八年级物理力的合成和分解.docx
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八年级物理力的合成和分解
4.1怎样求合力学案
学习目标:
1.能从力的作用效果理解合力和分力的概念。
2.进一步理解矢量和标量的概念,知道它们有不同的运算规则。
3.掌握力的平行四边形定则,知道它是矢量合成的普遍规则。
会用作图法求共点力的合力。
会用直角三角形知识计算合力。
4.知道合力的大小与分力间夹角的关系。
学习重点:
平行四边形定则。
学习难点:
平行四边形定则的应用。
主要内容:
一、合力和分力
如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,则这个力就叫那几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力。
合力和分力的关系:
等效替代关系,并不同时作用于物体上,所以不能把合力和分力同时当成物体受的力。
问题:
1.一个物体受到几个力(分力)作用的同时,还受到合力的作用吗?
2.合力与分力的等效替代是可逆的吗?
二、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点,或者几个力作用在物体上的不同点,但这几个力的作用线延长后相交于同一点,这几个力就叫共点力,所以,共点力不一定作用在同一点上,如图所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。
三、共点力合成实验:
实验结论:
四、力的合成的定则
1.平行四边形定则
求两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,它的_______就表示合力的_______和_______.这叫做力的平行四边形定则。
2.三角形定则
根据平行四边形的对边平行且相等,即平行四边形是由两个全等的三角形组成,平行四边形定则可简化为三角形定则。
若从O点出发先作出表示力F1的有向线段OA,再以A点出发作表示力F2的有向线段AC,连接OC,则有向线段OC即表示合力F的大小和方向。
五、共点力的合成
1.作图法(图解法):
以力的图示为基础,以表示两个力的有向线段为邻边严格作出平行四边形,然后量出这两个邻边之间的对角线的长度,从与图示标度的比例关系求出合力的大小,再用量角器量出对角线与一个邻边的夹角,表示合力的方向。
注意:
作图时要先确定力的标度,同一图上的各个力必须采用同一标度。
表示分力和合力的有向线段共点且要画成实线,与分力平行的对边要画成虚线,力线段上要画上刻度和箭头。
2.计算法:
先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图,然后运用数学知识求合力大小和方向。
3.两个以上共点力的合成
【例一】两个小孩拉一辆车子,一个小孩用的力是45N,另一个小孩用的力是60N,这两个力的夹角是90°.求它们的合力.
【例二】用作图法求夹角分别为30°、60°、90°、120°、150°的两个力的合力.再求它们的夹角是0°和180°时的合力.比较求得的结果,能不能得出下面的结论:
①合力总是大于分力;②夹角在0°到180°之间时,夹角越大,合力越小.
问题:
1.合力一定大小任何一个分力吗?
2.平行四边形定则也适用于其它矢量的合成吗?
3.两个大小一定的力F1、F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,合力F的大小怎样变化?
六、合力大小与二分力间的夹角的关系:
七、合力大小与分力大小之间的关系:
【例三】三名同学一起玩游戏,用三根绳拴住同一物体,其中甲同学用100N向东拉,乙同学用400N的力向西拉,丙同学用400N的力向南拉。
求物体所受的合力.
【例四】如图,质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面上,试求斜面对A的支持力和摩擦力。
课堂训练:
1.互成角度的两个共点力,有关它们的合力和分力关系的下列说法中,正确的是()
A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力.
B.合力的大小随分力夹角的增大而增大.
C.合力的大小一定大于任意一个分力.
D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力.
2.两个共点力的大小均等于f,如果它们的合力大小也等于f,则这两个共点力之间的夹角为 ()
A.30° B.60°C.90° D.120°
3.在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°,每条钢丝绳的拉力都是300N,求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.
4.两个大小相等的共点力F1、F2,当它们间的夹角为90°时合力大小为20N,则当它们间夹角为120°时,合力的大小为多少?
课后作业:
1.两个共点力的合力与分力的关系是()
A.合力大小一定等于两个分力大小之和.
B.合力大小一定大于两个分力大小之和.
C.合力大小可能比两个分力大小都大,可能都小,也可能比一个分力大,比另一个分力小.
D.合力大小一定大于一个分力的大小,小于另一个分力的大小.
2.作用在同一点的两个力,大小分别为5N和2N,则它们的合力不可能是()
A.5N B.4NC.2N D.9N
3.两个共点力,一个是40N,另一个等于F,它们的合力是100N,则F的大小可能是()
A.20N B.40NC.80N D.160N
4.已知两个共点力的合力F的最大值为180N,合力F的最小值为20N,则这两个共点力的大小分别是()
A.110N,90NB.200N,160N
C.100N,80ND.90N,70N
5.三个共点力的大小分别为F1=5N,F2=10N,F3=20N,则它们的合力()
A.不会大于35NB.最小值为5N
C.可能为0D.可能为20N
*6.两个共点力的合力为F,如果它们之间的夹角θ固定不变,而其中一个力增大,则()
A.合力F一定增大
B.合力F的大小可能不变
C.合力F可能增大,也可能减小
D.当0°<θ<90°时,合力F一定减小
*7.几个共点力作用在一个物体上,使物体处于静止状态.当其中某个力F1停止作用时,以下判断中正确的是()
A.物体将向着F1的方向运动.
