高一物理第九讲力的合成、力的分解.doc

个性化教案
第九讲：力的合成、力的分解
适用学科
物理
适用年级
高一
适用区域
全国新课标人教版
课时时长
120分钟
知识点
1．受力分析的方法和步骤
2．受力分析的依据
3．整体法、隔离法的应用
教学目标
1.知识与技能
①掌握对物体进行受力分析的一般顺序，能正确地作出物体受力示意图。
②理解并初步掌握物体受力分析的一般方法，进一步加深对力的概念和三种基本力的认识。
③能够准确了解受力分析的依据；同时培养思维的条理性和周密性。
2.过程与方法
①分析和综合的思维方法指导下，认识物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的。
②进行逻辑思维的训练，培养思维的条理性和周密性。
3.情感、态度与价值观
①培养学生观察、分析、解决问题的能力
②培养学生合作、交流、互助的精神。
教学重点
在受力分析时防止“漏力”和“添力”.
教学难点
初步建立”整体”、“隔离”的思想方法.
教学过程
一、复习预习
知识回顾
1.力的分类及力的示意图画法. 
2.重力、弹力、摩擦力三种力的产生条件.
3.重力、弹力、摩擦力三种力的方向性判断.
课前预习
1.受力分析的方法和步骤
2.受力分析的依据
3.整体法、隔离法的应用
二、知识讲解
导入新课

A

【思考与讨论】：为什么足球可以静止在水平地面上，却不可以静止在斜面上
 要想分析物体的状态及运动情况就得对物体进行受力分析
考点/易错点1受力分析的方法和步骤

v

N
v

f
物块在粗糙的水平面上向右运动

【思考与讨论】：如何对上述物体进行受力分析，并总结受力分析的方法和步骤
【结论】：1.明确研究对象，即确定我们要分析哪个物体的受力情况。
2.按顺序进行分析受力
（1）先分析重力
（2）接着分析弹力
（3）再分析摩擦力
（4）最后分析其他外力
3.画受力示意图，画图时力的作用点可沿作用线在同一物体上移动．
考点/易错点2受力分析的依据

α

G
G
f
N
GB
f

【思考与讨论】这个物体所受三个力的施力物体是分别是什么？
【结果】重力的施力物体是地球，
支持力的施力物体是水平面
摩擦力的施力物体也是水平面
【结论】（1）力的物质性：任何一个力都不可能脱离物体而单独存在，必须同时与两个物体相联系，即施力物体和受力物体。
下列两幅图中的物体均沿斜面下滑，请对对物体进行受力分析

受力分析：如图所示

【思考与讨论】通过上图中物体的受力分析你学到了什么？
【结果】力的存在性判断
【结论】（2）力的条件性：依据各种力产生和存在的条件和特性进行受力分析。在分析某个力是否存在时，必须根据该力产生的的条件是否完全具备来判断。
分析两种状态下物体的受力情况

受力分析：如图所示

【思考与讨论】通过以上受力对比能得出什么结论？
【结果】物体的受力情况与物体的运动情况有关
【结论】（3）力和运动的一致性：物体处于怎样的运动状态是由受力情况决定的, 受力情况和运动状态总是一致的.比如：处于平衡状态（静止或匀速运动）的物体,其合外力为零等等。
请大家分别对下图中的A、B两物体进行受力分析，物体A、Ｂ叠放在水平桌面上

受力分析：如图所示

A

G

N

B

G

N
Ｆ

【思考与讨论】从两物体的受力情况能得出生么样的结论
【结果】B物体比A物体多了个压力
【结论】（4）力的相互性：某物体对其它物体施加了力的同时，也必然受到其它物体对它的力的作用。不存在只施力而不受力的物体，也不存在只受力而不施力的物体。在分析几个相互联系的物体的受力情况时，可从力的相互性考虑。
注：这样可以检查是否漏分析力
考点/易错点3.整体法、隔离法的应用
两物块均静止，对两物块进行受力分析

