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1、2022年高一物理 力的分解學(xué)案
1、?理解分力及力的分解的概念
2、理解力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算,且都遵守力的平行四邊形定則
3、掌握按力的作用效果進(jìn)行分解的一般步驟,學(xué)會(huì)判斷一個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果
◆◆◆課前預(yù)習(xí)◆◆◆
〖自主學(xué)習(xí)〗
1、 求一個(gè)已知力的分力叫做________,力的分解是力的合成的______,已知一個(gè)力(平行四邊形的對(duì)角線)求這個(gè)力的分力(兩個(gè)鄰邊),可作的平行四邊形有_______,實(shí)際分解時(shí),必須根據(jù)力的_________進(jìn)行。
2、將一個(gè)力沿著 向進(jìn)行分解的方法稱(chēng)為力的正交分解法。
2、
★★★課堂突破★★★
〖探究1〗力的分解
F22
F11
F
1.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。同樣遵守力的平行四邊形定則:如果把已知力F作為平行四邊形的對(duì)角線,那么,與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)鄰邊就表示力F的兩個(gè)分力F1和F2。
2.力的分解的特點(diǎn)是:同一個(gè)力,若沒(méi)有其他限制,可以分解
為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的力(因?yàn)閷?duì)于同一條對(duì)角線.可以作出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形)。通常根據(jù)力的作用效果判斷出兩個(gè)分力的方向分解力才有實(shí)際意義。
3.按力的效果分解力F的一般方法步驟:
(1)根據(jù)物體(或結(jié)點(diǎn))所處的狀態(tài)分析力的作用效果
(2)根據(jù)力的作用效果,確定兩個(gè)實(shí)際分力的
3、方向;
(3)根據(jù)兩個(gè)分力的方向畫(huà)出平行四邊形;
(4)根據(jù)平行四邊形定則,利用學(xué)過(guò)的幾何知識(shí)求兩個(gè)分力的大小。也可根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)用計(jì)算法。
〖典例1〗
(1)放在水平面上的物體受一個(gè)斜向上方的拉力F,這個(gè)力與水平面成θ角。力F的作用效果如何?
θ
G
(2)如圖:將一木塊放到光滑的斜面上,試分析重力的作用效果并將重力進(jìn)行分解,寫(xiě)出兩個(gè)分力的表達(dá)式。
(3)如圖:兩球的重力均為G,求解球?qū)醢搴托泵娴膲毫Α?
θ
〖探究2〗力的正交分解法
1、 將一個(gè)力沿著兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行分解的方法稱(chēng)為力的正交分解法。力的正交
4、分解法是力學(xué)問(wèn)題中處理力的最常用的方法。如放在斜面上的物體的重力分解成垂直于斜面與平行于斜面的兩個(gè)分力就是采用了力的正交分解法。力的正交分解法的優(yōu)點(diǎn):其一,借助數(shù)學(xué)中的直角坐標(biāo)系(x,y)對(duì)力進(jìn)行描述;其二,幾何圖形關(guān)系簡(jiǎn)單,是直角三角形,解直角三角形方法多,容易求解。
2、 正交分解的一般步驟:
(1) 建立xOy直角坐標(biāo)系
(2) 將所有力依次向x軸和y軸上分解為Fx1、Fx2……,F(xiàn)y1、Fy2……
(3) 分別求出x軸和y軸上的合力Fx、Fy
(4) 求出合力F,大小 方向
〖典例2〗大小均為F的三個(gè)力共同作用在O點(diǎn),如圖,F(xiàn)1與F2、F2與F3之間的夾角均為60o,
5、求合力。
〖探究3〗力的分解的定解問(wèn)題
(1)若已知兩個(gè)分力F1和F2的方向,如圖1所示, F1、F2有唯一解嗎?
(2)若已知一個(gè)分力F1的大小和方向,如圖2所示,另一個(gè)分力F2有唯一解嗎?
