2020屆高考物理一輪 專題05 力的合成與分解學(xué)案 新課標(biāo)

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1、2020屆高三新課標(biāo)物理一輪原創(chuàng)精品學(xué)案 專題05 力的合成與分解 課時安排：2課時 教學(xué)目標(biāo)：1．理解合力、分力的概念，掌握矢量合成的平行四邊形定則。 2．能夠運(yùn)用平行四邊形定則或力三角形定則解決力的合成與分解問題。 3．進(jìn)一步熟悉受力分析的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生處理力學(xué)問題的基本技能。 本講重點(diǎn)：1．力的合成與分解 2．力的平行四邊形定則 本講難點(diǎn)：運(yùn)用平行四邊形定則或力三角形定則解決力的合成與分解問題。 考點(diǎn)點(diǎn)撥：1．平行四邊形定則的基本應(yīng)用 2．力的合成分解中常用的方法 3．用圖解法分析力的動態(tài)變化及最值問題 4．用正交分解法求解力的合成與分解問題 第一課時 3

2、．力的分解：求一個力的分力叫力的分解。 （1）力的分解遵循平行四邊形法則，力的分解相當(dāng)于已知對角線求鄰邊。 （2）兩個力的合力惟一確定，一個力的兩個分力在無附加條件時，從理論上講可分解為無數(shù)組分力，但在具體問題中，應(yīng)根據(jù)力實際產(chǎn)生的效果來分解。 （3）幾種有條件的力的分解 ①已知兩個分力的方向，求兩個分力的大小時，有唯一解。 ②已知一個分力的大小和方向，求另一個分力的大小和方向時，有唯一解。 ③已知兩個分力的大小，求兩個分力的方向時，其分解不惟一。 ④已知一個分力的大小和另一個分力的方向，求這個分力的方向和另一個分力的大小時，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。 4．力的合成與分

3、解體現(xiàn)了用等效的方法研究物理問題。 合成與分解是為了研究問題的方便而引入的一種方法。用合力來代替幾個力時必須把合力與各分力脫鉤，即考慮合力則不能考慮分力，同理在力的分解時只考慮分力而不能同時考慮合力。 ☆考點(diǎn)精煉 1．物體受到互相垂直的兩個力F1、F2的作用，若兩力大小分別為5N、5N，求這兩個力的合力． 2．關(guān)于分力和合力，以下說法不正確的是 （ ） A．合力的大小，小于任何一個分力是可能的 B．如果一個力的作用效果其它幾個力的效果相同，則這個力就是其它幾個力的合力 C．合力的大小一定大于任何一個分力 D．合力可能是幾個力的代數(shù)和 （二）力的合成分解中常用的數(shù)學(xué)方

4、法 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 在力的合成分解中利用平行四邊形定則求解是基本方法，也要根據(jù)實際情況采用不同的分析方法： （1）若出現(xiàn)直角三角形，常用三角函數(shù)表示合力與分力的關(guān)系。 （2）若給定條件中有長度條件，常用力組成的三角形（矢量三角形）與長度組成的三角形（幾何三角形）的相似比求解。 【例3】如圖所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一個小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球，小球置于半球面上的A點(diǎn)，另一端繞過定滑輪，如圖所示。今緩慢拉繩使小球從A點(diǎn)滑向半球頂點(diǎn)（未到頂點(diǎn)），則此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮及細(xì)繩的拉力T大小的變化情況是 （ ） A.N變大，T變大

5、 B.N變小，T變大 C.N不變，T變小 D.N變大，T變小 第二課時 （三）用圖解法分析力的動態(tài)變化及最值問題 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 用力的矢量三角形定則分析力最小值的規(guī)律： ①當(dāng)已知合力F的大小、方向及一個分力F1的方向時，另一個分力F2取最小值的條件是兩分力垂直。如圖所示，F(xiàn)2的最小值為：F2min=F sinα ②當(dāng)已知合力F的方向及一個分力F1的大小、方向時，另一個分力F2取最小值的條件是：所求分力F2與合力F垂直，如圖所示，F(xiàn)2的最小值為：F2min=F1sinα ③當(dāng)已知合力F的大小及一個分力F1的大小時，另一個

6、分力F2取最小值的條件是：已知大小的分力F1與合力F同方向，F(xiàn)2的最小值為｜F－F1｜ 【例3】重為G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。如圖所示。若擋板逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對小球的彈力的大小F1、F2各如何變化？ 解析：對小球受力分析，如圖。由于擋板是緩慢轉(zhuǎn)動的，可以認(rèn)為每個時刻小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此所受合力為零。應(yīng)用三角形定則，G、F1、F2三個矢量應(yīng)組成封閉三角形，其中G的大小、方向始終保持不變；F1的方向不變；F2的起點(diǎn)在G的終點(diǎn)處，而終點(diǎn)必須在F1所在的直線上，由圖可知，擋板逆時針轉(zhuǎn)動90°的過程中，F(xiàn)2矢量也逆時針轉(zhuǎn)動90°，因此F1

7、逐漸變小，F(xiàn)2先變小后變大。（當(dāng)F2⊥F1，即擋板與斜面垂直時，F(xiàn)2最小） G F2 F1 F1 F2 G 答案：F1逐漸變小，F(xiàn)2先變小后變大。 （四）用正交分解法求解力的合成與分解問題 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 【例5】質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動．已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動摩擦力為下列各值的哪個? A．μmg Ｂ．μ（mg+Fsinθ） Ｃ．μ（mg－Fsinθ） Ｄ．Fcosθ 解析：木塊勻速運(yùn)

8、動時受到四個力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Fμ．沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解如圖(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運(yùn)動，所以，在x軸上，向左的力等于向右的力（水平方向二力平衡）；在y軸上向上的力等于向下的力（豎直方向二力平衡）．即 Fcosθ＝Fμ ① FN＝mg+Fsinθ ② 又由于Fμ＝μFN ③ ∴Fμ＝μ（mg+Fsinθ） 故Ｂ、Ｄ答案是正確的． ☆考點(diǎn)精煉 6．如圖所示，將一條輕而柔軟的細(xì)繩一端固定在天

9、花板上的A點(diǎn)，另一端固定在豎直墻上的B點(diǎn)，A和B到O點(diǎn)的距離相等，繩長為OA的兩倍?；喌拇笮∨c質(zhì)量均可忽略，滑輪下懸掛一質(zhì)量為m的重物。設(shè)摩擦力可忽略，求平衡時繩所受的拉力為多大？ 3．解析 在緩慢向右拉動的過程中，OB段繩承受的拉力等于物重G＝50N，不會斷裂；當(dāng)OA段繩與豎直方向的夾角增大到θ時，承受的拉力達(dá)到最大Fm＝100N時斷裂。斷裂前有F與Fm的合力大小等于G，如右圖。則 A O B F Fm θ Fmcosθ＝G 解得：cosθ＝0.5，θ＝60o 此時水平拉力F的大小為 F＝Fmsinθ＝Gtanθ＝N。 三、考點(diǎn)落實訓(xùn)練 8．如圖所示．質(zhì)量為m的球放在傾角為α的光滑斜面上，試分析擋板AO與斜面間的傾角β為多大時，AO所受壓力最??？