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文檔簡(jiǎn)介

1、適用學(xué)科高中物理適用年級(jí)高一適用區(qū)域人教版區(qū)域課時(shí)時(shí)長(分鐘)2課時(shí)知識(shí)點(diǎn)1. 共點(diǎn)力求合力方法:二力不平行則平行四邊形定則求合力2. 一個(gè)力分解為兩個(gè)分力的幾種唯一性的條件3. 兩個(gè)大小一定的力的合力大小范圍4. 三個(gè)大小一定的力的合力大小范圍5. 兩個(gè)大小相等的力的合力求法6. 共點(diǎn)力求合力方法:二力以上共點(diǎn)力正交分解法求合力教學(xué)目標(biāo)1、理解合力與分力的概念2、理解力的合成與分解的意義3、能舉出生產(chǎn)生活中力的合成與分解的實(shí)例4、理解力的平行四邊形定則,并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)1、用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成2、用正交分解進(jìn)行力的合成教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用等效替代思想理解合力概念教學(xué)過程一、導(dǎo)入力

2、的概念是什么?力的作用效果是什么?力是物體間的相互作用力的作用效果是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變提出問題:歌曲眾人劃槳開大船,從物理學(xué)的角度說,二個(gè)人劃槳產(chǎn)生的力太小不能開大船,眾人劃槳產(chǎn)生的力合起來才能開動(dòng)大船如果知道每個(gè)人劃槳的力,怎樣求合起來的力呢?學(xué)習(xí)了這一節(jié)課后我們就可以解決這個(gè)問題了二、知識(shí)講解(一)考點(diǎn)解讀合力和分力的概念問題分析:一個(gè)砝碼可以用一根細(xì)線提起來,也可以用兩根細(xì)線提起來,其效果完全一樣,如圖1所示。 如果一個(gè)力作用在物體上產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。上例中F就是F1、F2的合力

3、,F(xiàn)1 、F2就是F的分力。求F1、F2兩個(gè)力的合力F的過程,就叫做二力的合成。(二)考點(diǎn)詳析考點(diǎn)1 力的平行四邊形定則力的平行四邊形定則:如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么,合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來,這叫做力的平行四邊形定則.共點(diǎn)力:幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力.平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種:圖解法: (1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成:從力的作用點(diǎn)作兩個(gè)共點(diǎn)力的圖示,然后以F1、F2為邊作平行四邊形,對(duì)角線的長度即為合力的大小,對(duì)角線的方向即為合力的方向. 用直尺量出對(duì)角線的長度,依據(jù)力

4、的標(biāo)度折算出合力的大小,用量角器量出合力與其中一個(gè)力之間的夾角.如圖所示,圖中F1=50N,F(xiàn)2=40N,合力F=80N . (2)兩個(gè)以上共點(diǎn)力的合成:先求出任意兩個(gè)力的合力,再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力,直到所有的力都合成進(jìn)去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.計(jì)算法先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形,然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式(如余弦定理)算出對(duì)角線所表示的合力的大小和方向.當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí),有: F= tan=F2/F1考點(diǎn)2 平均速度、瞬時(shí)速度和瞬時(shí)速率、平均速率合力大小的范圍:運(yùn)用合力與分力關(guān)系模擬演示器,讓兩個(gè)力F1和F2之間的夾角由0°180°變化,可以得到(1

5、)合力F隨的增大而減小.(2)當(dāng)=0°時(shí),F(xiàn)有最大值Fmax= F1+ F2,當(dāng)=180°時(shí),F(xiàn)有最小值Fmin= F1- F2(3)合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力.一般地 | F1-F2| F F1+ F2三 、例題精析例題1如圖所示,力是兩個(gè)相互垂直的共點(diǎn)力,其中F1=3N ,F(xiàn)2=4N,則合力的大小為 A. 12N B. 7N C. 6N D. 5N【答案】D【解析】根據(jù)力的平行四邊形定則,可知質(zhì)點(diǎn)所受和的合力大小為,故D正確.【點(diǎn)睛】:根據(jù)力的平行四邊形定則例題2小華同學(xué)通過以下步驟測(cè)出了從一定高度落下的排球?qū)Φ孛娴臎_擊力:將一張白紙鋪在水平地

