2019-2020年高中物理 3.4力的合成與分解5教案 粵教版必修1.doc
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2019-2020 年高中物理 3.4 力的合成與分解 5 教案 粵教版必修 1 【同步教育信息】 一. 本周教學內容: 力的合成與分解 二. 知識要點: 理解力的合成和合力的概念。掌握力的平行四邊形定則。會用作圖法求共點力的合力, 會用三角形知識計算合力。知道合力大小與分力間夾角關系,知道矢量概念。理解力的分 解和分力概念。理解力的分解是力的合成的逆運算,遵循力的平行四邊形定則。能根據(jù)力 的實際作用效果進行力的分解。會計算分力大小。 三. 學習中注意點: (一)力的合成、合力與分力 1. 合力與分力:如果一個力作用在物體上,產生的效果,與另外幾個力同時作用于這個 物體上產生的效果相同,原來的一個力就是另外幾個力的合力。另外幾個力叫分力。 合力是幾個力的等效力,是互換的,不是共存的。 2. 共點力:幾個力的作用點相同,或幾個力的作用線相交于一個點,這樣的力叫共點力。 3. 力的合成:求幾個共點力的合力的過程叫力的合成。 力的合成就是在保證效果相同的前提下,進行力的替代,也就是對力進行化簡,使力 的作用效果明朗化。 現(xiàn)階段只對共點(共面)力進行合成。 4. 平行四邊形定則:兩個共點力的合力與分力滿足關系是:以分力為鄰邊做平行四邊形, 以共點頂向另一頂點做對角線,即為合力。這種關系叫平行四邊形定則。 5. 力的合成方法:幾何作圖法,計算法。 6. 多個力的合成先取兩個力求合力,再與第三個力求合力,依次進行下去直到與最后一 個分力求得的合力就是多個力的合力。 7. 力是矢量:有大小有方向遵循平行四邊形定則。凡矢量有大小有方向還要遵循平行四 邊形定則。 (二)力的分解 1. 力的分解:由一個已知力求分力的過程叫力的分解。 2. 力的分解中分力與合力仍遵循平行四邊形定則,是力的合成的逆運算。 3. 分解一個力時,對分力沒有限制,可有無數(shù)組分力。 4. 分解力的步驟 (1)根據(jù)力作用效果確定分力作用的方向,作出力的作用線。 (2)根據(jù)平行四邊形定則,作出完整的平行四邊形。 (3)根據(jù)數(shù)學知識計算分力 5. 一個力分解為二個分力的幾種情況 (1)已知合力及兩分力方向,求分力大小,有唯一定解。 (2)已知合力及一個分力的大小方向,求另一分力大小方向,有唯一定解。 (3)已知合力及一個分力方向,求另一分力,有無數(shù)組解,其中有一組是另一分力 最小解。 (4)已知合力和一個分力的方向,另一分力的大小,求解。 如已知合力 F,一個分力 F1的方向,另一分力 F2的大小,且 F 與 F1夾角()可能有 一組解,可能有兩組解,也可能無解。 (5)已知合力及兩個分力大小,求分力(方向) 可能一組解,可能兩組解,也可能無解。 【典型例題】 [例 1] 兩個力大小均為 100N,夾角為,求合力。 解法一:幾何方法 (1)取 2cm 表示 50N。 (2)作兩分力,夾角。 (3)作平行四邊形(另兩邊畫虛線) (4)作對角線量出長度,得 6.9cm, 。 (5)量得(可以證明) 。 0NF合12θ 解法二:計算 作力的示意圖 21010cos22121 ??????FF合 (N) 合力大小為 173N,與分力夾角均為3210tan????? ∴ αα θ F1合 [例 2] 試證,分力大小為 F1F2,合力大小為 F, 幾何法:以 F1F2為鄰邊做平行四邊形,F(xiàn) 為對角線,平行四邊形對邊相等 在中,由三角形三邊關系 ,當同向時, ,當反向時, (若則) F212' 代數(shù)法: 為兩分力夾角?cos2121FF?? 當時, 2120F?? 時, ∴ 推論:若三個力合力為 0,其中一個力與另兩力的合力大小相等。其中, 。 [例 3] 放在斜面上的物體受到水平推力 F,斜面傾角為,求 F 的分力(見圖 3—1)α 圖 3—1 解:推力 F 的作用一是使物體沿面有運動(或運動趨勢)因此,沿斜面方向有 F 的分 力 F1,向右推物體使物體對斜面壓力變化,F(xiàn) 有垂直斜面的分力 F2。 ∴ 2α [例 4] 三角支架頂端懸一重 G 的物體,見圖 3—2,求重物的拉力對支架作用大小。ABCFAα α 圖 3—2 解:重物拉力作用在支架上 AC、BC 形變只是長度的改變,從而發(fā)生一個微小形變, AC 是伸長形變,BC 是壓縮形變。 ∴ 分力方向如圖示。 ∴ () [例 5] 斜面傾角為,物體沿斜面勻速下滑。證明:物體與斜面間摩擦因數(shù)。 證明:物體沿斜面下滑受三個力,重力 G,滑動摩擦力 f,斜面支持力 FN。重力使物 體沿斜面下滑,壓緊斜面。 ∴ 重力的分力為,如圖 3—3 示 沿斜面勻速滑動, 又 ∴ ∴ F2α1NfG 圖 3—3 【模擬試題】 1. 兩個大小相等同時作用于一個物體上的兩個力,當它們之間夾角為時,其合力大小為 F,當兩力夾角為時,合力大小為( ) A. 2F B. F C. F D. F 2. 質量為 8kg 的物體,放在水平面上受到水平推力 F=10N 的作用,向右運動見圖 3—4 所示。若物體與水平面間的摩擦因數(shù),物體所受到的合力為( ) (g 取 10N/kg) A. 大小為 2.0N,水平向右 B. 大小為 2.0N,水平向左 C. 大小為 12.8N,水平向右 D. 0 圖 3—4 3. 下列各組共點力在一個平面內,合力可能為 0 的是( ) A. 15N、5N、6N B. 3N、6N、4N C. 2N、7N、10N D. 11N、7N、14N 4. 在一個平面內的 6 個共點力,相鄰力的夾角均為,大小如圖 3—5 示,則這 6 個力的 合力為( ) A. 0 B. 3N 與 6N 的力同向 C. 3N 與 5N 的力同向 D. 6N 與 5N 的力同向4N1632 圖 3—5 5. 要將力 F 沿虛線分解為兩個分力,哪些是無法分解的( ) F122F12F A B C D 圖 3—6 6. 在圖 3—7 中,球置于斜面與豎直擋板之間,把球的重力 G 分解為兩個分力,下述正 確的是( ) A. 平行于斜面,垂直于斜面 B. 垂直于斜面,垂直于擋板 C. 垂直于檔板,平行于斜面 D. 平行于斜面,平行于擋板 圖 3—7 7. 在圖 3—8 中,兩段繩的連接點懸一重物。保持 AB 繩水平方向不變,BC 沿逆時針緩 慢轉動,則 AB、BC 繩的拉力大小變化是( ) A. 增大,增大 B. 減小,減小 C. 減小,先增大后減小 D. 減小,先減后增 GABCD 圖 3—8 8. 一段輕繩,一端固定在橋上,另一端系一重物 G。用一輕桿加一滑輪支起繩某一點使 繩與豎直方向成,如圖 3—9 所示。若輕桿可繞 O 點轉動,輕桿與豎直方向成多大角能支撐 住繩和重物,此時桿的支持力多大? 圖 3—9 9. 兩人以水平拉力拉一物體沿地面上直線前進,若其中一人用力 150N,與前進方向成。 另一人對物體施加力的最小值是多大?與前進方向成多大角? 10. 圖 3—10 中,三角形支架 AB⊥CA,BC 與豎直方向成,AB、BC 均為輕桿,重物 G=100N。輕桿 AB 的拉力和 BC 的支持力各多大? 60BAC 圖 3—10 參考答案 1. B 2. A 3. B、D 4. D 5. B、C、D 6. B 7. B 8. 繩上各點拉力均為 G,滑輪受繩壓力如下圖示,F(xiàn)=G,與繩的夾角均為。 ∴ 輕桿與豎直方向成時,能支撐住繩和重物,支撐力大小為 G。F 9. F1方向一定,與 F2合力方向與前進方向一致,F(xiàn) 2與前進方向垂直時最小 大小為 N(此時合力不是最大也不是最?。?3012 10. 重物拉力分解為 FA,F(xiàn) C 60GFA- 配套講稿:
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