力第3课时.pptx

高考总复习,物理,第二单元,力合成与分解与受力分析,第3课时共点力合成与分解,必修1,第二章研究物体间相互作用,1/27,2/27,基础回顾,考点一 力合成,1协力与分力：假如一个力产生_跟其它几个力同时作用产生_相同，这个力叫做那几个力_，那几个力叫做这个力_协力与分力为_关系,2力合成：求几个力_，叫做力合成,3共点力：多个力都作用在同一个物体上，且它们延长线交于_，则这几个力称为共点力,3/27,答案：,1效果效果协力分力等效,2协力,3一点,4平行四边形协力,4.平行四边形定则：用表示二力,F,1,和,F,2,有向线段为邻边作_，它们对角线就表示_大小和方向，如右图所表示,4/27,(1)当,0时，,F,F,1,F,2,；,(2)当,180时，,F,|,F,1,F,2,|；,(3)当,90时，,F,；,(4)当,120且,F,1,F,2,时，,F,F,1,F,2,；,(5)当,在0180内改变时，若,，,F,；若,，,F,；,关键点深化,1协力不一定大于分力,如右图所表示，分力(,F,1,、,F,2,)协力,F,，式中,为两个分力,F,1,、,F,2,间夹角,5/27,(6)两个力(,F,1,、,F,2,)协力(,F,)取值范围为：|,F,1,F,2,|,F,(,F,1,F,2,),2三角形定则,因为平行四边形由两个全等三角形组成，故平行四边形定则可简化成三角形定则，即认定一个闭合三角形三条边中二条为分力(首尾相连)，其它一条边为协力(接头接尾)，如右图所表示,3一个主要推论,由三角形定则可得到一个有用推论：假如,n,个力首尾相接组成一个多边形，则这,n,个力协力为零,6/27,基础回顾,考点二 力分解,1,力分解：,求一个力_，叫做力分解，力分解是力合成_运算,2力分解也遵照_定则，力分解相当于已知对角线求邻边,答案：,1分力逆,2平行四边形,7/27,关键点深化,1没有实际限制力分解,8/27,已知协力和一个分力大小和另一个分力方,向,当0,90时有三种情况：(图略),(1)当,F,1,F,sin,或,F,1,F,时，有一组解,(2)当,F,1,F,sin,时，无解,(3)当,F,sin,F,1,F,时，有两组解,当90,180时，仅,F,1,F,时，有一组解，其余情况无解,2.力两种分解法,(1)按力效果分解方法,依据力实际作用效果确定两个实际分力方向；,9/27,再依据两个实际分力方向画出平行四边形；,最终由平行四边形知识求出两个分力大小和方向,(2)正交分解法,力正交分解法是把作用在物体上全部力分解到两个相互垂直坐标轴上，利用矢量相加减再求出各个坐标轴上协力其操作步骤就是先分后合，其操作规程就是选择尽可能多力在坐标轴上,这里还须强调，力正交分解图和物体受力分析图要区分好，前者研究对象是一个力，而后者研究对象是一个物体,10/27,3力合成与分解都是从力等效性出发建立概念,(1)等效性协力与其分力含有一样动力效应，即能使物体产生一样加速度这里应该注意：协力与其分力静力效应，则可能相同，也可能不一样，如两个大小为5 N力，当沿同方向拉竖直悬挂弹簧时，弹簧发生形变与一个10 N力效果相同；当沿相反方向拉一根弹簧时，其协力为零，但却能使弹簧因受一侧力而发生形变这时协力与分力作用效果就不一样了,(2)代替性力在被其分力或协力代替后，就不能再参加力计算，不然就会因重复计算而造成错误结果,(3)虚拟性分力与协力，都不是实际存在力所以，在分析物体受力时，必须画物体实际受到力，找到对应施力物体.,11/27,12/27,如图所表示，在倾角为,斜面上，放一质量为,m,光滑小球，球被竖直木板挡住，则球对挡板压力和球对斜面压力分别是多少？,题型一 怎样依据力实际效果进行分解,力分解遵照平行四边形定则，在生产和生活中，力分解一定要按照力产生作用效果进行，做到详细问题详细分析,13/27,解析,：,思绪一：小球受到重力,mg,、斜面支持力,N,1,、竖直木板支持力,N,2,作用将重力,mg,沿,N,1,、,N,2,反方向进行分解，分解为,N,1,、,N,2,，如图1所表示，由平衡条件得：,N,1,N,1,mg,/cos,，,N,2,N,2,mg,tan,.,依据牛顿第三定律得球对挡板压力和球对斜面压力分别为：,mg,tan,、,mg,/cos,.注意不少初学者总习惯将重力沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向进行分解，求得球对斜面压力为,mg,cos,.,14/27,思绪二：小球受到重力,mg,、斜面支持力,N,1,、竖直木板支持力,N,2,作用将,N,1,、,N,2,进行合成，其协力,F,与重力,mg,是一对平衡力如图2所表示，由平衡条件得：,N,1,mg,/cos,，,N,2,mg,tan,.