第2讲 力的合成和分解.docx
《第2讲 力的合成和分解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第2讲 力的合成和分解.docx(22页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第。讲力的合成和分解教材阅读指导(对应人教版新教材必修第一册页码及相关问题)ID P69图3.4 -4,什么线是虚线?什么线是实线?提示:分力、合力是实线,其他辅助线是虚线。IBP70例题,如何用作图法求出两个力的合力大小和方向?提示:选好标度,依据西、后的大小方向作出这两个力的图示,用平行四边 形定那么作出合力尸,量出合力厂的长度,结合选取标度求出厂大小,用量角器测 得合力F与分力R的夹角确定尸的方向。IBP71练习与应用T1。提示:根据力的平行四边形定那么可知,合力最大等于两分力之和,最小等于 两分力之差的绝对值。物理观念1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
2、个力共同作用的效果相同,这个 力就叫作那几个力的国合力。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的 效果相同,这几个力就叫作那个力的国分力。(2)关系:合力与分力是祠等效替代关系。2 .共点力作用在物体的画同一点,或作用线相交于一点的几个力。如图1所示均为 共点力。合力与一个分力的大小及另一个分力的方向0/ 卜、 修的方向当B = Ain。或西2方时,有一组解当RFsin9时,无解当%ineK尸时,有两组解注:合力和两个不在同一直线上的分力的大小,许多同学认为只有如下两种分解。事实上,以厂为轴在空间将该平行四边形转动一周,每一个平面分力方向均 不同,都是一个解,因此,此情形应有无数组解。例2
3、(2021 .广东高考)唐代耒相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方通过耕索分别拉两种犁,方与竖直方向的夹角分别为。和人a呻,如下图。忽略耕索质量,耕地过程中,以下说法正确 的是()仃辕犁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答案B解析将拉力厂正交分解,水平方向的分力:氏曲二八山%巴直二人也夕, 竖直方向的分力:6曲=Fcosa, 3直二FcosB,由题知夕,那么sinocos夕, 可得到用曲6直,A错误
4、,B正确;耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,与犁的运动状态无关,故C、D错误。关键能力升华力的合成与分解方法的选择力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常见的解题方法。一般情况下, 物体只受三个力时,用力的效果分解法、合成法解题较为简单,在三角形中找几 何关系,利用几何关系或三角形相似求解;而物体受三个以上力的情况多用正交 分解法,但也要视题目具体情况而定。对点跟进训练1.(力的分解)(2018天津高考)(多项选择)明朝谢肇涮五杂组中记载:“明姑苏 虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。” 游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝
5、间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用 的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为仇现在木楔背上加一力尸,方向如下图, 木楔两侧产生推力/n,贝版 )A.假设尸一定, B.假设尸一定, C.假设8一定, D.假设9一定, 答案BCA.假设尸一定, B.假设尸一定, C.假设8一定, D.假设9一定, 答案BC。大时Fn大 0小时Fn大 方大时尸N大 F小时Fn大解析 选木楔为研究对象,力方的分解如下图,由于木楔是等腰三角形,解析 选木楔为研究对象,力方的分解如下图,由于木楔是等腰三角形,所以 Fn = Fni = Fn2,( 0F=2Fncos|90-2ef二2万函叼,故解得尸n二一Z,所以方一2sinT
6、定时,。越小,K越大;。一定时,尸越大,尺越大,故A、D错误,B、C正确。卜2,(力的分解X2022河南省中原名校高三上第一次联考)2021年夏季,河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌,一汽车行驶中不慎陷入泥潭, 天无绝人之路,碰巧在车前方30 m处有一棵大树,如图甲所示,司机拿出后备 箱里的绳索一端系在车上,一端系在树上,他在绳索中点垂直绳索施加尸=100 N 的水平恒力,将绳索中点拉离原位置 =30 cm,如图乙所示,结果就把车拉了出 来。那么车被拉出时绳索对车的拉力约为3角很小时,sin8-tan()A. 500NB. 1000NC. 2500 ND. 5000 N答案c解析
7、 如下图,将作用在绳索中点垂直绳索的水平恒力产分解为沿AO方 向的拉力尸I和沿3。方向的拉力厂2,由几何关系,可知尸1=尸2,那么有亚尸2Sind,FX 9 r由于xd,。角很小,那么sin%tan/因此乃二元而,又tan9 =-j,代入数据2解得b2 = 250() N,应选C。方法模型考点3“死结”和“活结”、“动杆”和“定杆”模型科学思维梳理模型一 “死结”和“活结”模型模型模型解读模型例如“死结”可理解为把绳子分成 两段,且不可以沿绳子移动的 结点。“死结”两侧的绳因结“死结”模型而变成了两根独立的绳,因此 由“死结”分开的两段绳子上 的弹力不一定相等“活结”可理解为把绳子分成 两段,
8、且可以沿绳子移动的结 点。“活结” 一般是由绳跨过 滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而 形成的。绳子虽然因“活结”“活结”模型而弯曲,但实际上是同一根绳, 所以由“活结”分开的两段绳 子上弹力的大小一定相等,两 段绳子拉力的合力方向一定沿 这两段绳子夹角的角平分线“活结”把绳 子分为两部 分,实际上还 是一根绳子, 绳子上的弹力 大小处处相等“活结”把绳 子分为两部 分,实际上还 是一根绳子, 绳子上的弹力 大小处处相等0 N模型模型解读模型例如模型二“动杆”和“定杆”模型“动杆”模型“定杆”模型对于一端有转轴或有钱链的轻杆,其提供的弹力方向一定是沿着轻杆的方向一端固定的轻杆(如一端“插入”墙壁或固定