受力分析图：

【思考与讨论】：上图中对物体受力分析用到了什么方法？
【方法】：隔离法
隔离法：将研究对象从周围的物体中隔离出来，并分析周围有哪些物体对研究对象施加了力的作用。
四个物块均静止，请对他们进行受力分析

既然四个物体均静止，可以把它们看做一个整体进行受力分析
受力分析：如图所示

再把B、C看做整体对B、C进行受力分析

整体法：将系统内的几个物体作为一个整体来分析的方法

　　三、例题精析
考点1.受力分析的方法和步骤
【基础巩固】
【例题1】
【题干】如图所示，已知物体A的重力为G，外加压力大小为F，试确定各支持面的正压力的大小。

【答案】G ，G+F， F
【解析】此题应采用隔离法，将A隔离出来，分析
其受力即可得到。
【中等强化】
【例题2】
【题干】如图所示，三个木块A、B、C在水平外力F的作用下，一起在水平面上向右匀速运动，则木块A受到____个力作用；木块B受到______个力作用；木块C受到_______个力作用。

【答案】4， 2， 6
【解析】此题应采用隔离法，将A隔离出来，A首先受到重力和支持力，另外因为A匀速运动，故必然有一个摩擦力与拉力平衡，所以A受4个力的作用，对于B，假设存在摩擦力，则水平方向不能平衡，所以B只受重力和支持力，注意在分析的过程中只分析物体受到的力，不分析物体施给其他物体的力.

【培优拔高】
【例题3】
【题干】如图所示装置中，A、B、C三木块质量分别为M、m和m0，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均 可不计.若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以
判定（ ）
A.物体A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g
B.物体A与B之间有摩擦力，大小为m0g
C.桌面对B及A都有摩擦力，两者方向相同，合力为m0g
D.桌面对B及A都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g
【答案】A
【解析】把A、B看成整体，由平衡可知，A与桌面之间摩擦力大小为m0g，假设A、B间有摩擦力，则B不可能匀速运动，故B错。摩擦力是接触力，桌面不可能与B有摩擦力，故C、D均错。

考点2. 受力分析的依据
【基础巩固】
【例题4】
【题干】如图所示，木块在斜向上的推力F的作用下静止在墙上，木块受力的个数可能是（ ）

A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】AB
【解析】木块可能有向上运动的趋势，可能有向下运动的趋势，也可能没有运动的趋势，故木块可能受三个力，也可受四个力。
【中等强化】
【例题5】
【题干】A、B两物体分别放在水平和倾斜的传送带上随带一起匀速运动，如图所示，则（ ）

A．A、B都受到与运动方向反向的静摩擦力
B．A、B都受到与运动方向同向的静摩擦力
C．A不受静摩擦力，B受到与运动方向同向的静摩擦力
D．A不受静摩擦力，B受到与运动方向反向的静摩擦力
【答案】C
【解析】A物体与传送带速度相同，两物体之间没有相对运动或相对运动趋势，根据摩擦力的产生条件，A与传送带间没有摩擦力的作用；物体B有相对于传送带向下运动的趋势，两者之间存在着相互挤压，符合产生摩擦力的条件，存在摩擦力。

【培优拔高】
【例题6】
【题干】如图所示，在竖直双线悬吊着的斜木梁（质量为M）上，放着一个质量为m的物体，保持静止。分析斜梁受哪几个力的作用，画出受力图。

【答案】

【解析】以斜梁为研究对象，受重力Mg,两根线的拉力T1、T2(均沿细线竖直向上)，物体m的压力N（垂直于斜梁向右下方）和静摩擦力f（沿斜梁向下，因物体m沿斜梁有向下滑动的趋势，M对m的静摩擦力斜向上）五个力作用，如图所示。
考点3.整体法、隔离法的应用
【基础巩固】
【例题7】
【题干】如图，分析A、B受哪些力的作用

