1、5.1 力的合成【学习目标】1、知道合力和共点力相关知识2、通过实验验发现寻找合力和运用解三角形求解合力大小的方法3、体会物理实验和数学在物理学习中的重要作用【学习重点】通过实验验发现寻找合力和运用解三角形求解合力大小的方法【学习难点】【学习过程】任务一、共点力、合力和分力1、共点力:2、如果一个力 F 的 和几个力 F1F2Fn 的 相同,那么 叫合力, 叫分力。 (小组内相互提问)任务二、实验探究求合力的方法1、同方向的两个力合成直接加,方向不变;反方向的两个力合成,大减小,方向同大2、互成角度的力的合成结合教材 P81 试验与探究部分提供的方法实验的原理:效果相同1、在这个实验中一个力与
2、两个力等效的标志是什么?2、看一下两只弹簧秤的示数之和是不是等于一只弹簧秤的读数实验结论: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。例练:力 F145 N,方向水平向右,力 F260 N,方向竖直向上求这两个力合力的大小和方向 (作图法和平行四边形定则两种方法求解;不会的可以参考教材)如果改变两个力之间的夹角,将两个力之间的夹角改为 60和 120,则合力分别是多大? 学生作图求解2、 两个力的合力范围?3、前面学习的都是两个力的合成,如果是三个力或者三个以上的力的合成,应该怎样进行处理?【达标检测】
3、(A 级)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的大小都大,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(A 级)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( )A5N B4N C2N D9N (B 级)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( )A20N B40N C80N D160N(B 级)3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
4、20N,则这两个共点力的大小分别是( )A110N,90N B200N,160NC100N,80N D90N,70N学习反思:【达标检测】问题:1)平行四边形法则的灵活运用习题回顾:两个共点力同向时合力为 a,反向时合力为 b,当两个力垂直时,合力大小为( )A. B. C. D.2ba2b2a练习:物体同时受到同一平面内的三个力作用,下列几组力中,它们的合力不可能为零的是( )A5N 、 7N 、 8 N B2N 、 3N 、 5N C1N 、 5N 、 10 N D1N 、 10N 、 10N2)前面学习的都是两个力的合成,如果是三个力或者三个以上的力的合成,应该怎样进行处理?合力大小的结
5、果会是怎么?(多变形法则)练习题:如图所示有五个力作用于一点 P,构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线,设 F3=10N,则这五个力的合力大小为( )A10(2 )N B20N C30N D0课堂后练习作业1、一个重为 20 N 的物体置于光滑的水平面上,当用一个 F5 N 的力竖直向上拉该物体时,如图所示,物体受到的合力为( )A.15 N B.25 N C.20 N D.02如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即 F1、 F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,其中 F110 N, F22 N。现撤去 F1保留 F2。则木块在水平方向受到的合力为( )A10 N,方向向左
6、 B6N,方向向右C2 N,方向向左 D零3两个共点力 F1和 F2的大小不变,它们的合力 F 跟两力 F1、F 2之间的夹角 的关系如图所示,则合力 F 大小的变化范围是 ( )A01 N B1 N 3 NC1 N5 N 1N7 N4两个大小相等的共点力 F1、F 2,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? 5.在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力 F 与两个分力的夹角 的关系图。求:(1)两个分力大小各是多少?(2)此合力的变化范围是多少?5.2 力的分解【学习目标】1知道分力和力的分解的概念F1FFQF1 F2左 右2O /
7、rad310NF1 F2F22掌握寻找分力和数学计算某一分力大小的方法3体会数学在物理学习中的工具作用【学习重点】掌握寻找分力和数学计算某一分力大小的方法【学习过程】任务一、分力与力的分解1)观察教师的演示实验2)给出两次悬挂硬纸板的力的示意图。2、两根绳子与一根绳子悬挂物体的效果有何关系?3、总结分力与力的分解。任务二、寻找分力大小的方法:1) 的和力为 ,又 与 在同一条直线上,试确定 为下2F、 N13合 21F、 合 1F列各值时 的大小和方向。规律1:其中 与 方向相同时,求解另外一个分力只需要直接 即可1F合得出另一个分力2)规律 2:互成角度的力的分解用平行四边形法找未知分力。而
8、且有多组解。3)正交分解法:阅读教材 P85,对下题中的 向 x、y 轴进行正交分解。F正交分解法特点:将解一般的三角形转化为解直角三角形,从而降低计算难度。课堂练习:有一质量为 m 的木块静止在图中的斜面上, 1)试画出木块所受力的示意图。2)并根据木块的受力的示意图建立合适的正交分解坐标系。3)试对重力进行分解。学习反思:分力: 力的分解: 寻找分力的方法: N13合N51F01F51【达标检测】(A 级)1将一个 8N 的力分解成两个分力,下列各组值不可能的有A. 1N 和 10N B. 10N 和 10N C. 10N 和 5N D. 20N 和 20N(B 级)2关于力的分解,下列说
9、法中不正确的是 ( ) A一个力可以分解成两个比它大的分力B一个力可分解成两个大小跟它相等的力C如果一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯一的D.如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了(B 级)3放在斜面上的物体,所受重力 G 可以分解使物体沿斜面向下滑的分力G1 和使物体压紧斜面的分力 G2,当斜面倾角增大时( )A. G1 和 G2 都增大 B. G1 和 G2 都减小 C. G1 增大,G2 减小 D. G1 减小,G2 增大(A 级)4、下列说法中正确的是( )A.一个 2 N 的力可分解为 7 N 和 4 N 的两个分力 B.
