1、三元整合导学模式物理学科导学稿（教师版）班级 组别 姓名 座号 主稿人：刘瑞基 协编人：黄日彪 定稿日期：2013/8/18【课题】2.2 力的合成和分解 受力分析、共点力平衡【学习目标】1.掌握力的合成与分解的基本方法，学会进行力的合成与分解.2.能对物体进行正确的受力分析，掌握共点力作用下物体的平衡的处理方法.知识梳理【学习重难点】重点：对物体进行正确的受力分析 平行四边形定则难点：会运用各种方法对共点力平衡进行分析 各种力的合成与分解的方法【课时】6 个课时【学习过程】一、 知识回顾1. 重力的大小： 2. 产生弹力的条件以及弹力的方向： 3. 静摩擦力和滑动摩擦力： 二、 夯实基础1.
2、 利用八分钟的时间阅读步步高第 24 页完成基础知识题组练习2. 再利用五分钟完成步步高第 24 页的考点梳理三、核心考点突破（一）合力的范围及共点力合成的方法1合力范围的确定(1)两个共点力的合成，|F 1F 2|F 合 F 1F 2，即两个力大小不变时，其合力随两力夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小，为|F 1F 2|，当两力同向时，合力最大，为 F1F 2.(2)三个共点力的合成：当三个共点力共线同向时，合力最大为 F1F 2F 3任取两个力，求出合力范围，如第三个力在这个范围内，则三力合成的最小值为零；如不在范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的数值之和的绝对值
3、2共点力的合成方法(1)合成法则：平行四边形定则或三角形定则(2)求出以下三种特殊情况下二力的合力：相互垂直的两个力合成，合力大小为 F .F21 F2夹角为 、大小相等的两个力合成，其平行四边形为菱形，对角线相互垂直，合力大小为 F2F 1cos2夹角为 120、大小相等的两个力合成，合力大小与分力相等，方向沿二力夹角的平分线（完成步步高第 25 页例 1 和突破训练 1、2）针对训练 1 (2009江苏2)如图 5 所示，用一根长 1 m 的轻质细绳将一幅质量为 1 kg 的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为 10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g 取 10 m
4、/s2)( A )A. m B. m C. m D. m32 22 12 34(二)力的分解的方法1按力的效果分解(1)找出重力 G 的两个作用效果，并求它的两个分力如图 1 所示F1Gsin ，F 2Gcos (用 G 和 表示)（2）阅读步步高第 25 页考点二并熟记规律编号 072按问题的需要进行分解（步步高第 26 页） 图 13.完成步步高第 26 页例 2针对训练 2（广东理科基础高考6）如图 2 所示，质量为 m 的物体悬挂在轻质支架上，斜梁 OB 与竖直方向的夹角为 .设水平横梁 OA 和斜梁 OB 作用于 O 点的弹力分别为 F1 和 F2，以下结果正确的是( D )AF 1
5、 mgsin BF 1mgsin CF 2 mgcos DF 2mgcos (三)正交分解法阅读步步高第 26 页考点三完成例 3 图 2针对训练 3(2010江苏3) 如图 3 所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m 的照相机三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成 30角，则每根支架中承受的压力大小为( D )A. mg B. mg13 23C. mg D. mg 图 336 239思维提升1合力与分力是一种“等效替换”关系，一个物体不能同时受分力与合力的作用，也就是说，合力与分力不能同时作用在同一个物体上2在力的合成问题中常遇见的题目有以下几种：在合成图中有直角，可以利用直角三角
6、形的知识求解若两个力相等，且两个力合成的平行四边形是菱形，可以利用菱形的对角线垂直平分的知识求解若两个力相等，且两个力的夹角为 120，可由几何知识知合力等于其中一个分力大小3正交分解法不仅可以应用于力的分解，也可应用于其他任何矢量的分解，我们选取坐标系时，可以是任意的，不过选择合适的坐标系可以使问题简化，通常坐标系的先取有两个原则：(1)使尽量多的矢量落在坐标轴上，(2)尽量使未知量落在坐标轴上(四) 受力分析1.利用八分钟的时间阅读步步高第 28 页完成基础知识题组练习和考点梳理2受力分析的方法(1)整体法和隔离法整体法 隔离法概念 将加速度相同的几个物体作为一个整 体来分析的方法 将单个
