2012屆高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):力的合成與分解

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第三課時(shí) 力的合成與分解
【教學(xué)要求】
1.理解合力和分力的概念,知道力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。
2.理解力的平行四邊形定則,并會(huì)用來分析生產(chǎn)、生活中的有關(guān)問題。(力的合成與分解的計(jì)算,只限于用作圖法或直角三角形知識解決)
【知識再現(xiàn)】
一、合力與分力:
1.一個(gè)力如果它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用的效果相同,則這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的分力,合力與分力之間是效果上的等效“替代”關(guān)系。
2.求幾個(gè)已知力的合力叫做力的合成,求一個(gè)已知力的分力叫做力的分解。力的合成與分解互為逆運(yùn)算。
二、平行四邊形定則(三角形定則)—圖示如下:
三、力的分解:
力的分解的原則:(1)可以按力的作用效果分解,(2)按照題設(shè)條件分解,(3)正交分解。分解力時(shí),可以認(rèn)為已知平行四邊形的對角線,求作兩鄰邊。
注意:即使是同一個(gè)力,在不同的情況下所產(chǎn)生的效果往往也會(huì)是不同的。
知識點(diǎn)一合力大小的討論
1.F1與F2大小不變,夾角θ變化時(shí):
①θ=0°時(shí),F(xiàn)=F1+F2 ;
②θ =90°時(shí), ;
③θ=180°時(shí), ;
④因此兩個(gè)力的合力滿足:
2.F1與F2夾角θ不變,使其中一個(gè)力增大時(shí),合力F的變化:分θ>90°和θ<90°兩種情況討論。從圖中可以看出:
①當(dāng)θ>90°時(shí),若F2增大,其合力的大小變化比較復(fù)雜。
②當(dāng)0°<θ<90°時(shí),合力隨著其中一個(gè)力的增大而增大。
③將菱形轉(zhuǎn)化為直角三角形——兩個(gè)大小為F的力,夾角為θ時(shí),其合力大小為F合=2Fcos ,
方向在兩個(gè)力夾角的平分線上。
④當(dāng)θ=120°時(shí),F(xiàn)合=F。
【應(yīng)用1】(蘇州市2007屆高三調(diào)研測試)如圖所示,三角形ABC三邊中點(diǎn)分別是D、E、F,在三角形中任取一點(diǎn)O,如果OE、OF、DO三個(gè)矢量代表三個(gè)力,那么這三個(gè)力的合力為( )
A. OA B. OB C. OC D. DO
導(dǎo)示:求合力問題中矢量圖解的作法與共點(diǎn)力平衡問題不同的地方是力的三角形或多邊形是開口的,然后封閉此三角形或多邊形,由第一個(gè)矢量的始端指向最后一個(gè)矢量末端的矢量就是合力.如圖所示,將DO, OF兩力平移,使三力成順向開口狀,最后封閉此多邊形,OA(未連接)即為其合力的大小和方向,所以答案為A。
若F3滿足 ,則三個(gè)力合力的最小值等于0。或者說,表示三個(gè)力的線段如果能圍成一個(gè)三角形,則這三力的合力最小值為0
知識點(diǎn)二探究力的分解有確定解的情況
1.已知合力F,兩個(gè)分力F1、F2的方向,求兩個(gè)分力的大小, 有唯一解;
2.已知合力F,分力F1的大小和方向,求分力F2的大小和方向, 有唯一解;
3.已知合力F,分力F1的大小、分力F2的方向,求F1的方向和F2的大;可能有唯一解(F1=Fsinθ),可能有兩個(gè)解(F1>Fsinθ),也可能沒有解(F1【應(yīng)用2】已知力F的一個(gè)分力F1,跟F成30°角,大小未知;另一個(gè)分力F2的大小是 ,方向未知。則F1的大小可能是( )
A. B.
C. D.
導(dǎo)示: 根據(jù)三角形法則,可以以力F的矢端為圓心,以F2的大小為半徑畫圓弧,與力F1的作用線有兩個(gè)交點(diǎn)。易定F1的大小可能有兩解: 和 ,選AC。
類型一力的正交分解法的應(yīng)用
【例1】(山東臨沂市08屆高三上學(xué)期期中考試)用兩輛拖拉機(jī)拉一輛陷入泥坑的卡車,如圖所示,一輛沿與卡車前進(jìn)方向成45°角用大小為1414N的力拉卡車,另一輛用與卡車前進(jìn)方向成30°角的力拉卡車,卡車開動(dòng)后自身向前提供的動(dòng)力是4×103N。三車同時(shí)工作,剛好使卡車脫離泥坑,則卡車受到的阻力約為( )
A.8.2×103N B.6.0×103N
C.5.6×103N D.6.7×103N
導(dǎo)示: 選D。把卡車所受的力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解,在垂直運(yùn)動(dòng)方向上有:
F1sin45°= F2sin30°解得F2= 2×103N;
在運(yùn)動(dòng)方向上有:
