高一物理第九讲力的合成力的分解.docx
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高一物理第九讲力的合成力的分解
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
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
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
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
α
【答案】
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。
c
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
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- 物理 第九 合成 分解