(3)若已知兩個(gè)分力F1和F2的大小,如圖3所示,F(xiàn)1,F(xiàn)2有唯一解嗎?
〖典例3〗將一個(gè)有確定方向的力F=10N分解為兩個(gè)分力,已知一個(gè)分力有確定的方向,與F成300角,另一個(gè)分力的大小為6N,則在分解時(shí) ( )
A.有無(wú)數(shù)組解 B.有兩組解 C.有唯一解 D.無(wú)解
6、
▲▲▲當(dāng)堂展示▲▲▲
1、在一個(gè)已知力的分解中,下列情況中具有唯一一對(duì)分力的是( ?。?
A.已知一個(gè)分力的大小和方向 B.已知一個(gè)分力的大小和另一分力的方向
C.已知兩個(gè)分力的大小 D.已知兩個(gè)分力的方向,并且不在一條直線上
2、在光滑斜面上自由下滑的物體受到的力是( ?。?
A.重力和斜面的支持力 B.重力、下滑力和斜面支持力
C.重力、下滑力和正壓力 D.重力、下滑力、支持力和正壓力
3、下列有關(guān)合力與分力的說(shuō)法,正確的是( )
A.分力總是小于合力 B.對(duì)力進(jìn)行正
7、交分解時(shí),分力總是小于合力
C.將5 N的力進(jìn)行分解,可以得到50 N的分力
D.將5 N的力進(jìn)行分解,不可以得到1 N的分力
4、如圖所示,重物的質(zhì)量為m,輕細(xì)繩AO和BO的A、B端是固定的,平衡時(shí)AO水平,BO與水平面的夾角為,AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是 ( )
A.F1= mg
B.F1=mg
C.F2=mg
D.
第6節(jié) 力的分解
班級(jí) 姓名
8、 評(píng)價(jià)
■■■課時(shí)作業(yè)■■■
1、下列說(shuō)法正確的是( )
A.已知一個(gè)力的大小和方向及它兩個(gè)分力的方向,則這兩個(gè)分力有唯一解。
B.已知一個(gè)力的大小和方向及它一個(gè)分力的大小和方向,則另一個(gè)分力有無(wú)數(shù)解。
C.已知一個(gè)力的大小和方向及它一個(gè)分力的方向,則它另一個(gè)分力有無(wú)數(shù)解,但有最小值。
D.已知一個(gè)力的大小和方向及它一個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小,則兩個(gè)分力有唯一解。
2、下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ( )
A.一個(gè)2N的力能分解為7N和4N的兩個(gè)分力
B.一個(gè)2N的力能分解為7N和9N的兩個(gè)分力
C.一個(gè)
9、6N的力能分解為3N和4N的兩個(gè)分力
D.一個(gè)8N的力能分解為4N和3N的兩個(gè)分力
3、在光滑的斜面上自由下滑的物體所受的力為( )
A.重力和斜面的支持力 B.重力、下滑力和斜面的支持力
C.重力和物體對(duì)斜面的壓力 D.重力、下滑力、斜面的支持力和緊壓斜面的力
4、將80N的力分解,其中一個(gè)分力F1與它的夾角為30 度,
①、當(dāng)另一個(gè)分力F2最小時(shí)求F1的大小。
②、當(dāng)F2=50N時(shí)求F1的大小。
A
C
O
r
r
5、如右圖示,一個(gè)半徑為r,重為G的圓球被長(zhǎng)為r的細(xì)線AC懸掛在墻上,求球?qū)?xì)線的拉力
10、F1和球?qū)Φ膲毫2.
6.如圖所示,光滑小球放在夾角為45°的墻壁和斜面之間,處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面對(duì)球的彈力與球的重力的大小之比為多少?墻對(duì)球的彈力與球的重力的大小之比又為多少?
7.如圖所示,輕桿的一端A用鉸鏈與豎直墻壁連接,它的另一端B用繩子連接至墻的C點(diǎn),使輕桿保持水平,繩與輕桿的夾角為30°.在B端懸掛重10N的物體,求輕桿和繩子各自在B端受到的作用力.