6、面上,把排球在水里弄濕,然后讓排球從規(guī)定的高度自由落下,并在白紙上留下球的水印再將印有水印的白紙鋪在臺(tái)秤上,將球放在紙上的水印中心,緩慢地向下壓球,使排球與紙接觸部分逐漸發(fā)生形變直至剛好遮住水印記下此時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)即為沖擊力的最大值下列物理學(xué)習(xí)或研究中用到的方法與該同學(xué)的方法相同的是A. 建立“點(diǎn)電荷”的概念B. 建立“合力與分力”的概念C. 建立“瞬時(shí)速度”的概念D. 研究加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系【答案】B【解析】A、點(diǎn)電荷是一種理想化的模型,是采用的理想化的方法,故A錯(cuò)誤;B、合力和分力的作用效果是等效的,它們是等效替代的關(guān)系,故B正確;C. 瞬時(shí)速度是把很短時(shí)間內(nèi)物體的平均速度近似的認(rèn)為是

7、瞬時(shí)速度,采用的是極限的方法,故C錯(cuò)誤;D. 研究加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系的時(shí)候,是控制其中的一個(gè)量不變,從而得到其他兩個(gè)物理量的關(guān)系,是采用的控制變量的方法,故A錯(cuò)誤。【點(diǎn)睛】:點(diǎn)電荷是一種理想化的模型,是采用的理想化的方法例題3如圖所示,在做“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時(shí),用M、N兩個(gè)測(cè)力計(jì)通過細(xì)線拉橡皮條的結(jié)點(diǎn),使其到達(dá)O點(diǎn),此時(shí)+=90°,然后保持M的示數(shù)不變,而使角減小,為保持結(jié)點(diǎn)位置不變,可采用的辦法是( )A. 減小N的示數(shù)同時(shí)減小角B. 減小N的示數(shù)同時(shí)增大角C. 增大N的示數(shù)同時(shí)增大角D. 增大N的示數(shù)同時(shí)減小角【答案】A【解析】要保證結(jié)點(diǎn)不動(dòng),應(yīng)保證合力不變,

8、則由平行四邊形定則可知,合力不變,M方向向合力方向靠攏,根據(jù)圖象可知,則N的拉力應(yīng)減小,同時(shí)應(yīng)減小角,故選項(xiàng)A正確。【點(diǎn)睛】:要使結(jié)點(diǎn)不變,應(yīng)保證合力不變,故可以根據(jù)平行四邊形定則分析可以采取的辦法。例題4某物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),若把其中一個(gè)力F1的方向沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過900而保持其大小不變。其余兩個(gè)力保持不變,則此時(shí)物體所受的合力大小為 ( )A. F1 B. F1C. 2F1 D. 無法確定【答案】B【解析】力平衡中,這兩個(gè)力等值、反向、共線,當(dāng)其中一個(gè)力F1的方向沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過900而保持其大小不變另外一個(gè)力保持不變;根據(jù)平行四邊形定則可知,兩個(gè)大小相等且互成的力合成時(shí),合力在

9、兩個(gè)分力的角平分線上,故此時(shí)物體所受到的合力大小為,故B正確,ACD錯(cuò)誤。【點(diǎn)睛】:兩力平衡中,二個(gè)力大小相等,方向相反,當(dāng)一個(gè)力的方向沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過而保持其大小不變另外一個(gè)力保持不變,由根據(jù)力的平行四邊形則,即可求解。四 、課堂運(yùn)用基礎(chǔ)1、如圖所示,木箱放在自動(dòng)扶梯的水平臺(tái)階上,隨臺(tái)階向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則臺(tái)階對(duì)木箱的作用力()A大于木箱的重力B大于木箱對(duì)臺(tái)階的作用力C小于木箱對(duì)臺(tái)階的作用力D與木箱對(duì)臺(tái)階的作用力大小相等【答案】D【解析】臺(tái)階對(duì)木箱的作用力與木箱對(duì)臺(tái)階的作用力是一對(duì)作用力和反作用力,根據(jù)牛頓第三定律知它們的大小相等,方向相反,故ABC錯(cuò)誤,D正確2、如圖,一個(gè)質(zhì)量為m的均勻光滑