A
B
（A静止）
B
α

【答案】

A
B
（A静止）
G
α
G
F
f
N
GB
FB

【解析】根据二力平衡可知物体B受重力和拉力，假设A没有摩擦力，则水平方向上A就不能平衡，故A的受力情况如图所示。

【中等强化】
【例题8】
【题干】如图所示，在粗糙水平面上有一个质量为M的三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1、m2的小木块，已知三个木块均静止，则水平面对三角形木块（ ）
A.有向右的摩擦力
B.有向左的摩擦力
C.有摩擦力，但方向不能确定，因为三角形木块的倾角未知
D.支持力大小为（M+m1+m2）g
【答案】D
【解析】采用整体法，假设三角形木块及两小木块组成的整体受到水平面的摩擦力，则这个整体在水平面上无法平衡，即可得到D项正确。

【培优拔高】
【例题9】
【题干】如图，质量均为m的三木块A、B、C，其中除A 的左侧面光滑外，其余各侧面均粗糙。当受到水平外力F时，三木块均处于静止状态。画出各木块的受力图，求出各木块所受的摩擦力大小与方向。

【答案】如图所示。fBA=fAB=G，fCB=fBC=2G，f=3G。

【解析】将A隔离开来即可求A、B间的摩擦力，将A、B看成整体即可求出B、C间的摩擦力，将A、B、C看成整体即可求出C与接触面的摩擦力，或将A、B、C分别隔离开来。

四、课堂运用
【基础巩固】
1.如图所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

b
a

【答案】图a中接触面对球没有弹力；图b中斜面对小球有支持力
【解析】在a、b图中，若撤去细线，则球都将下滑，故细线中均有拉力, a图中若撤去接触面，球仍能保持原来位置不动，所以接触面对球没有弹力；b图中若撤去斜面，球就不会停在原位置静止，所以斜面对小球有支持力。
2. 如图所示，判断接触面MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

【答案】水平面ON对球有支持力，斜面MO对球没有弹力。
【解析】图中球由于受重力，对水平面ON一定有挤压，故水
平面ON对球一定有支持力，假设还受到斜面MO的弹力，
如图所示，则球将不会静止，所以斜面MO对球没有弹力。

【中等强化】
3. 如图所示，画出物体A 所受的弹力，物体都静止且b、c的接触面均光滑。
a
b
c

a

b
c
【答案】

【解析】图a中接触处为面面接触，由于物体受重力作用，会对斜面斜向下挤压，斜面要恢复形变，应垂直斜面斜向上凸起，对物体有垂直斜面且指向物体斜向上的弹力。
图b中B处为点与曲面接触，发生的形变为沿半径方向向外凹，要恢复形变就得沿半径向上凸起，C处为点与平面接触， C处碗的形变的方向为斜向下压，要恢复形变就得沿垂直杆的方向向上，所以B处杆受的弹力为垂直过接触点的切面沿半径指向圆心，C处杆受的弹力为垂直杆向上。
图c中接触处为点与曲面接触，发生的形变均为沿半径分别向下凹，要恢复形变就得沿半径方向向上凸起，所以在M、N两接触处对A球的弹力为垂直过接触点的切面沿半径方向向上，作用线均过圆心O，而不过球的重心O＇。
4. 如图所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是：（ ）

A．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反
B．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同
C．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反
D．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同
【答案】B
【解析】本题可用“假设法”分析。由题意可知甲轮与皮带间、乙轮与皮带间均相对静止，皮带与轮间的摩擦力为静摩擦力。假设甲轮是光滑的，则甲轮转动时皮带不动，轮上P点相对于皮带向前运动，可知轮上P点相对于皮带有向前运动的趋势，则轮子上的P点受到的静摩擦力方向向后，即与甲轮的转动方向相反，再假设乙轮是光滑的，则当皮带转动时，乙轮将会静止不动，这时，乙轮边缘上的Q点相对于皮带向后运动，可知轮上Q点有相对于皮带向后运动的趋势，故乙轮上Q点所受摩擦力向前，即与乙轮转动方向相同。

