高一物理力的合成與分解知識(shí)點(diǎn)例題精析

1、物理 學(xué)科導(dǎo)學(xué)案 教師: 學(xué)生: 年級(jí): 高一日期: 星期:六 時(shí)段: 下午2：00-4:00 課 題力的合成、分解以及受力分析專題教學(xué)目標(biāo)與 考點(diǎn)分析1. 掌握力的合成與分解2. 掌握受力分析過(guò)程3. 會(huì)分析物理的受力情況 教學(xué)重點(diǎn)受力分析教學(xué)方法1對(duì)1輔導(dǎo)學(xué)習(xí)內(nèi)容與過(guò)程力的合成【知識(shí)框架】 1.定義：求幾個(gè)力的合力 力的合成 2.合力與分力的關(guān)系：等效替代 3.共點(diǎn)力 平行四邊形定則1.合成法則： 二力合成 三角形定則2.計(jì)算公式： （） 多力的合成：逐步合成法.先分解再合成【重點(diǎn).難點(diǎn)解析】一、力的合成：1.合力與分力：一個(gè)力如果它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用在物體上所產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)

2、力就叫做那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力.2.共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)上，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.3.力的合成：（1）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，那么這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力F的大小和方向.（2）三角形定則：求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的線段首尾相接的畫出，從起點(diǎn)指向終點(diǎn)的線段就表示合力F的大小和方向.三角形定則是平行四邊定則的簡(jiǎn)化，本質(zhì)相同.如下圖所示：F2F1FF1F2F二、合力與分力的關(guān)系：設(shè)兩個(gè)大小恒定的分力分別為F1、F2，兩個(gè)分力間的夾角為（0

3、86;180º）根據(jù)余弦定理可求得合力： 討論：1.當(dāng)0º180º時(shí)，隨著增大，減小，即合力F隨著兩分力夾角的變大而減?。?.當(dāng)時(shí)，即兩分力方向相同，為最大；3.當(dāng)時(shí)，即兩分力方向垂直，4.當(dāng)時(shí)，即兩分力方向相反，為最小，方向與較大的力的方向相同；5.當(dāng)，且時(shí)，合力的方向在兩分力夾角的平分線上.F1F2F60º綜上所述，知已知兩分力、，合力的范圍為：.總結(jié)：合力有可能大于任一分力，也有可能小于任一分力，還有可能等于任一分力的大小，它的大小取決于兩個(gè)分力的夾角.三、多個(gè)共點(diǎn)力的合成：1.逐步合成法：方法是先求其中任意兩個(gè)力的合力，再將這個(gè)合力與另一個(gè)分力合

4、成，如此循環(huán)下去，直至求出最后的合力.2.力的多邊形定則：把每個(gè)分力的矢量線段首尾相連，則從第一個(gè)分力的矢尾指向最后一個(gè)分力的矢端的有向線段表示它們的合力.如下圖所示：2.力的分解【知識(shí)框架】 1.定義：求一個(gè)已知力的分力 力的分解 2.分解方法：平行四邊形定則，是力的合成的逆運(yùn)算 （1）按實(shí)際效果分解 （2）正交分解 力分解的唯一性 1.已知合力和兩個(gè)分力的方向 2.已知合力和一個(gè)分力的大小和方向 已知合力和一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向： 力分解的多解性 1.當(dāng) F2=Fsin 或F2F時(shí)，F(xiàn)1有唯一解2.當(dāng) F2<Fsin 時(shí)，F(xiàn)1無(wú)解； 3.當(dāng) Fsin<F2<F

5、時(shí)，F(xiàn)1有兩解；【重點(diǎn).難點(diǎn)解析】一、力的分解1.力的分解：求一個(gè)已知力的分力叫做力的分解.2.力的分解定則：力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵循平行四邊形定則，即把已知力作為合力，那么，與已知力共面的平行四邊形的兩條鄰邊就表示已知力的兩個(gè)分力.二、力的分解的多解性：1.一個(gè)力在無(wú)條件限制下可以分解成無(wú)數(shù)對(duì)分力，如圖：F1'F2FF1F2'2.力分解的唯一性條件（1）已知合力F的大小和方向以及兩分力的方向.如圖（甲）所示：AAF（甲）（乙）BOFF1F1F2F2（2）已知合力F的大小和方向以及其中一個(gè)分力的大小和方向.如圖（乙）所示：3.分解時(shí)需討論的情況（1）已知合力和兩個(gè)分