10、一个 2 N 的力可分解为 9 N 和 9 N 的两个分力C.一个 6 N 的力可分解为 4 N 和 3 N 的两个分力D.一个 8 N 的力可分解为 4 N 和 3 N 的两个分力(B 级)5、重力 G 的光滑球被竖直挡板挡住,静止在倾角为 的斜面上,如图所示,如何分解重力 G(重力 G 产生两个效果)?档板和斜面分别对小球的作用力的大小分别是多少?(C 级)6用两根轻质的绳子 AB 和 BC 吊一个 0.5kg 的灯,如果 BC 绳处于平,AB 绳与水平夹角为 60,求绳 AB 和 BC 所受的拉力。 (g9.8N/kg)(C 级)7、举重运动中保持杠铃的平衡十分重要如图所示,若运动员举起
11、 l 800 N 的杠铃后双臂保持 106角,处于平衡状态,此时运动员两手受力各为多大?(sin530.8,cos53 0.6)【学习反思】力的分解多解情况讨论: 学会用正交分解法求解分力的大小: 会利用正交分解法求解合力大小和确定方向: 5.2.2 分力的计算利用正交分解法求解合力【学习目标】1掌握力的分解出现的多解情况2学会用正交分解法求解分力的大小3会利用正交分解法求解合力大小和确定方向【学习重点】正交分解法求解合力与分力【学习过程】任务一、讨论力的分解的多解性任务二、学会用正交分解法求解分力的大小任务三、会利用正交分解法求解合力大小和确定方向【课堂练习】【学习反思】力的分解多解情况讨论
12、: 学会用正交分解法求解分力的大小: 会利用正交分解法求解合力大小和确定方向: 5.3 物体的受力分析专题【学习目标】1、明确受力分析的意义2、掌握物体受力分析的一般方法3、体会用平行四边形定则和三角形定则进行矢量运算【学习重点】1、正确画出物体受力图;2、能运用数学知识进行相关力的计算【学习过程】受力分析的步骤:(认真阅读,体会)1、确定研究对象 :分析的是研究对象的受力情况。所以分析出的各力的受力物体必须是研究对象受到的力。画受力图时,可以用一个点表示物体。 物体受到的各力一般画到同一点。 2、受力分析的顺序(只分析性质力,不分析效果力)按先找已知力,再找重力,再找接触力(弹力,摩擦力)
13、(以上三种力要根据力产生的原因、条件、特点进行分析) 3、画出研究对象所受各力的示意图注意事项()只画受力不画施力。()合力与分力不能同时出现。()不仅要按照一定的顺序,同时能够找到每一个力的施力物体任务一、力的分类(按性质分 ):1重力重力的大小:G=_。 重力的方向:_ 。2弹力产生条件:a、物体相互接触;b、物体间相互_。方向:和施力物体形变方向_或和受力物体形变的外力方向_。压力和支持力的方向:_接触面指向被_或被_的物体;绳子拉力的方向:_指向绳的收缩方向。3摩擦力产生条件: 、 、 。摩擦力分为_ _和_两种。滑动摩擦力的方向与 相反,大小 f =_; 称为_。静摩擦力的方向与 相
14、反;大小由二力平衡确定。任务二、实例分析1、在水平面上物体受力情况做一做:1、试画出 A 的受力示意图2、三物块均静止。求:A,B,C 所受摩擦力的大小和方向。例题 1如图所示,重 50N 的物体在与水平方向成 370 角的拉力作用下在水平地面上保持静止,F=30N 。试求物体所受的支持力和摩擦力。 (cos37 0=0.8,sin370=0.6)370FA B(A 静止)ABC(A、B 一起匀速向右运动)ABCO30做一做:3 如图所示,某装卸工人推着质量为 m 的木箱在水平地面上匀速运动,已知木箱与地面间的动摩擦因数为 ,该工人推力与水平面间夹角为 ,求工人推力的大小。 (重力加速度取 g
15、)2、在斜面上的物体受力情况做一做:4、试画出 A 的受力示意图例题 2、如图所示,放在长木板上的木块质量为 m,当木板与水平方向夹角为 时,木块静止在长木板上。 (1)求此时木块所受的弹力和摩擦力各多大?(2)当把木块的倾角增大到 ()时,木块刚好沿长木板匀速下滑,求木块和木板之间的动摩擦因数为多大?做一做:5、在倾角 30的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个重为 G20N 的光滑圆球,如图所示试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力3、 悬点受力分析例 3. 如图所示,电灯的重力 G10N,AO 绳与顶板间夹角为 45,BO 绳水平,对 O 点受力分析并求各力大小?做一做,给