【培优拔高】
5. 如图1—13甲所示，竖直墙壁光滑，分析静止的木杆受哪几个力作用。

【答案】

【解析】杆受重力Ｇ、方向竖直向下；弹力N1，垂直于墙且指向杆，弹力N2，垂直于地面且指向杆；地面对杆向左的摩擦力f。
P
Q
F
6. 如图所示，位于水平桌面上的物块P质量为2m，由跨过定滑轮的轻绳与质量为m的物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉Q使它做匀速运动，则F的大小为 （　　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】将P、Q看为一个整体，受两绳相等的拉力F0和地面的摩擦力f及拉力F作用，做匀速运动，有F=2 F0－，再对Q隔离,受力分析，由平衡条件得 F= F0+由以上两式联立解得 F=。

五、课程小结
1.受力分析的步骤.
2.在静止状态下的受力分析
3.在动态平衡下的受力分析
4.受力分析的依据.
5.整体法和隔离法在受力分析中的应用
六、课后作业
【基础巩固】
1. 关于摩擦力的下列说法中，正确的是(　 )
A．摩擦力的方向一定与正压力方向垂直 ；
B．两物体间的摩擦力大小与它们间的弹力大小无关
C．物体间的摩擦力大小跟接触面积有关
D．物体间有弹力作用，并有相对运动，就一定有摩擦力
【答案】A
【解析】A是正确的，压力的产生是垂直于他们的接触面，而摩擦力的方向是沿接触面或者是接触曲面的切线方向；B:两物体间的静摩擦力和他们之间的弹力无关，但是滑动摩擦力就有关了，因为f=uN C:两物体间的摩擦力大小与他们接触面的粗擦程度u有关，与他们之间的正压力有关。与接触面大小是无关的。 D:满足摩擦力产生的条件有，他们相互接触，有弹力(也就是有弹性形变)接触面不光滑。那这个选项里面缺少一个接触面粗糙程度。
2. 如图所示物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍许增大水平力F,而物体仍能保持静止时(　 )
A．斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大
B．斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大
C．斜面对物体的静摩擦力一定增大，支持力不一定增大
D．斜面对物体的静摩擦力不一定增大，支持力一定增大
【答案】D
【解析】因为在F的作用下，物块静止。所以物体的运动趋势不确定，即摩擦力的大小，方向都不确定，当把水平力F分解成两个力：平衡于斜面向上的力；和垂直于斜面向下的力，所以当F增大，支持力一定变大，但摩擦力不一定增大。
【中等强化】
P
Q
3. 如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则 ( )
A．Q受到的摩擦力一定变小 B．Q受到的摩擦力一定变大
C．轻绳上拉力一定变小 D．轻绳上拉力一定不变
【答案】D
【解析】因为,P和Q都没有动,对P进行分析,可知P是静止的,假设绳的拉力为T,则T=ma,因此,选D项. 
4. 用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时(　 )
A．墙对铁块的支持力增大 B．墙对铁块的摩擦力增大
C．墙对铁块的摩擦力不变 D．墙与铁块间的摩擦力减小
【答案】C

【解析】静止是受平衡力，摩擦不变都与重力平衡.

【培优拔高】
5. 如图所示，一根均质木棒，靠在固定的光滑圆球上处于静止状态，则木棒所受到的作用力是（ ）
A．重力、地面和球给它的弹力
B．重力、地面给它的静摩擦力
C．重力、地面给它的静摩擦力和球给它的支持力
D．重力、地面和球给它的支持力以及地面给它的静摩擦力
【答案】D
【解析】以木棒为研究对象，首先分析重力，再分析弹力和摩擦力．木棒相对于地面有向右滑动的趋势，受到地面向左的静摩擦力．

6. 水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上，A、B两物体保持静止，如图所示．试画出物体B在竖直方向的受力示意图

【答案】

【解析】首先以A为研究对象，A在竖直方向上受重力和B对它的摩擦力，在这两个力的作用下保持静止，所以重力与摩擦力是一对平衡力．重力方向竖直向下，所以摩擦力方向竖直向上．
物体B一共受到三个力的作用，它们分别是：重力G，方向竖直向下．A对它的摩擦力，与它对A的摩擦力是相互作用力，所以此力的方向竖直向下，墙对它的摩擦力，方向应竖直向上．
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