B.物体将向着F1的反方向运动.
C.物体仍保持静止状态.
D.由于不知共点力的个数,无法判断物体的状况.
8.在长度、质量、力、速度、温度、比热等物理量中,属于矢量的有______,属于标量的有______.
*9.从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5,已知F1=f,且各个力的大小跟对应的边长成正比,求这五个力的合力大小和方向.
4.2怎样分解力学案
一、学习目标:
1.了解里力的分解概念,强化“等效替代的物理思想”
2.理解力的分解是力的合成的逆运算。
3.初步掌握一般情况下的分解要根据实际需要来确定分力的方向。
4.会用作图法和直角三角形的知识求分力,应用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题。
二、导学过程
(一)导读导思:
阅读1.力的分解
(一)定义:
求 叫做力的分解。
(二)力的分解方法是
(三)力的分解原则是
问题1.力的分解在什么情况下有唯一解?
问题2.按实际效果分解下列各力且计算分力的大小
(1)水平面上物体斜向上拉力的分解
(2)重力的分解
(3)三角支架悬物拉力的分解
总结-----力分解的解题思路:
阅读2:
矢量相加的法则:
三角形定则
矢量加减遵循的法则
标量求和按照
问题3:
一物体速度v1在一小段时间内发生了变化变成了v2,你能根据v1v2按照三角形定则求出变化量△v吗?
(2)目标检测
1.大小分别F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角),下列四个图中,这三个力的合力最大的是()
(A)(B)(C)(D)
2.用一根轻绳将总理为m的物体悬挂在空中,如图所示,以知ac和bc与竖直方向的夹角分别为300和600,则ac和bc绳中的拉力分别是多少?
3.m在三根细绳悬吊下处于平横状态,现用手持绳OB的B端使OB缓慢向上转动,且始终保持结点O的位置不变,分析AO、BO两绳中的拉力如何变化?
共点力的平衡及其应用学案
一、知识概述
本章主要研究的是物体在共点力的作用下的平衡,要求掌握共点力的概念,掌握什么是共点力的平衡,学会灵活的运用整体法,隔离法分析物体的平衡,要熟练的运用平行四边形合成法,矢量三角形法,正交分解法列平衡方程.
二、重难点知识的归纳与讲解
(一)平衡状态
一个物体在共点力作用下,如果保持静止或匀速直线运动,则这个物体就处于平衡状态。
如光滑水平面上匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态。
注意:
①物体处于平衡状态时分为两类:
一类是共点力作用下物体的平衡;另一类是有固定转动轴物体的平衡。
在这一节我们只研究共点力作用下物体的平衡。
共点力作用下物体的平衡又分为两种情形,即静平衡(物体静止)和动平衡(物体做匀速直线运动)。
②对静止的理解:
静止与速度v=0不是一回事。
物体保持静止状态,说明v=0,a=0,两者同时成立。
若仅是v=0,a≠0,如上抛到最高点的物体,此时物体并不能保持静止,上抛到最高点的物体并非处于平衡状态。
所以平衡状态是指加速度为零的状态,而不是速度为零的状态。
(二)共点力作用下的平衡条件
处于平衡状态的物体,其加速度a=0,由牛顿第二定律F=ma知,物体所受合外力F合=0,即共点力作用下物体处于平衡状态的力学特点是所受合外力F合=0。
例如下左图所示中,放在水平地面上的物体保持静止,则所受重力和支持力是一对平衡力,其合力为零。
又如上右图所示中,若物体沿斜面匀速下滑,则F与FN的合力必与重力G等大反向,故仍有F合=0。
注意:
(1)若物体在两个力同时作用下处于平衡状态,则这两个力大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,其合力为零,这就是初中学过的二力平衡。
(2)若物体在三个非平行力同时作用下处于平衡状态,这三个力必定共面共点(三力汇交原理),合力为零,称为三个共点力的平衡,其中任意两个力的合力必定与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
(3)物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时,n个力必定共面共点,合力为零,称为n个共点力的平衡,其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大反向,作用在同一直线上。
由牛顿第二定律知道,作用于物体上力的平衡是物体处于平衡状态的原因,物体处于平衡状态是力的平衡的结果。
(三)共点力平衡条件的应用
注意:
(1)在共点力作用下物体处于平衡状态,则物体所受合力为零,因此物体在任一方向上的合力都为零。
(2)如果物体只是在某一方向上处于平衡状态,则该方向上合力为零,因此可以在该方向上应用平衡条件列方程求解。
1、求解共点力作用下物体平衡的方法
(1)解三角形法:
这种方法主要用来解决三力平衡问题。
根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法,把三个平衡力转化为三角形的三条边,然后通过解这一三角形求解平衡问题。
解三角形多数情况是解直角三角形,如果力的三形角并不是直角三角形,能转化为直角三角形的尽量转化为直角三角形,如利用菱形的对角线相互垂直的特点就得到了直角三角形,确实不能转化为直角三角形时,可利用力的三角形与空间几何三角形的相似等规律求解。
(2)正交分解法:
正交分解法在处理四力或四力以上的平衡问题时非常方便。
将物体所受各个力均在两互相垂直的方向上分解,然后分别在这两个方向上列方程,此时平衡条件可
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- 年级 物理 合成 分解