6、力的大?。篴.當(dāng)合力等于兩分力之和或兩分力之差時(shí)，有唯一解；b.當(dāng)合力介于兩分力之差與兩分力之和時(shí)，有兩組解.AF1F2（2）已知合力、一個(gè)分力的方向另一個(gè)分力的大?。喝鐖D所示，已知力F及其中一個(gè)分力F1沿OA方向，則：（1）當(dāng)F2=Fsin時(shí)，F(xiàn)1有唯一解；（2）當(dāng)Fsin<F2<F時(shí)，F(xiàn)1有兩解；（3）當(dāng)F2<Fsin時(shí)，F(xiàn)1無(wú)解；（4）當(dāng)F2F時(shí)，F(xiàn)1有唯一解.FFxyxFyO三、力的分解的方法：1.按力的實(shí)際效果分解；2.正交分解：如右圖所示Fx=Fcos Fy=Fsin本講小結(jié)1.合力與分力的等效替代是可逆的，也可以用幾個(gè)分力來(lái)替代合力.2.分力F1和F2及合力F的

7、矢量圖必構(gòu)成一個(gè)封閉的三角形；三個(gè)力合成時(shí)，若三個(gè)力矢量首尾順次相接構(gòu)成封閉三角形，則三個(gè)力合力為零.3.多力合成時(shí)合力與合成的順序無(wú)關(guān)，但合成順序選擇恰當(dāng)可簡(jiǎn)化求解過(guò)程.【重點(diǎn).難點(diǎn)解析】受力分析是力學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)，貫穿于整個(gè)高中物理.只有正確分析出物體的受力，才能進(jìn)一步研究物理過(guò)程，因此正確的受力分析是解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵.一、物體受力分析的一般思路：1.明確研究對(duì)象，并將它從周圍的環(huán)境中隔離出來(lái)，以避免混淆.研究對(duì)象可以是質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、單個(gè)物體或物質(zhì)系統(tǒng).2.按順序分析物體的受力，一般按照重力、彈力、摩擦力、其它力的順序，養(yǎng)成順序分析受力的習(xí)慣，就不容易漏力.3.正確畫出物體的受力示意圖.4.

8、檢查，防止錯(cuò)畫力、多畫力和漏畫力.二、受力分析的要領(lǐng)： 1.只分析研究對(duì)象所受的力，不分析研究對(duì)象對(duì)其它物體所施的力.也不要把作用在其它物體上的力錯(cuò)誤的認(rèn)為通過(guò)“力的傳遞”作用在所研究的對(duì)象上.2.只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力，不用分析根據(jù)效果命名的力，如動(dòng)力，助力，下滑力等.3.每分析一個(gè)力，都應(yīng)找出施力物體，以防止多分析某些不存在的力.4.合力與分力不能同時(shí)作為物體的受力，只分析實(shí)際的受力，不分析它們的合力和分力.5.物體的受力決定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受力分析時(shí)可結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，采用假設(shè)的方法進(jìn)行分析判斷.6.外部作用看整體，相互作用要隔離.三、對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)注意：1.為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，題

9、目中會(huì)出現(xiàn)一些帶有某種暗示的提法，如“輕繩”、“輕桿”暗示不考慮繩或桿的重力；“光滑面”暗示不考慮摩擦力；“滑輪”、“光滑掛鉤”暗示兩側(cè)細(xì)繩中拉力相等.2.彈力的表現(xiàn)形式是多種多樣的，平常說(shuō)的“壓力”、“支持力”、“拉力”、“推力”、“張力”等實(shí)際上都是彈力.3.靜摩擦力是被動(dòng)力，物體相對(duì)的趨勢(shì)要由研究對(duì)象受到的其它力來(lái)確定典例剖析BACDFO如上右圖所示，三角形ABC三邊的中點(diǎn)分別為D、E、F，在三角形中任取一點(diǎn)O，如果OE、OF、DO三個(gè)矢量代表三個(gè)力，那么，這三個(gè)力的合力為( )AOA BOBCOC DDOPMN典例剖析【例1】如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P

10、連接，P與斜放的固定MN接觸，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體P此刻受到的外力個(gè)數(shù)可能為（ ）A2 B3 C4 D5【拓展1】如圖所示，小車M在恒力作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，由此可以判斷（ ）vFMA.若地面光滑，則小車一定受三個(gè)力作用B.若地面粗糙，則小車可能受三個(gè)力作用C.若小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則小車一定受四個(gè)力作用D.若小車加速運(yùn)動(dòng)，則小車可能受三個(gè)力作用【例2】放在水平地面上的“L”形物體M上表面有物體m，M與m之間有一處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示.有關(guān)M和m受力情況的判斷，不正確的是（ ）MmAm受到向右的摩擦力 BM受到m對(duì)它向左的摩擦力 C地面對(duì)M的摩擦力方