10、小球處于靜止?fàn)顟B(tài),三角劈與小球的接觸點(diǎn)為P,小球重心為O,PO的連線與豎直方向的夾角為則三角劈對(duì)小球的彈力()A方向豎直向上,大小為mgB方向豎直向上,大小為mgcosC方向沿PO向上,大小為D方向沿PO向上,大小為mgtan【答案】C【解析】對(duì)小球受力分析,三角劈對(duì)小球的彈力方向沿PO向上,采用合成法,如圖:由幾何知識(shí)得:N1=3、如圖所示,一個(gè)物體受F1和F2兩個(gè)互相垂直的共點(diǎn)力作用,其F1=3N,F(xiàn)2=4N這兩個(gè)力的合力大小為()A1NB5 NC7ND12N【答案】B【解析】根據(jù)勾股定理有:F=5N,故B正確,ACD錯(cuò)誤 鞏固1、如圖所示,物體A和B質(zhì)量均為m,且分別與輕繩連接跨過光滑輕

11、質(zhì)定滑輪,B放在水平面上,A與懸繩豎直。用力F拉B沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,繩對(duì)A的拉力的大小是()A大于mgB總等于mgC小于mgD以上三項(xiàng)都不正確【答案】A【解析】將B的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩子方向的運(yùn)動(dòng),以及垂直繩子方向運(yùn)動(dòng)即繞滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng),如圖解得v2=vcos由于不斷變小,故v2不斷變大;由于物體A的速度等于v2,故物體A加速上升,加速度向上,即物體A處于超重狀態(tài),故繩子的拉力大于mg。 2、如圖所示,木箱放在自動(dòng)扶梯的水平臺(tái)階上,隨臺(tái)階向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則臺(tái)階對(duì)木箱的作用力()A大于木箱的重力B大于木箱對(duì)臺(tái)階的作用力C小于木箱對(duì)臺(tái)階的作用力D與木箱對(duì)臺(tái)階的作用力大小相等【答案】D【解析

12、】臺(tái)階對(duì)木箱的作用力與木箱對(duì)臺(tái)階的作用力是一對(duì)作用力和反作用力,根據(jù)牛頓第三定律知它們的大小相等,方向相反,故ABC錯(cuò)誤,D正確3、如圖,一個(gè)質(zhì)量為m的均勻光滑小球處于靜止?fàn)顟B(tài),三角劈與小球的接觸點(diǎn)為P,小球重心為O,PO的連線與豎直方向的夾角為則三角劈對(duì)小球的彈力()A方向豎直向上,大小為mgB方向豎直向上,大小為mgcosC方向沿PO向上,大小為D方向沿PO向上,大小為mgtan【答案】C【解析】對(duì)小球受力分析,三角劈對(duì)小球的彈力方向沿PO向上,采用合成法,如圖:由幾何知識(shí)得:N1= 拔高1、如圖所示,一個(gè)物體受F1和F2兩個(gè)互相垂直的共點(diǎn)力作用,其F1=3N,F(xiàn)2=4N這兩個(gè)力的合力大小

13、為()A1NB5 NC7ND12N【答案】B【解析】根據(jù)勾股定理有:F=5N,故B正確,ACD錯(cuò)誤。2、如圖所示,物體A和B質(zhì)量均為m,且分別與輕繩連接跨過光滑輕質(zhì)定滑輪,B放在水平面上,A與懸繩豎直。用力F拉B沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,繩對(duì)A的拉力的大小是()A大于mgB總等于mgC小于mgD以上三項(xiàng)都不正確【答案】A【解析】將B的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩子方向的運(yùn)動(dòng),以及垂直繩子方向運(yùn)動(dòng)即繞滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng),如圖解得v2=vcos由于不斷變小,故v2不斷變大;由于物體A的速度等于v2,故物體A加速上升,加速度向上,即物體A處于超重狀態(tài),故繩子的拉力大于mg3、如圖所示,滑塊與平板間動(dòng)摩擦因數(shù)為,當(dāng)放著

