第3讲力的合成与分解受力分析导学案

第3讲力的合成与分解受力分析课程目标：1.会运用力的平行四边形合成与分解力；运用矢量三角形。2.能利用正交分解法解决相关问题。必备知识·自主复习一、力的合成1.合力与分力(1)定义:假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的,那几个力叫作这个力的。(2)关系:合力与分力是。2.力的合成(1)定义:求的合力的过程。(2)运算法则。①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力。②三角形定则:把两个分力的首尾顺次连接起来,第一个分力的起点到第二个分力的终点的有向线段为合力。如图乙所示,F1、F2为分力,F为合力。二、力的分解1.力的分解是力的合成的,遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则。2.分解方法一个力分解为,在理论上可以分解为无数组、各不同的分力,在实际问题中,要具体问题具体分析,以方便解决问题为原则。(1)按力产生的。(2)力的。三、受力分析1.受力分析:把研究对象(指定物体)在特定的物理环境中受到的所有力都找出来,并画出受力示意图的过程。2.受力分析的一般顺序(1)画出已知力。(2)分析场力(重力、电场力、磁场力)。(3)分析弹力。(4)分析摩擦力。任务一：【正误辨析】(1)合力和分力可以同时作用在一个物体上。()(2)两个力的合力一定比其分力大。()(3)当一个分力增大时,合力一定增大。()(4)合力与它的分力的作用对象为同一个物体。()(5)在进行力的合成与分解时,都能应用平行四边形定则或三角形定则。()(6)2N的力能够分解成6N和3N的两个分力。()关键能力·课堂共研：考点一共点力的合成[例1·合力大小的求解](2023·广东汕头统考)有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为90°时,合力为F。当它们的夹角为120°时,合力的大小为()A.2F B.22FC.2F D.3考点二力的分解：[例3·力的分解]如图所示,用绳AC和BC吊起一重100N的物体,两绳AC、BC与竖直方向的夹角分别为30°和45°。求绳AC和BC分别对物体拉力的大小。[例4·力的分解的多解问题](多选)已知力F,且它的一个分力F1跟F成30°角,大小未知,另一个分力F2的大小为33F,方向未知,则F1的大小可能是(A.3F3 B.3F2C.23任务二：考点三受力分析[例5·单个物体的受力分析](2023·河北保定模拟)如图所示,甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯,此时两电梯均匀速向上运行,则()A.甲受到三个力的作用B.甲对扶梯有摩擦力的作用C.乙受到三个力的作用D.乙受到的摩擦力方向沿斜面向下[例6·多个物体的受力分析](2024·河南信阳模拟)如图所示,在竖直向上的恒力F作用下,a物体紧挨竖直墙面,与b物体处于静止状态,则关于它们的受力情况,下列说法正确的是()A.a一定受到4个力B.a可能受到3个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.a与b之间不一定有摩擦力任务三：考点四“活结—死结”“定杆—动杆”和“绳—弹簧”模型[例7·“活结—死结”模型]如图所示,将三段轻绳相结于O点,其中OA绳的一端拴在墙上,OB绳的下方悬挂甲物体,OC绳跨过光滑定滑轮悬挂乙物体。OC绳与竖直方向的夹角为α=70°。OA绳与竖直方向的夹角为β(未知)。若甲、乙两物体的质量均为m=2kg,重力加速度g取10m/s2,取sin55°=0.82,sin70°=0.94。则OA绳的拉力约为(B)A.16N B.23N C.31N D.41N[例8·“定杆—动杆”模型]如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的光滑定滑轮拴住一个质量为m1的物体,∠ACB=30°;图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向成30°角,在轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为m2的物体,重力加速度为g。则下列说法正确的是()A.图甲中BC对滑轮的作用力为mB.图乙中HG杆受到绳的作用力为m2gC.细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为1∶1D.细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为m12课时作业：课后限时训练1.(2023·广东清远期末)纸制“弹丸”跨过弹弓橡皮绳,用手拉动弹丸直到橡皮绳成θ角,如图所示。此时橡皮绳的张力为FT,弹丸受到的重力可忽略不计,则(D)A.手对弹丸的拉力大小等于2FTB.松手瞬间弹丸所受合力为2FTcosθC.松手前橡皮绳张力与θ角成反比D.松手后在弹丸离开橡皮绳前,弹丸所受合力减小2.(2024·广东梅州模拟)(多选)物体静止于水平桌面上,两者之间的最大静摩擦力为5N,现将水平面内的三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2N、2N、3N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(ABC)A.物体所受静摩擦力可能为2NB.物体所受静摩擦力可能为4NC.物体可能仍保持静止D.物体一定被拉动3.(2024·山西吕梁期中)马扎属于中国传统手工工艺制品,腿交叉,上面绷帆布或麻绳等,可以合拢,便于携带。如图所示,马扎放在水平地面上,书包放在两支撑腿A、B等长的马扎上,若A、B之间的夹角θ减小,则(D)A.马扎对地面的压力增大,支撑腿受到的压力增大B.马扎对地面的压力减小,支撑腿受到的压力减小C.马扎对地面的压力不变,支撑腿受到的压力增大D.马扎对地面的压力不变,支撑腿受到的压力减小4.某压榨机的结构示意图如图所示,其中B为固定铰链,若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F,则由于力F的作用,使滑块C压紧物体D,设C与D光滑接触,杆及滑块C所受的重力不计,图中a=0.6m,b=0.1m,则物体D所受压力的大小与力F的比值为(A)A.3 B.4 C.5 D.65.(2021·广东卷,3)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示。忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是(B)A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力6.(2023·上海检测)人立定跳远时,脚蹬地起跳前瞬间他的受力示意图是(A)7.(多选)如图所示,a、b、c三个物块所受重力均为100N,小球P重40N,作用在物块b上的水平力F=20N,整个系统静止,不计绳子质量,下列说法正确的是(AC)A.物块c受6个力作用B.a和b之间的摩擦力是20NC.b和c之间的摩擦力是20ND.c与桌面间的摩擦力是40N对点4.“活结—死结”“定杆—动杆”和“绳—弹簧”模型8.春节前后,人们常常挂起红灯笼,来营造一种喜庆的氛围。如图是挂出的一只灯笼,相同的轻绳a、b将灯笼悬挂于O点,绳a与水平方向的夹角为θ,绳b水平,灯笼保持静止。现保持绳a长度不变、绳b水平,改变绳b的长度,则对于较重的灯笼(A)A.a比b更容易断,b越短a越容易断B.a比b更容易断,b越长a越容易断C.b比a更容易断,b越长b越容易断D.b比a更容易断,b越短b越容易断9.(多选)在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链相连接。下列说法正确的是(BC)A.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁B.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的只有丙D.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙10.(多选)如图所示,重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,物体B放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根斜拉短线系于天花板上的O点;O′是三根线的结点,bO′水平拉着物体B,cO′沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮受到的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,g取10m/s2。若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是203N,则下列说法正确的是()A.弹簧的弹力为10NB.重物A的质量为2kgC.桌面对物体B的摩擦力为103ND.OP与竖直方向的夹角为60°11.(多选)如图所示,倾角为θ的光滑斜面长和宽均为l,一质量为m的物体由斜面左上方顶点P静止释放,若要