高中物理 《力的合成与分解》教案 (2)

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1、力的合成与分解【同步教育信息】一.本周教学内容:力的合成与分解二.知识要点:理解力的合成和合力的概念。掌握力的平行四边形定则。会用作图法求共点力的合力,会用三角形知识计算合力。知道合力大小与分力间夹角关系,知道矢量概念。理解力的分解和分力概念。理解力的分解是力的合成的逆运算,遵循力的平行四边形定则。能根据力的实际作用效果进行力的分解。会计算分力大小。三.学习中注意点:(一)力的合成、合力与分力1.合力与分力:如果一个力作用在物体上,产生的效果,与另外几个力同时作用于这个物体上产生的效果相同,原来的一个力就是另外几个力的合力。另外几个力叫分力。合力是几个力的等效力,是互换的,不是共存的。2.共点

2、力:几个力的作用点相同,或几个力的作用线相交于一个点,这样的力叫共点力。3.力的合成:求几个共点力的合力的过程叫力的合成。力的合成就是在保证效果相同的前提下,进行力的替代,也就是对力进行化简,使力的作用效果明朗化。现阶段只对共点(共面)力进行合成。4.平行四边形定则:两个共点力的合力与分力满足关系是:以分力为邻边做平行四边形,以共点顶向另一顶点做对角线,即为合力。这种关系叫平行四边形定则。5.力的合成方法:几何作图法,计算法。6.多个力的合成先取两个力求合力,再与第三个力求合力,依次进行下去直到与最后一个分力求得的合力就是多个力的合力。7.力是矢量:有大小有方向遵循平行四边形定则。凡矢量有大小

3、有方向还要遵循平行四边形定则。(二)力的分解1.力的分解:由一个已知力求分力的过程叫力的分解。2.力的分解中分力与合力仍遵循平行四边形定则,是力的合成的逆运算。3.分解一个力时,对分力没有限制,可有无数组分力。4.分解力的步骤(1)根据力作用效果确定分力作用的方向,作出力的作用线。(2)根据平行四边形定则,作出完整的平行四边形。(3)根据数学知识计算分力5.一个力分解为二个分力的几种情况(1)已知合力及两分力方向,求分力大小,有唯一定解。(2)已知合力及一个分力的大小方向,求另一分力大小方向,有唯一定解。(3)已知合力及一个分力方向,求另一分力,有无数组解,其中有一组是另一分力最小解。7(4)

4、已知合力和一个分力的方向,另一分力的大小,求解。如已知合力F,一个分力F1的方向,另一分力F2的大小,且F与F1夹角()可能有一组解,可能有两组解,也可能无解。(5)已知合力及两个分力大小,求分力(方向)可能一组解,可能两组解,也可能无解。【典型例题】[例1]两个力大小均为100N,夹角为,求合力。解法一:几何方法(1)取2cm表示50N。(2)作两分力,夹角。(3)作平行四边形(另两边画虚线)(4)作对角线量出长度,得6.9cm,。(5)量得(可以证明)。解法二:计算作力的示意图(N)合力大小为173N,与分力夹角均为∴[例2]试证,分力大小为F1F2,合力大小为F,7几何法:以F1F2为邻

5、边做平行四边形,F为对角线,平行四边形对边相等在中,由三角形三边关系,当同向时,,当反向时,(若则)代数法:为两分力夹角当时,时,∴推论:若三个力合力为0,其中一个力与另两力的合力大小相等。其中,。[例3]放在斜面上的物体受到水平推力F,斜面倾角为,求F的分力(见图3—1)图3—1解:推力F的作用一是使物体沿面有运动(或运动趋势)因此,沿斜面方向有F的分力F1,向右推物体使物体对斜面压力变化,F有垂直斜面的分力F2。∴[例4]三角支架顶端悬一重G的物体,见图3—2,求重物的拉力对支架作用大小。7图3—2解:重物拉力作用在支架上AC、BC形变只是长度的改变,从而发生一个微小形变,AC是伸长形变,

6、BC是压缩形变。∴分力方向如图示。∴()[例5]斜面倾角为,物体沿斜面匀速下滑。证明:物体与斜面间摩擦因数。证明:物体沿斜面下滑受三个力,重力G,滑动摩擦力f,斜面支持力FN。重力使物体沿斜面下滑,压紧斜面。∴重力的分力为,如图3—3示沿斜面匀速滑动,又∴∴图3—3【模拟试题】1.两个大小相等同时作用于一个物体上的两个力,当它们之间夹角为时,其合力大小为F,当两力夹角为时,合力大小为()A.2FB.FC.FD.F2.质量为8kg的物体,放在水平面上受到水平推力F=10N的作用,向右运动见图3—4所示。若物体与水平面间的摩擦因数,物体所受到的合力为()(g取10N/kg)A.大小为2.0N,水平

7、向右B.大小为2.0N,水平向左7C.大小为12.8N,水平向右D.0图3—43.下列各组共点力在一个平面内,合力可能为0的是()A.15N、5N、6NB.3N、6N、4NC.2N、7N、10ND.11N、7N、14N4.在一个平面内的6个共点力,相邻力的夹角均为,大小如图3—5示,则这6个力的合力为()A.0B.3N与6N的力同向C.3N与5N的力同向D.6N与5N的力同向图3—55.要将力F沿

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