7、物体作为研究对象与周围物体 分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力注意问题受力分析时不要再考虑系统内部物体间的相互作用整体法和隔离法有时交叉使用，根据牛顿第三定律可从整体 隔离过渡一般隔离受力较少的物体(2)假设法在受力分析时，若不能确定某未知力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在（3）完成步步高第 29 页例 1 和突破训练 1 （五）共点力作用下的平衡问题平衡类问题不仅仅涉及力学内容，在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡，通电导体棒在磁
8、场中的平衡共点力的平衡问题是高考热点单独出题多以选择题形式出现，也可包含在综合计算题中1求解平衡问题的基本思路(1)明确平衡状态(加速度为零 )；(2)巧选研究对象(整体法和隔离法 )；(3)受力分析(规范画出受力示意图)；(4)建立平衡方程(灵活运用力的合成法、矢量三角形法、正交分解法及数学解析法)；(5)求解或讨论(解的结果及物理意义 )2处理共点力平衡问题常用的方法(1)三角形法物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必与第三个力等大反向可利用力的平行四边形定则，画出矢量三角形，然后利用三角函数、勾股定理、相似三角形等数学知识求解直角三角形。如果共点的三个力平衡，且三个力构成直角三
9、角形，则可根据三角形的边角关系，利用三角函数或勾股定理求解（3）完成步步高第 29 页例 2 和突破训练 2（4）用图解法进行动态平衡的分析（阅读步步高第 29 页完成例 3）（5）详细阅读步步高第 30 页完成高考模拟题组高考链接(2010广东理综13)图 4 为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B 点等高，O 为结点，轻绳 AO、BO长度相等，拉力分别为 FA、 FB，灯笼受到的重力为 G.下列表述正确的是( B )AF A 一定小于 GBF A 与 FB 大小相等CF A 与 FB 是一对平衡力DF A 与 FB 大小之和等于 G 图 4思维提升1注意区分速度为零与受力平衡，物体处于平衡状态
10、时，加速度为零，速度可以为零，可以不为零；反之，物体速度为零，若加速度不为零，也不平衡2平衡条件的推论：(1)二力平衡时，两力必大小相等，方向相反(2)三力平衡时，三力必共面，且任两力的合力与第三个力大小相等、方向相反(3)多力平衡时，任何一个力与其余力的合力大小相等、方向相反3整体法与隔离法是进行受力分析的常用方法对于不能直接确定的力，经常用假设法附：按时完成步步高-练出高分第 259 页至第 262 页的习题（课后作业 1）一、概念规律题组（双项）1关于合力的下列说法，正确的是( )A几个力的合力就是这几个力的代数和 B几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C几个力的合力可能小于这几个
11、力中最小的力 D几个力的合力一定大于这几个力中最大的力（双项）2关于两个分力 F1、F 2 及它们的合力 F 的说法，下述不正确的是 ( )A合力 F 一定与 F1、F 2 共同作用产生的效果相同 B两力 F1、F 2 不一定是同种性质的力C两力 F1、F 2 一定是同一个物体受的力 D两力 F1、F 2 与 F 是物体同时受到的三个力（双项）3如图 5 所示，物体放在光滑斜面上，所受重力为 G，斜面支持力为 FN，设使物体沿斜面下滑的力是 F1，则下列说法中错误的是( )AG 是可以分解为 F1 和对斜面的压力 F2BF 1 是 G 沿斜面向下的分力CF 1 是 FN 和 G 的合力D物体受
12、到 G、F N 的作用 图 54图 6 是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，关于该过程中撑竿对涂料滚的推力 F1，涂料滚对墙壁的压力 F2，以下说法中正确的是( )AF 1 增大， F2 减小 BF 1 减小， F2 增大CF 1、 F2 均增大 DF 1、 F2 均减小图 6二、思想方法题组5水平横梁一端 A 插在墙壁内，另一端装有一小滑轮 B.一轻绳的一端 C 固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为 m 10 kg 的重
13、物，CBA30，如图 7 所示，则滑轮受到绳子的作用力为(g 取 10 N/kg)( )A50 N B50 N C100 N D100 N 图 73 36受斜向上的恒定拉力作用，物体在粗糙水平面上做匀速直线运动，则下列说法正确的是( )A拉力在竖直方向的分量一定大于重力 B拉力在竖直方向的分量一定等于重力C拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力 D拉力在水平方向的分量一定等于摩擦易错点评1合力可以大于分力，也可以小于分力2对于杆所施加的力，要注意区分活动杆和固定杆，活动杆施加的力一定沿杆；固定杆施加的力可以不沿杆3对于绳所提供的力，要注意区分有无结点有结点时，结点两侧绳提供的力一般不等；无结点时，