16、出杆子对小球的弹力大小合方向。【学习反思】力的分解多解情况讨论: 学会用正交分解法求解分力的大小: 会利用正交分解法求解合力大小和确定方向: 5.4 平衡的应用【学习目标】1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念,能推导出共点力作用下物体的平衡条件。 2、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。【学习重点】共点力作用下物体的平衡条件及应用【学习过程】任务一、课前预习1、平衡状态: 2、共点力作用下物体的平衡条件:3、物体平衡的两种基本模型:单、双方向的二力平衡4、研究物体平衡的基本思路和基本方法 (1)转化为二力平衡模型合成法三力平衡条件:任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。据平行四边形
17、定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力,从而把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为合成法。(2)转化为四力平衡模型分解法物体受三个共点力平衡时,也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法),从而把三力平衡转化为四力平衡模型。这种方法称为分解法。任务二、典型例题例 1、如图所示,在倾角为 的斜面上,放一重力为 G 的光滑小球,球被竖直挡板挡住不下滑,求:球对斜面和挡板的弹力大小。拓展:重 G 的光滑小球静止在固定 斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该 过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小 F1、F 2 各如何变化? 例 2、城市中的路灯,无轨电车的供电线路等,经常用三解
18、形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆 OB 可绕通过 B 点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量为 G,角 AOB 等于 ,钢索 OA 对 O 点的拉力和杆 OB 对 O 点的支持力各是多大? 1、节点 O 的受到几个力的作用?2、同学们把具体的解答过程写出来【学习反思】力的分解多解情况讨论: 学会用正交分解法求解分力的大小: 会利用正交分解法求解合力大小和确定方向: 【达标检测】1若一个物体处于平衡状态,则此物体一定是( )A静止 B匀速直线运动 C速度为零 D各共点力的合力为零2大小不同的三个力同时作用在一个小球上,以下各组中可使小球平衡的是( )A
19、2 N,3 N,6 N B1 N,4 N,6 NC35 N,15 N,25 N D5 N ,15 N,25 N3如图在水平力 F 的作用下,重为 G 的物体沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙之间的动摩擦因数为 ,物体所受摩擦力大小为A f B (F )C (F ) D 4如图所示,一个重为 G 的木箱放在水平地面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为 ,用一个与水平方向成 角的推力 F 推动木箱沿地面做匀速直线运动,则推力的水平分力等于AFcos B /(cos sin )C /(1 tan ) D DFsin 5、如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳 OA,使连接点 A 向上移,但保持 O 点位置不变,
20、则 A 点向上移时,绳 OA 的拉力( )A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 6、质量为 5.5Kg 的物体,受到斜向右上方与水平方向成 370 角的拉力 F=25N 作用,在水平地面上匀速运动,求物体与地面间的动摩擦因数(g=10m/s2)。7、如图所示,质量为 m 的木块放在质量为 M、倾角为 的斜面体上,斜面体放在粗糙的水平地面上,用沿斜面向上的拉力 F 拉木块,使木块与斜面体都保持静止,求地面对斜面体的摩擦力和支持力。 8、如图所示,长为 5m 的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为 4m 的两杆的顶端 A、B ,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为 12N 的物体,平衡时,问: 绳中的张力 T 为多少?A 点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角,绳中张力如何变化?【学习反思】力的分解多解情况讨论: 学会用正交分解法求解分力的大小: 会利用正交分解法求解合力大小和确定方向: