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时间:2019-07-11
《高中物理学业水平测试课件专题五力物体的平衡及实验》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、主题内容要求力的合成、分解与共点力的平衡矢量和标量力的合成与分解共点力的平衡ⅠⅡⅠ实验与探究实验三:验证力的平行四边形定则Ⅱ一、力的合成1.力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的“等效力”(合力).力的平行四边形定则是运用“等效”观点,通过实验总结出来的共点力的合成法则.2.共点的两个力合力的大小范围是
2、F1-F2
3、≤F合≤F1+F23.合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力.4.共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零.二、力
4、的分解1.力的分解遵循平行四边形定则,力的分解相当于已知对角线求邻边.2.两个力的合力唯一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解.3.正交分解法:把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法.用正交分解法求合力的步骤:①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向.②把各个力向x轴、y轴上投影,但应注意的是:与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向.③求在x轴上的各分力的代数和
5、Fx合和在y轴上的各分力的代数和Fy合.三、物体的受力分析1.对物体受力分析的一般思路(1)明确研究对象,研究对象可以是质点、结点、物体、物体系.(2)按顺序分析物体所受的力,一般可先按重力、弹力、摩擦力的次序分析,再分析其他力.(3)正确画出受力图,注意不同对象的受力图用隔离法分别画出,对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果的情况,可将各力平移至物体的重心上,即各力均从重心画起.(4)检验,防止错画力、多画力和漏画力.2.受力分析的注意事项(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施的力.(2)只分析根
6、据性质命名的力.(3)每分析一个力,都应找出施力物体.(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力.四、共点力的平衡1.平衡状态物体处于静止或者保持匀速直线运动状态,叫做平衡状态.2.平衡条件物体所受的合外力为零:F合=0.平衡条件常用的表达形式,在正交分解法中有3.平衡特点(1)二力平衡时,二力等值、反向、共线;(2)非平行三力平衡时,三力共面、共点且首尾相接围成三角形;(3)物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中某一个力跟其余力的合力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.同时这多个力可以构成一个封闭多边形.4.常用的
7、求解方法(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.(2)正交分解法:建立直角坐标系,把各个力沿坐标轴方向分解,列出沿两坐标轴的方程,此时平衡条件可表示为:Fx=F1x+F2x+…+Fnx=0,Fy=F1y+F2y+…+Fny=0.五、实验:验证力的平行四边形定则实验原理:使一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果相同,让同一条一端固定的橡皮条先后伸长到某点,所以一个力F就是这两个力F1、F2的合力,
8、作出力F的图示,再作出两个力F1、F2的图示,根据平行四边形定则作出以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线表示F合,比较F和F合的大小和方向是否相同.(1)两次拉橡皮条的结点一定要拉到同一位置.(2)用一个力F拉橡皮条时,作出力的图示,力的方向一定与橡皮条的方向在同一直线上.(单选Ⅱ)(2010年广东学业水平测试)一物体受到两个力的作用,大小分别是6N和4N.其合力F大小的范围是()A.2N≤F≤10NB.4N≤F≤10NC.6N≤F≤10ND.4N≤F≤6N解析:二力合成,合力的范围
9、F1-F2
10、≤F合≤F1+F2,故
11、2N≤F≤10N.答案:A点评:本题属于“理解”层次,理解合力的范围.(单选Ⅰ)如下图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平和竖直方向分解,则它的水平分力为()A.FsinαB.FcosαC.FtanαD.Fcotα解析:由力的平行四边形定则,水平分力为Fcosα.答案:B点评:熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律,是解决本题的根本.(单选Ⅱ)如图所示,细绳OA和OB悬挂着一物体P,细绳BO水平,那么关于细绳AO和BO拉力情况,下列判断正确的是()A.OA绳拉力小于OB绳的拉力B.OA
12、绳拉力大于OB绳的拉力C.OA绳的拉力和OB绳的拉力均小于重物P的重力D.OA绳的拉力和OB绳的拉力均大于重物P的重力解析:受力分析如下图,FOA为直角三角形的斜边,大于直角边FOB,而FOA与FOB的合力与G等大反向,FOA>G,由于角度未知,FOB与G无法比较.答案:B点评:本题属于“应用”层次,考查受力分析的方
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