14、绳提供的力大小一定相等4若物体受三个力，其中一个力大小、方向一定，另一个力方向一定，第三个力大小、方向变化时，一般用图解法分析三力的变化用此法时关键是要正确画出变化中的矢量三角形（课后作业 2）一、概念规律题组（双项）1在同一平面内有三个互成角度的共点力，F 15 N，F 28 N，F 36 N，它们恰好平衡，那么其中( )AF 1 和 F2 的合力最大 BF 1 和 F3 的合力最小CF 1 和 F2 的合力最小 DF 1 和 F3 的合力最大2下列几组共点力分别作用于同一物体上，有可能使物体做匀速直线运动的是( )A1 N、5 N、3 N B3 N、4 N、8 NC4 N、10 N、5 N
15、 D4 N、12 N 、8 N3关于物体的平衡状态，下列说法不正确的是( )A做匀速直线运动的物体一定处于平衡状态B若物体的速度为零，则物体处于平衡状态C若物体的加速度为零，则物体处于平衡状态D若物体所受合力为零，则一定处于平衡状态4如图 8 所示，一木箱放在水平面上，在一斜向下方的推力 F 作用下仍静止不动，那么力 F 与木箱所受摩擦力的合力的方向不正确的( )A竖直向上B竖直向下C水平向左D水平向右 图 8二、思想方法题组5如图 9 所示，一个质量为 m，顶角为 的直角劈和一个质量为 M 的长方形木块，夹在两竖直墙之间，不计摩擦，则 M 对左墙压力的大小为( )AMgtan BMgmgta
16、n Cmgcot Dmgsin 图 96质量均为 m 的 a、b 两木块叠放在水平面上，如图 10 所示，a 受到斜向上与水平面成 角的力 F 作用，b 受到斜向下与水平面成 角等大的力 F 作用，两力在同一竖直平面内， 此时两木块保持静止，则( )Ab 对 a 的支持力一定等于 mgB水平面对 b 的支持力可能大于 2mgCa、 b 之间一定存在静摩擦力Db 与水平面之间可能存在静摩擦力 图 10易错点评1进行受力分析时，一般是分析性质力，而不分析效果力；此外，分力与合力也不能同时进行分析这样做可防止多力或漏力2对于三力平衡问题，一般是根据推论利用合成法或分解法求解3对于多力平衡问题，一般用
17、正交分解法，用此法时，坐标轴不一定水平与竖直，应根据具体情况灵活选取4若不涉及物体间内部相互作用，一般用整体法，即以整体为对象；反之，若研究物体间内部的相互作用，则要用隔离法，选对象的原则是受力较少的隔离体【课后作业 1】1CD 力是矢量，力的合力不能简单的代数加减，故 A 是错误的，合力可以大于分力，可以等于分力，也可以小于分力，故 B 是错误的， C、D 正确2AC 只有同一个物体的受力才能合成，分力作用在不同物体上的力不能合成合力是对原来几个力的等效替代，可以是不同性质的力，但不能同时存在，故正确答案为 A、C.3BC 重力 G 可分解为使物体沿斜面下滑的力 F1 和垂直于斜面使物体紧压
18、斜面的力 F2，选项 B 正确，A 错误F 2 是重力的一个分力，不是(物体) 对斜面的压力(该压力的本质是弹力，受力物体是斜面，完全不是一回事)因 F1 和 F2 是 G 的两个分力， F1、F 2 与 G 是等效替代关系，不同时出现，不重复考虑，选项 D 错物体放在光滑斜面上只受到重力 G 和支持力 FN 两个力的作用因为在垂直于斜面方向上，F 2 与 FN 平衡，故 F1 可以说是 FN 和 G 的合力(可以依据平行四边形定则作出 )，选项 C 正确4D 对涂料滚进行受力分析，受到重力、竿对滚的推力、墙壁对滚的支持力三个力，其缓慢向上滚的过程中三力平衡，竿对滚的推力方向与竖直方向的夹角变
19、小，根据物体的平衡条件可知，推力竖直向上的分力大小等于涂料滚的重力，涂料滚的重力不变，随推力方向与竖直方向夹角变小，推力也逐渐变小，进而其水平方向上的分力也变小，即涂料滚对墙壁的压力也变小，所以选项 D 正确5C 本题考查二力平衡条件及两个等大的力互成 120 的合力求法以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的张力是 Fmg100 N，故小滑轮受到绳的作用力沿 BC、BD 方向，大小都是 100 N.从右图中看出，CBD120，CBF DBF，得CBF60，即CBF 是等边三角形，故 F100 N6D 物体受力如右图，因为物体匀速直线运动，故所受合外力为零，各方向合外力为零则：Fcos F f，即 Ff0，F fF N，即 FN0，F Nmg Fsin ，所以 mgFsin ，故只有 D 项符合题意（课后作业 2）1BD2D 三力满足|F 1F 2|F3|F1F 2|合力就可能为零，即做匀速直线运动 3B 4.B 5 C 6C