阻力f= F1cos45°+ F2cos30°+F卡=6.7×103N。
本題關(guān)鍵是挖掘“隱含條件”:在垂直卡車運(yùn)動(dòng)方向上的合力應(yīng)該為0,從而求出F2的大小。
類型二圖解法分析動(dòng)態(tài)平衡問題
【例2】如圖細(xì)繩系住放在傾角為θ的光滑斜面上,當(dāng)細(xì)繩由水平方向 逐漸向上偏移時(shí),細(xì)繩上的拉力將( )
A.逐漸增大
B.逐漸減小
C.先增大后減小
D.先減小后增大
導(dǎo)示:選D。用圖解法分析該題,作出力的圖示如圖甲.因?yàn)镚、FN、FT三力共點(diǎn)平衡,故三個(gè)力可以構(gòu)成一個(gè)矢量三角形,圖乙中G的大小和方向始終不變;FN的方向也不變,大小可變,F(xiàn)T的大小、方向都在變,在繩向上偏移的過程中,可以作出一系列矢量三角形(如圖乙所示),顯而易見在FT變化到與FN垂直前,FT是逐漸變小的,然后FT又逐漸變大,故應(yīng)選D.同時(shí)看出斜面對小球的支持力FN是逐漸變小的.應(yīng)用此方法可解決許多相關(guān)動(dòng)態(tài)平衡問題.
類型三用力的分解討論實(shí)際問題
【例3】(山東沂源一中08屆高三模塊終結(jié)性檢測)如圖,是木工用鑿子工作時(shí)的截面示意圖,三角形ABC為直角三角形, ∠C=300。用大小為F=100N的力垂直作用于MN,MN與AB平行。忽略鑿子的重力,求鑿子推開木料AC面和BC面的力分別為多大?
導(dǎo)示:彈力垂直于接觸面,將力F按作用效果進(jìn)行分解,由幾何關(guān)系易得:推開AC面的力為
F1=F/tan30o=100 N
推開BC面的力為:F2=F/sin30o=200N。
類型四用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則
【例4】“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。
(1)圖乙中的F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是____________________。
(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是( )
A. 理想實(shí)驗(yàn)法 B. 等效替代法
C. 控制變量法 D. 建立物理模型法
導(dǎo)示:本實(shí)驗(yàn)采用等效替代法。同時(shí)用兩個(gè)彈簧秤和單獨(dú)用一個(gè)彈簧秤把橡皮筋拉到同樣的位置。由圖可分析知,單獨(dú)用一個(gè)彈簧秤拉橡皮筋時(shí)的力為F′,根據(jù)二力平衡原理,其方向一定沿AO方向。
答案:(1)F' (2) B
1.(08揚(yáng)州三校聯(lián)考)在傾角為300的斜面上有一個(gè)重10N的物塊,被平行于斜面大小為8N的恒力F推著沿斜面勻速上行。在推力突然撤除的瞬間,物塊受到的合力大小為( )
A.8N B.5N C.3N D.2N
2. (濰坊市08屆高三教學(xué)質(zhì)量檢測)9.若兩個(gè)力F1、F2夾角為α(90<α<180),且α保持不變,則( )
A.一個(gè)力增大,合力一定增大
B.兩個(gè)力都增大,合力一定增大
C.兩個(gè)力都增大,合力可能減小
D.兩個(gè)力都增大,合力可能不變
3.如圖所示,大小分別為F1、F2、F3的三個(gè)力恰好圍成一個(gè)閉合的三角形,且三個(gè)力的大小關(guān)系是F1<F2<F3,則下列四個(gè)圖中,這三個(gè)力的合力最大的是( )
4.如圖所示,兩根硬桿AB、BC分別用鉸鏈連接于A、B、C,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。AB桿對BC桿的作用力方向可能是( )
A.若AB桿計(jì)重力,而BC桿不計(jì)重力時(shí),由B指向C
B.若AB桿計(jì)重力,而BC桿不計(jì)重力時(shí),由C指向B
C.若AB桿不計(jì)重力,而BC桿計(jì)重力時(shí),由B指向A
D.若AB桿不計(jì)重力,而BC桿計(jì)重力時(shí),由A指向B
5. (山東沂源一中08屆高三模塊終結(jié)性檢測)如圖5所示,某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)。若F4沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過900而大小保持不變,則此時(shí)物體所受合力的大小為 。
答案: 1、A 2、CD 3、C 4、AC
5、 。點(diǎn)撥:F1、F2、F3的合力與F4大小相等,方向相反,F(xiàn)4旋轉(zhuǎn)900后與另三個(gè)力的合力成900角。


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/60195.html

相關(guān)閱讀:2015年高考霸氣勵(lì)志標(biāo)語