依据牛顿第三定律得球对挡板压力和球对斜面压力分别为：,mg,tan,、,mg,/cos,.,答案：,mg,tan,、,mg,/cos,15/27,题型训练,1如图所表示，半圆柱体,P,放在粗糙水平面上，其右端有竖直放置挡板,MN,，在,P,和,MN,之间放有一个光滑匀质小圆柱体,Q,，整个装置处于静止状态若用外力使,MN,保持竖直并迟缓向右移动，在,Q,落到地面以前,P,一直保持静止则在此过程中 (),A,MN,对Q弹力逐步减小,BQ所受协力逐步增大,C地面对,P,摩擦力逐步增大,D,P,、,Q,间弹力先减小后增大,16/27,答案：,C,解析,：,对圆柱体,Q,，设两个位置，作出如图所表示力分解图由此看出圆柱体,Q,越往下，其所受两个压力越大水平方向上P球所受摩擦力,F,f,等于Q对其压力水平分量,F,2,x,，故地面对,P,摩擦力逐步增大,17/27,题型二 什么情况下是采取,“,正交分解法,”,可行？,采取什么分解法最终目标都是为了处理问题，要依据题景而定，他不是一成不变；一旦一个方法做起来不易操作，就要勇于换另一个方法，做到简捷明快,如右图所表示，两个大人和一个小孩沿河岸拉一条船前进，两个大人拉力,F,1,200 N，,F,2,100 N，它们与水平线夹角分别为30、60，要使船在河中间平行河岸行驶，则小孩对船施加最小力,F,3,是多少？,18/27,思绪点拨：,船在河中间平行河岸行驶，即总协力方向平行于河岸，所以先把,F,1,和,F,2,合成一个,F,12,，如右图所表示，再从,F,12,箭头画水平线垂线，得到,F,3,最小值,F,12,并不难求得结果，但它与,水平线夹角就不是常角，这么就难以计算出,F,3,.这时，我们换个角度思索，在垂直于水平线方向上只要协力为零，船也能在河中间平行河岸行驶，故采取正交分解法研究,19/27,解析：,如右图所表示，对,F,1,、,F,2,进行正交分解得在,y,轴上分量,F,1,y,、,F,2,y,.要使小孩拉力最小，应该使其拉力处于,y,轴上，对,F,1,y,、,F,2,y,进行平衡即：,F,3min,F,1,y,F,2,y,F,1,sin 30,F,2,sin 6013.4 N,方向垂直于水平线指向,y,轴负方向,答案：,13.4 N方向垂直于水平线指向,y,轴负方向,20/27,题型训练,2.如图所表示，一根长为,l,细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为,m,小球A，为使细绳与竖直方向夹角成30且绷紧，同时小球A处于静止状态，则对小球施加最小力等于 (),A.,B.,C.,D.,21/27,答案：,C,解析,：,小球所受力如右图所表示：从小球处作垂直于绳子斜向右上方力，该力即为最小力该最小力：,F,min,mg,sin 30,.,22/27,23/27,警示 不了解定滑轮性质而造成解法错误,如图所表示，水平横梁一端,A,插在墙壁内，另一端装有一小滑轮,B,.一轻绳一端,C,固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为,m,10 kg重物，,CBA,30，,g,10 m/s,2,.则滑轮受到绳子作用力大小为 (),A100 NB100 N,C100 N D50 N,24/27,错解：,如图所表示，将重物拉力分解为,F,1,和,F,2,，滑轮所受压力,，选项A正确,分析纠错,：,上述错误在于不能了解滑轮性质：滑轮两端绳子张力处处相等取与滑轮接触一小段绳子为研究对象它受到滑轮给绳弹力,F,N,和两个拉力,F,1,、,F,2,作用两个拉力,F,1,、,F,2,协力为,F,.因为,B,端装滑轮，所以,F,1,F,2,G.由平行四边形定则，,F,F,1,F,2,G，方向,答案：,B,一定在,F,1,与,F,2,夹角平分线上，如图所表示由力相互作用，滑轮受到绳子作用力大小等于G.,25/27,警示 不了解轮轴特点而造成解法错误,如图所表示，质量为,m,物体用细绳,OC,悬挂在支架上,O,点，轻杆,OB,可绕,B,点转动，,BOA,30，求细绳,OA,中拉力大小,错解,：,仍把O点当滑轮看，结果得出：细绳,OA,中拉力大小等于物体重力,mg,.,26/27,分析纠错：,上述错误在于一是乱套滑轮性质，二是没有分清“死杆”和“活杆”问题上例杆是插入墙，杆怎样受力都稳定，是“死杆”；而本例中看成用于杆右端上力没有经过B点时，轻杆要发生转动而不平衡是,“活杆”故本题O点受力应为：沿绳,OC,向下拉力,F,1(大小为,mg,)，沿绳,OA,斜向上拉力,F,2和沿杆水平向右支持力,F,3.如图所表示由平衡条件可求得：,答案：,F,2,2,mg,27/27,