【例5】有一个直角支架AOB，AO水平放置,表面粗糙, OB竖直向下,表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是（ ）A.FN不变，f变大 B.FN不变，f变小 C.FN变大，f变大 D.FN变大，f变小【例6】如图所示，一个重为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为.在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态，今使木板与斜面的夹角缓慢增大至水平，在这个过程中，球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化？【例5】如图，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动，不计其他外力及空气阻力，则中间一质量为m的土豆A受到其他土豆对它的作用力大小应是（ ）A. mg B. mg C. D. 【拓展1】如图所示，重量为G的均匀链条，两端用等长的轻绳连接，挂在等高的地方，绳与水平线成角.试求：(1)绳子的张力大小；(2)链条最低点的张力大小.【解析】(1)以链条为研究对象时，它受绳子拉力FT1、FT2及重力G的作用，由于链条处于平衡状态，由三力汇交原理知其受力情况如图(a)所示.对整个链条，由正交分解与力的平衡条件得FT1cos FT2cos FT1sin FT2sin G 由式得FT1FT2(2)由于链条关于最低点是对称的，因此链条最低点处的张力是水平的，链条左侧半段的受力情况如图(b)所示.对左半段链条FT1cos FT，所以FTcos cot (也可以对其竖直方向列式得到FT)【例2】重为G的木块与水平地面间的动摩擦因数为/3，一人欲用最小的作用力F使木板做匀速运动，则此最小作用力的大小和方向应如何？F【巩固】如图所示，物体放在水平面上，与水平面间的动摩擦因数为/3,现施一与水平面成角且斜向下的力F推物体，问：角至少为多大时，无论F为多大均不能推动物体（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）？【例3】如图所示，不计重力的细绳AB与竖直墙的夹角为600，轻杆BC与竖直墙夹角为300，杆可绕C自由转动，若细绳承受的最大拉力为200 N轻杆能承受的最大压力为300 N则在B点最多能挂多重的物体？【针对训练】1、质量为m的物体在恒力F的作用下，沿天花板匀速运动，物体与天花板之间的动摩擦因数为m，则物体受到的摩擦力大小为：（ ）qAA. FsinqB.FcosqC.m(Fsinq-mg)D.m( mg-Fsinq)2、如图，在与水平面成q角的恒定拉力F作用下，物体A沿水平面向右做匀速运动，则：（ ）qAA.拉力F与摩擦力的合力为零B.拉力F的竖直分力与A的重力的合力为零C.拉力F与重力的合力方向为水平向右D.拉力F与摩擦力的合力方向为竖直向上3、一物体m放在粗糙的斜面上保持静止，先用水平力F推m，如图，当F由零逐渐增加但物体m仍保持静止状态的情况下，则（）AF物体m所受的静摩擦力逐渐减小到零物体m所受的弹力逐渐增加物体m所受的合力逐渐增加物体m所受的合力不变A. B. C. D.PCQGAB4、如图所示，A、B是两根竖直立在地上的木桩，轻绳系在两木桩不等高的P、Q两点，C为光滑的质量不计的滑轮，当Q点的位置变化时，轻绳的张力的大小变化情况是（ ）A.Q点上下移动时，张力不变B.Q点上下移动时，张力变大C.Q点上下移动时，张力变小D.条件不足，无法判断F1F25、如图，木块放在水平桌面上，在水平方向共受三个力，即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止，其中F1=10N，F2=2N，若撤去F1，则木块所受的摩擦力是（）A. 8N，方向向右 B. 8N，方向向左C. 2N，方向向右 D. 2N，方向向左6、如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形木块，F是作用在物块B上的沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速