14、滑塊的平板被慢慢地繞著左端抬起,角由0°增大90°的過程中,滑塊受到的摩擦力將()A不斷增大B不斷減少C先增大后減少D先增大到一定數(shù)值后保持不變【答案】C【解析】開始階段,滑塊相對(duì)于平板靜止,對(duì)滑塊受力分析可知,滑塊受到重力、支持力和沿斜面向上的靜摩擦力的作用,受力平衡,則滑塊受到的靜摩擦力大小 f=mgsin,隨著增大,滑塊所受的摩擦力f增大。當(dāng)滑塊相對(duì)于平板滑動(dòng)后,滑塊受到的是滑動(dòng)摩擦力,大小為 f=mgcos;摩擦力隨夾角的增大而減小,所以滑塊受到的摩擦力將先增大后減少。故ABD錯(cuò)誤,C正確 課堂小結(jié)合力:一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果與一個(gè)力對(duì)物體作用產(chǎn)生的效

15、果相同時(shí),這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力.力的合成:求幾個(gè)力的合力叫做力的合成.力的平行四邊形定則:如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么,合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來,這叫做力的平行四邊形定則.共點(diǎn)力:幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力.平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種:圖解法,計(jì)算法合力大小的范圍:運(yùn)用合力與分力關(guān)系模擬演示器,讓兩個(gè)力F1和F2之間的夾角由0°180°變化,可以得到(1)合力F隨的增大而減小.(2)當(dāng)=0°時(shí),F(xiàn)有最大值Fmax= F1+ F2,當(dāng)=

16、180°時(shí),F(xiàn)有最小值Fmin= F1- F2(3)合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力.一般地 | F1-F2| F F1+ F2課后作業(yè)基礎(chǔ)1、如圖所示,物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下保持平衡,撤去F1而保持其他三個(gè)力不變,則此時(shí)物體的合力F()A等于F1,方向與F1相同B等于F1,方向與F1相反C大于F1,方向與F1相同D大于F1,方向與F1相反【答案】B【解析】根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可知其余三個(gè)力的合力定與F1等大反向,故撤去力F1,而保持其余三個(gè)力不變,這三個(gè)力的合力方向與F1方向相反,大小等于F1,故B正確、ACD錯(cuò)誤2、有兩個(gè)共點(diǎn)力,一個(gè)力的大小是20N,另一個(gè)力

17、的大小是30N這兩個(gè)力的合力的最大值是()A30 NB40 NC50 ND60 N【答案】C【解析】當(dāng)兩個(gè)分力的方向相同時(shí),兩個(gè)分力的合力最大,最大為二者之和,即:F=F1+F2=20+30=50N故C正確,ABD錯(cuò)誤3、如圖所示,一個(gè)重60N的物體置于光滑的水平面上,當(dāng)用一個(gè)F=20N的力豎直向上拉物體時(shí),物體所受的合力為()A0NB40N,方向豎直向下C40N,方向豎直向上D80N,方向豎直向上【答案】A【解析】物體的重力為60N,向上的拉力為20N,此時(shí)地面對(duì)物體的支持力為40N,多了向上的拉力后,只是地面對(duì)物體的支持力減小了,物體的總的合力還是零,所以A正確鞏固1、F1、F2是兩個(gè)互相