9、于地面),其 提供的弹力不一定沿着轻杆 的方向,力的方向只能根据具 体情况进行分析,如根据平衡 条件或牛顿第二定律确定杆例3如图甲所示,细绳A。跨过固定的水平轻杆8C右端的定滑轮挂住一个 质量为M的物体,ZACB = 30;图乙中水平轻杆HG一端用钱链固定在竖直墙 上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30。角,轻杆的G点用细 绳G尸拉住一个质量为区的物体。不计一切摩擦。求:中弹力的大小和方向(1)细绳AC段的张力Ftac与细绳EG的张力Fteg之比;(2)轻杆3。对C端的支持力;(3)轻杆G对G端的支持力。答案瞿(0/田,方向与水平方向成30角指向右上方(3)小%g, 方向水平向右
10、解析题图甲和乙中的两个物体都处于平衡状态,根据平衡条件,首先判 断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对 象,进行受力分析如图甲和乙所示,根据平衡条件可求解。甲%乙图甲中细绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体,物体处于平衡状态,细绳AC段的拉力Ftac = Ftcd =图乙中由尸TEGsin30 = M2g,得 Fteg = 2M2g 所以Fteg 2必。(2)图甲中,三个力之间的夹角都为120。,根据平衡条件有bnc=Ftac=Mig,方向与水平方向成30。角指向右上方。图乙中,根据平衡条件有/7TEGsinSO0 = M2g, Ftegcos30 = Fng ,
11、所以bNG = M2gCOt30。=小2g,方向水平向右。关键能力升华绳上的“死结”与“活结”模型的答题技巧(1)无论“死结”还是“活结”一般均以结点为研究对象进行受力分析。(2)如果题目搭配杆出现,一般情况是“死结”搭配有转轴的杆即“动杆”,“活结”搭配无转轴的杆即“定杆”。对点跟进训练1 .(死结、活结)(2016全国卷III)如图,两个轻环。和。套在位于竖直面内的 一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为机的小球。在,和匕 之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,。、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计 所有摩擦。小物块的质量为()答案C解析 由于物块通过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环
12、且所有摩擦都不计,可 知线上各处张力都等于小球重力加g。如下图,由对称性可知。、人位于同一水 平线上,物块处于圆心o点正上方,那么N1 = N2, Z3=Z4, Zl = Z5o因圆弧 对轻环的弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由平衡条件知环两侧细线关于 圆弧半径对称,即N5=/6,由几何关系得Nl = N2=/5=N6 = 30。,Z3=Z4 = 60o再由物块与挂钩的受力平衡有mgcos60 + mgcos60 = Mg,故有M=m, C 正确。2 .(动杆、定杆)如下图,在水平天花板的A点处固定一根轻杆,杆与天花 板保持垂直。杆的下端有一个轻滑轮。另一根细线上端固定在该天花板的B点处,
13、 细线跨过滑轮,下端系一个重为G的物体,3。段细线与天花板的夹角为9=30。 系统保持静止,不计一切摩擦。以下说法中正确的选项是()细线BO对天花板的拉力大小是亨8 .杆对滑轮的作用力大小是工C.杆和细线对滑轮的合力大小是GD.杆对滑轮的作用力大小是G答案D解析 细线上的弹力处处相等,因此细线80对天花板的拉力大小是G, A 错误。两段细线上的弹力大小均为G,合力大小为2Gsin30 = G,而杆和细线对 滑轮的合力大小是0,所以杆对滑轮的作用力大小是G, D正确,B、C错误。一、选择题(此题共8小题,其中第16题为单项选择,第78题为多项选择)1 .如下图,小球被轻绳系住,静止在光滑斜面上。
14、假设按力的实际作用效果 来分解小球受到的重力G,那么G的两个分力的方向分别是图中的()A. 1 和 2A. 1 和 2 ,2 G iB. 1 和3C. 2 和 3D. 1 和 4答案A解析小球的重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应 沿这两个方向分解,即沿1和2所示方向分解,故A正确,B、C、D错误。2 .互成角度的两个共点力,其中一个力保持恒定,另一个力从零开始逐渐增 大且两力的夹角不变,贝版)A.假设两力的夹角小于90。,合力一定增大B.假设两力的夹角大于90。,合力一定增大C.假设两力的夹角大于90。,合力一定减小D.无论两力夹角多大,合力一定变大答案A解析假设两力的夹角
15、小于90。,如图1,那么合力一定增大,A正确;假设两力的 夹角大于90。,如图2,那么合力可能先减小后增大,B、C、D错误。3 .如图是悬绳对称且长度可调的自制降落伞。用该伞挂上重为G的物体进行两次落体实验,悬绳的长度匀速下降时每根悬绳的拉力大小分别为人、F2,那么()A. F F?C. F F2F2D. F FiG答案B解析 设悬绳与竖直方向的夹角为如每根悬绳的拉力大小为F,那么有G二 GnFcosa,得F 二前高,当。越小时,cos。越大,尸越小。由于/i。2, FiF2,故B正确,A、C、D错误。4. (2021.八省联考湖北卷)如下图,矩形平板ABCO的边固定在水平面 上,平板与水平面
16、夹角为仇AC与的夹角也为凡 质量为机的物块在平行于 平板的拉力作用下,沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数 = tan。, 重力加速度大小为g,拉力大小为()1313c2mgsin6A eA. 2HzgsinOcos/B.C . Zmgsm,D.答案A解析 物块重力沿斜面的分力平行于C。向下,所受滑动摩擦力与运动方向 相反,对物块进行受力分析有Gx = zsin, f= jumgcosO,根据平衡条件,拉力与 Gx和/的合力等大反向,根据余弦定理得尸=V G9+# - 2G/os(ti - 0)= 2MgsinPcos/,应选 A。5 .(2022深圳实验学校高三上月考)在研究人站姿的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 合成 分解
限制150内