11、向向右 D地面對(duì)M不存在摩擦力作用PQ【拓展1】如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪，兩滑塊P、Q用輕繩連接并跨過(guò)滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦），P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)用水平向左的恒力推Q時(shí)，P、Q仍靜止不動(dòng)，則（ ）AQ受到的摩擦力一定變小BQ受到的摩擦力一定變大C輕繩上拉力一定變小D輕繩上拉力一定不變【例3】質(zhì)量為m的物體，放在質(zhì)量為M的斜面體上，斜面體放在粗糙的地面上，m和M均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，當(dāng)物體上施加一個(gè)水平力F，且F由零逐漸增加到Fm的過(guò)程中，m和M恰好一直保持靜止?fàn)顟B(tài)，在此過(guò)程中，下列判斷正確的是（ ）MmFA.斜面體對(duì)m的支持力逐漸增大B.物體m受

12、到的摩擦力逐漸增大C.地面受到的壓力逐漸增大D.地面對(duì)斜面體的摩擦力由零逐漸增大到FmBA乙F【拓展1】如圖所示，物體A、B在力F作用下以相同速度沿F方向勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是（ ）BFA甲A.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均為與F相同B.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均為與F相反C.甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力D.甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同課內(nèi)練習(xí)與訓(xùn)練【例1】大小不變的F1、F2兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為F，則有（ ）A合力F一定大于任一個(gè)分力 B合力的大小既可等于F1，也可等于F2C合力有可能小于任一個(gè)分力 D合力F的大小

13、隨F1、F2間夾角增大而減小.【拓展1】一個(gè)物體受到同一平面內(nèi)的三個(gè)共點(diǎn)力的作用，其大小分別為F1=30NF2=40N，F(xiàn)3=50N則它們合力的最大值和最小值分別為 和 .【例2】如下左圖所示，有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)O，表示這五個(gè)力的有向線段恰好分別構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線已知F3=10N，則這個(gè)五個(gè)力的合力大小為（ ）A0 B20NF1F2F3F4F5C30N D40N【拓展3】如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個(gè)力恰好圍成一個(gè)閉合的三角形，且三個(gè)力的大小關(guān)系是F1<F2<F3，則下列四個(gè)圖中，這三個(gè)力的合力最大的是( )【例3】圖中重物的質(zhì)量為m，輕細(xì)線AO和B

14、O的A.B端是固定的. 平衡時(shí)AO是水平的，BO與水平面的夾角為，AO的拉力F1和BO的拉力F2 的大小分別是（ ）ABmOAF1=mgcos BF1=mgctg CF2=mgsin DABOC【拓展1】三段不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如所示，其中OB是水平的，A端.B端固定，若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩是（ ）A必定是OA B必定是OBC必定是OC D可能是OC，也可能是OB【拓展1】如圖所示，一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A，為使細(xì)繩與豎直方向夾30°角且繃緊，小球A處于靜止?fàn)顟B(tài)，則對(duì)小球施加的最

15、小力等于( )OlAAmgBmgCmgDmgF1.如圖所示，一個(gè)重為50N的物體置于光滑水平面上，當(dāng)用一個(gè)F=10N的力豎直向上拉物體時(shí)，物體所受的合力為（ ） A0N B60N ，方向豎直向上 C40N， 方向豎直向上 D40N，方向豎直向下1.若氣球下掛一重物，沿與水平面45°角的方向斜向上勻速上升，如圖所示，不考慮空氣阻力，從力的相互性與作用效果的角度，分析氣球和重物整體受力情況，下列情況說(shuō)法正確的是（ ）45° A受重力，浮力，水平方向的風(fēng)力 B只受重力與浮力的作用 C受重力，浮力，斜向上的沖力 D受重力，浮力，風(fēng)力，斜向上的沖力2.人站在自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶

16、梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示.以下說(shuō)法正確的是 ( )A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和摩擦力的作用C人受到的合外力不為零D人受到的合外力方向與速度方向相同3.如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在傾角為的斜面上，它跟斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ，在恒定水平推力F的作用下物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，則物體受到的摩擦力是（ ）AµmgcosmFBµ(mgsin+Fcos)CFcos- mgsinDµ(mg cos+F sin)4. 如圖所示，物體a、b和c疊放在水平桌面上，水平為Fb5N、Fc10N分別作用于物體b、c上，a、b和c仍保持靜止.以f1、f2、f3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小，則CA. f15N，f20，f35NB.