18、垂直的共點(diǎn)力,其中F1=40N、F2=30N這兩個(gè)力合力的大小為()A20 NB30 NC50ND150 N【答案】C 【解析】勾股定理,結(jié)合力的合成法則,則有:F=50N,所以C正確,ABD錯(cuò)誤。2、如圖所示,斜面體C放置在水平地面上,斜面上的物體A通過細(xì)繩和定滑輪與物體B相連,在水平力F作用下,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài),增大F后,A、B、C仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則()A斜面對(duì)物體A的靜摩擦力增大B輕繩對(duì)物體A的拉力減小C地面對(duì)斜面體C的靜摩擦力增大D地面對(duì)斜面體C的支持力增大【答案】C【解析】B、先分析物體B,受重力與拉力,根據(jù)平衡條件,拉力等于重力;再分析物體A,受推力、重力、支持力、拉力和靜

19、摩擦力(可能為零),拉力等于物體B的重力,保持不變,故B錯(cuò)誤;A、在平行斜面方向,由于不知道重力分力、拉力、推力分力間的數(shù)量關(guān)系,無法判斷靜摩擦力的具體方向,故增加推力F后,靜摩擦力可能增加,也可能減小,故A錯(cuò)誤;CD、對(duì)A、B整體受力分析,受推力、重力、支持力和靜摩擦力,根據(jù)平衡條件,支持力等于整體的重力,靜摩擦力等于推力,故增加推力后,支持力不變,靜摩擦力增加,故C正確,D錯(cuò)誤3、如圖甲所示,四根等長的纜繩一端懸于起重機(jī)的吊鉤上,另一端分別系在一個(gè)正方形的框架上,框架下面懸吊著重物,起重機(jī)將重物以0.5m/s的速度沿豎直方向勻速向上吊起。若起重機(jī)的輸出功率為20kW,每根纜繩與豎直方向的夾

20、角均為37°(如圖乙所示),忽略吊鉤、框架及繩重,不計(jì)一切摩擦,sin37°=0.6,cos37°=0.8則懸于吊鉤的每根纜繩的拉力大小為()A5.0×104NB4.0×104NC1.25×104ND1.0×104N【答案】C【解析】由P=Fv得 F=4×104N所以重物的重力 G=F=4×104N設(shè)每根纜繩的拉力大小為T,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得 4Tcos37°=G解得 T=1.25×104N拔高1、如圖,上表面為光滑圓柱形曲面的物體靜置于水平地面上,一小木塊受水平力作用緩慢地從曲面底

21、端沿曲面向上滑動(dòng)一小段的過程中,曲面始終靜止不動(dòng),則物體對(duì)地面摩擦力f和壓力N大小變化是()Af增大,N不變Bf變小,N增加Cf增大,N減小Df不變,N不變【答案】A【解析】 對(duì)木塊受力分析,木塊受重力,水平力F與曲面的支持力,因處于平衡狀態(tài),依據(jù)力的合成法則及平衡條件知水平力增大,再對(duì)物體與木塊作為整體來受力分析,處于平衡狀態(tài),那么豎直方向與水平方向均處于平衡,因此地面對(duì)圓柱形曲面的支持力N大小等于總重力,保持不變。而地面對(duì)圓柱形曲面的摩擦力f=F,隨著水平拉力的增大而增大,故A正確,BCD錯(cuò)誤2、目前,我市每個(gè)社區(qū)均已配備了公共體育健身器材,圖示器材為一秋千,用兩根等長輕繩將一座椅懸掛在豎直支架上等高的兩點(diǎn)由于長期使用,導(dǎo)致兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小傾斜,如圖中虛線所示,但兩懸掛點(diǎn)仍等高,座椅靜止時(shí)F表示所受合力的大小,F(xiàn)1表示單根輕繩對(duì)座椅拉力的大小,與傾斜前相比()AF不變,F(xiàn)1變大BF不變,F(xiàn)1變小CF變小,F(xiàn)1變小DF變大,F(xiàn)1變大【答案】B【解析】座椅靜止時(shí),受重力和兩個(gè)拉力而平衡,故三個(gè)力的合力為零,即F=0根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,有:2F1cos=mg解得:F1=由于長期使用,導(dǎo)致兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小

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