8.如圖所示,將重10N的氣球用細(xì)繩拴在水平地面上,空氣對(duì)其的浮力為18N.由于受到水平方向的風(fēng)力的影響,系氣球的繩子與水平方向成=53°.由此可知,繩子的拉力和水平方向的風(fēng)力
11、分別為多大?
學(xué)校 班級(jí) 姓名 日期
第 二 章 力
習(xí)題課:物體的受力分析
●●●目標(biāo)導(dǎo)航●●●
1、認(rèn)識(shí)物體受力分析的一般順序,會(huì)正確做出物體的受力圖。
2、初步掌握物體受力分析的一般方法,加深對(duì)力的概念、常見(jiàn)三種力的認(rèn)識(shí)。
◆◆◆課前預(yù)習(xí)◆◆◆
〖自主學(xué)習(xí)〗
一、力的概念:力是________________的作用。
1.注意要點(diǎn):①一些不接觸的物體也能產(chǎn)生力;②任一個(gè)力都有受力者和施力者,力不能離開(kāi)物
12、體而存在;③力的作用效果:使物體發(fā)生形變或使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)發(fā)生改變;④力的單位:國(guó)際單位制的單位是______,符號(hào)為_(kāi)____;⑤力測(cè)量工具是________。
2.力的三要素分別是:_________、_________和___________。
二、力的分類(lèi)(按性質(zhì)分):
1.重力
①重力的定義:重力是由于地球?qū)_____________而產(chǎn)生的。
②重力的大小:G=__________。
③重力的方向:____________。
④重力的作用點(diǎn):_________。質(zhì)量分布均勻、外形規(guī)則的物體的重心在物體的__________,有些物體的重心在物體_________
13、_,也有些物體的重心在物體____________。
2.彈力
①定義:物體由于__________形變,對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生的力。
②產(chǎn)生條件:a、物體相互接觸;b、物體間相互________。
③方向:和物體形變方向_______或和使物體發(fā)生形變的外力方向______。壓力和支持力的方向:_____接觸面指向被______或被______的物體;繩子拉力的方向:________指向繩的收縮方向。
④彈簧的彈力:遵循胡克定律。定律條件是彈簧發(fā)生______形變。彈力的大小跟彈簧______或______的量x成____比。公式為_(kāi)__________。其中k為_(kāi)_________
14、_,x為_(kāi)________。
3.摩擦力
①定義:相互接觸的物體,如果有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),兩物體的接觸面就產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這就是摩擦力。摩擦力分為_(kāi)____________和___________兩種。
②滑動(dòng)摩擦力:a、產(chǎn)生條件:兩物體接觸面壓緊,且發(fā)生_________;b、方向:和_________的方向相反;c、大?。篺滑=______;d、μ稱(chēng)為_(kāi)_________,跟兩物體的_____________及_____________有關(guān)。
③靜摩擦力:a、產(chǎn)生條件:兩物體接觸面壓緊,且有___________;b、方向:和_________的
15、方向相反;c、大小:由二力平衡確定;d、范圍:0~fmax。fmax是___________(未指明的情況下可近似認(rèn)為fmax=f滑)
★★★課堂突破★★★
一、受力分析基本步驟
受力分析是指分析物體實(shí)際所受力的情況,在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)要注意防止“漏力”和“添力”現(xiàn)象,按一定的步驟和順序進(jìn)行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施.一般情況下對(duì)物體進(jìn)行受力分析可按照以下步驟:
1.明確研究對(duì)象,并把 隔離出來(lái).
2. 分析重力:地面附近的物體一定受到地球?qū)ξ矬w的重力作用。
3.觀察跟研究對(duì)象接觸的物體,并逐個(gè)分析與這些接觸物對(duì)研究對(duì)象的彈力、摩擦力(先分析
16、 力再分析 力)
當(dāng)很難判斷是否受彈力、靜摩擦力時(shí),可根據(jù) 法進(jìn)行判斷.
