【物理】2018届人教版第2章第2节力的合成与分解教案

【物理】2018届人教版第2章第2节力的合成与分解教案

第2节　力的合成与分解 考点一| 力的合成 ‎1．合力与分力 ‎(1)定义 如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫作那几个力的合力，那几个力叫作这一个力的分力．‎ ‎(2)关系 合力与分力是等效替代关系．‎ ‎2．共点力 ‎(1)共点力 作用在一个物体上，作用线或作用线的延长线交于一点的几个力．如图221所示均是共点力．‎ 图221‎ ‎(2)共点力平衡的条件 物体所受的合外力为零．‎ 数学表达式有两种：①F合＝0；‎ ‎② Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力．‎ ‎3．力的合成 ‎(1)定义 求几个力的合力的过程．‎ ‎(2)运算法则 ‎①平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．‎ ‎②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量．‎ ‎4．合力大小的范围 ‎(1)两个共点力的合成：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.‎ 即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两个力反向时，合力最小，为|F1－F2|；当两力同向时，合力最大，为F1＋F2.‎ ‎(2)三个共点力的合成．‎ ‎①三个力共线且同向时，其合力最大为F＝F1＋F2＋F3.‎ ‎②以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力最小值为零，若不能组成封闭的三角形，则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和．‎ ‎1．下列说法错误的是(　　)‎ A．两个共点力的共同作用效果与其合力单独的作用效果相同 B．合力的作用效果与物体受到的每一个力的作用效果都相同 C．把物体受到的几个力的合力求出后，可认为物体只受一个力的作用 D．性质不同的力可以合成，作用在不同物体上的力不可以合成 B　[合力的作用效果和几个分力的共同作用效果相同，因此可以用合力来代替几个分力的作用，认为物体只受到一个力，所以A、C两项的说法正确，B项的说法错误．在进行力的合成时，力必须作用在同一物体上，而力的性质可以不同，如物体放在水平桌面上，所受的支持力与重力的合力为零．支持力与重力就是不同性质的力，所以D项的说法正确．]‎ ‎2．光滑水平面上的一个物体，同时受到两个力的作用，其中F1＝8 N，方向水平向左；F2＝16 N，方向水平向右．当F2从16 N逐渐减小到0时，二力的合力大小变化是(　　)‎ A．逐渐增大　　　　 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 C　[F2减至8 N的过程中合力减小至0，当F2继续减小时，合力开始增大，但方向与原来合力的方向相反，故选项C正确．]‎ ‎3．物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是(　　)‎ A．5 N,7 N,8 N B．5 N,2 N,3 N C．1 N,5 N,10 N D．10 N,10 N,10 N C　[三个力合成，若前两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，就可以使这三个力合力为零，只要使最大的力的大小在其他两个较小力的合力范围之内，就能使合力为零，即第三个力F3满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2.故选C.]‎ ‎4．(2017·嵊州学考模拟)如图222所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环(图甲)，然后身体下移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为(　　) 【导学号：81370056】‎ 甲　　　　　乙 图222‎ A．FT减小，F不变 B．FT增大，F不变 C．FT增大，F减小 D．FT增大，F增大 B　[吊环两绳拉力的合力与运动员重力相等，即两绳拉力的合力F不变．在合力不变的情况下，两分力之间夹角越大，分力就越大，由甲图到乙图的过程是两分力间夹角增大的过程，所以FT增大，选项B正确．]‎ 考点二| 力的分解 ‎1．矢量和标量 ‎(1)矢量：既有大小又有方向的物理量，叠加时遵循平行四边形 定则，如速度、力等．‎ ‎(2)标量：只有大小没有方向的物理量，求和时按算术法则相加，如路程、动能等．‎ ‎2．力的分解 ‎(1)定义：求一个力的分力的过程．力的分解是力的合成的逆运算．‎ ‎(2)遵循的原则：‎ ‎①平行四边形定则．‎ ‎②三角形定则．‎ ‎3．力的效果分解法 ‎(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；‎ ‎(2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形；‎ ‎(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小．‎ ‎4．正交分解法 ‎(1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．‎ ‎(2)建立坐标轴的原则：以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)．‎ ‎1．(2015·浙江1月学考)小刘同学用轻质圆规做了如图223所示的小实验，其中圆规两脚A与B分别模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物．通过实验能说明：O点受到向下的力F产生的对横梁A与斜梁B的作用效果分别是(　　)‎ 图223‎ A．压力、拉力　　　 B．压力、压力 C．拉力、拉力 D．拉力、压力 D　[O点受到向下的力F，由力的效果分解法可知，分解为对A的拉力和对B的压力，选D.]‎ ‎2．下列说法正确的是(　　) 【导学号：81370057】‎ A．把已知力F分解为两个分力F1和F2，此时物体受到F、F1、F2‎ 三个力的作用 B．在力的分解中，分力可以比合力大 C．把已知力F分解时，只能分解为两个力 D．由于矢量的方向用正负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量 B　[已知力F分解成的两个分力F1与F2并不是物体实际受到的力，选项A错误；根据平行四边形定则可知，分力可以大于、等于或小于合力，选项B正确；分解已知F时方法很多，只要分解的几个力作用效果与力F的作用效果相同，那么力F可以分解为两个力，也可以分解为更多力，一般情况下一个力分解为两个分力，选项C错误；具有正负值的物理量不一定是矢量，如温度有正负值，但它是标量，矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同，选项D错误．]‎ ‎3．(2017·义乌市学考模拟)如图224所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力．图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是(　　)‎ 图224‎ A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力 B．物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用 C．F2是物体对斜面的压力 D．力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同 D　[F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，施力物体是地球，故选项A错误．物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故选项B错误．F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但二者的受力物体不同，F2的受力物体是物体本身，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故选项C错误．合力与分力有相同的作用效果，故选项D正确．]‎ ‎4．如图225所示，质量为m的物体在推力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动．已知物体与地面间动摩擦因数μ，则物体受到的摩擦力的大小为 ‎(　　) 【导学号：81370058】‎ 图225‎ A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ)‎ C．μ(Fcos θ＋mg) D．Fsin θ B　[先对物体进行受力分析，如图所示，然后对力F进行正交分解，F产生两个效果：使物体水平向前的F1＝Fcos θ，同时使物体压紧水平地面的F2＝Fsin θ.由力的平衡可得F1＝Ff，F2＋mg＝FN，又滑动摩擦力Ff＝μFN，即可得Ff＝μ(Fsin θ＋mg)．选B.]‎ ‎5．如图226所示，一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向成30°角时小球A处于静止状态，则对小球施加的力最小为(　　)‎ 图226‎ A.mg B.mg C.mg D.mg C　[将mg在如图所示方向分解，施加的最小力与F1等大反向即可使小球静止，故Fmin＝F1＝mgsin 30°＝mg，选项C正确．]‎