4.只分析研究對(duì)象所受的力,不分析研究對(duì)象對(duì)其它物體所施加的力.
5.為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,將物體簡(jiǎn)化,將所有力的作用點(diǎn)都畫(huà)在物體的重心上.(對(duì)桿進(jìn)行受力分析時(shí)例外)
二、實(shí)例分析
1.分析滿(mǎn)足下列條件的各個(gè)物體所受的力,并指出各個(gè)力的施力物體.
(1)沿水平草地滾動(dòng)的足球
(2)在力F作用下靜止水平面上的物體球
F
V
(3)在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng)的物體球
(4)在力F作用下行使在路面上小車(chē)
F
V
(6)沿粗糙的天花板向右
17、運(yùn)動(dòng)的物體 F>G
F
A
V
v
(5)沿傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的物體
(2)沿斜面上滑的物體A
(接觸面光滑)
A
V
2.對(duì)下列各種情況下的物體A進(jìn)行受力分析
(3)靜止在斜面上的物體
A
(1)沿斜面下滾的小球,
接觸面不光滑.
A
V
(5)各接觸面均光滑
A
(6)沿傳送帶勻速上滑的物塊A
A
(4)在力F作用下靜止在斜面上的物體A.
A
F
3. 對(duì)下列各種情況下的物體A進(jìn)行受力分析,在下列情況下接觸面均不光滑.
v
(2)A沿豎直墻面下滑
A
F
18、
(1)A靜止在豎直墻面上
A
(3)向上爬桿的運(yùn)動(dòng)員
A
(5)靜止在豎直墻面輕上的物體A
F
A
(4)靜止在豎直墻面輕上的物體A
F
A
(6)在拉力F作用下靜止在斜面上的物體A
(接觸面光滑)
FV
AFV
4.對(duì)下列各種情況下的A進(jìn)行受力分析(各接觸面均不光滑)
(3)靜止的桿
A乙
(1)A、B同時(shí)同速向右行使向
B
A
F
F
B
A
(2)A、B同時(shí)同速向右行使向
(6)小球靜止時(shí)的結(jié)點(diǎn)A
A
(5)小球
19、靜止時(shí)的結(jié)點(diǎn)A
A
(4)靜止的桿,豎直墻面光滑
A乙
三、隔離法與整體法.
5.如圖所示,人重600N,平板重400N,人要拉住平板,他必須用多大的力?(滑輪重可忽略)
▲▲▲當(dāng)堂展示▲▲▲
1、分析物體A的受力
A
B
C
(A、B一起勻速向右運(yùn)動(dòng))
A
B
(A靜止)
α
α
(光滑小球)
A
2、如圖所示,各圖中,物體總重力為G,請(qǐng)分析磚與墻及磚與磚的各接觸面間是否有摩擦力存在?如有大小是多少?
★★★課堂突破★★★
〖典例1〗略
20、 〖典例2〗2F 〖典例3〗B
▲▲▲當(dāng)堂展示▲▲▲
1、AD 2、A 3、C 4、B
■■■課時(shí)作業(yè)■■■
1、【答案】AC
2、【答案】BC
【解析】力的分解是力的合成的分運(yùn)動(dòng),該題可以倒過(guò)來(lái)看,A中7N與4N的合力范圍是3N至11N,不包括2N。所以不行;以此類(lèi)推即可。
3、【答案】A
4、【答案】 ;
5、【答案】 ;
【解析】:求球?qū)K的作用力和球?qū)Φ淖饔昧?。題中選擇球?yàn)檠芯繉?duì)象進(jìn)行研究,只需求解出繩對(duì)球的作用力及墻對(duì)球的作用力,根據(jù)作用力與反作用力,即可知球?qū)K的作用力和球?qū)Φ淖饔昧Α?
A
C
O
r
r
T
N
G
G1
G2
6、:1 1:1 7、10N 20N
8、10N 6N