2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章 力與物體的平衡 第06講 共點(diǎn)力的合成與分解學(xué)案.doc
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第06講 共點(diǎn)力的合成與分解 李仕才 ★重難點(diǎn)一、力的合成問(wèn)題★ 一、 力的合成問(wèn)題 1.共點(diǎn)力合成的常用方法 (1)作圖法:從力的作用點(diǎn)起,按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力F1和F2的圖示,再以F1和F2的圖示為鄰邊作平行四邊形,畫(huà)出過(guò)作用點(diǎn)的對(duì)角線,量出對(duì)角線的長(zhǎng)度, 計(jì)算出合力的大小,量出對(duì)角線與某一力的夾角確定合力的方向(如圖所示)。 (2)計(jì)算法:幾種特殊情況的共點(diǎn)力的合成。 類(lèi) 型 作 圖 合力的計(jì)算 ①互相垂直 F= tan θ= ②兩力等大,夾角為θ F=2F1cos F與F1夾角為 ③兩力等大且?jiàn)A角120 合力與分力等大 2.合力的大小范圍 (1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成 |F1-F2|≤F合≤F1+F2 即兩個(gè)力大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減小,當(dāng)兩力反向時(shí),合力最小,為|F1-F2|,當(dāng)兩力同向時(shí),合力最大,為F1+F2。 (2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成 ①三個(gè)力共線且同向時(shí),其合力最大,為F1+F2+F3。 ②任取兩個(gè)力,求出其合力的范圍,如果第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi),則三個(gè)力的合力最小值為零;如果第三個(gè)力不在這個(gè)范圍內(nèi),則合力最小值等于最大的力減去另外兩個(gè)力。 ★重難點(diǎn)二、力的分解問(wèn)題★ 一、 力的分解的兩種方法 1.按作用效果分解力的一般思路 2.正交分解法 (1)定義:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。 (2)建立坐標(biāo)軸的原則:一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn),在靜力學(xué)中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上);在動(dòng)力學(xué)中,習(xí)慣以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系。 (3)方法:物體受到多個(gè)力作用F1、F2、F3…求合力F時(shí),可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解。 x軸上的合力: Fx=Fx1+Fx2+Fx3+… y軸上的合力: Fy=Fy1+Fy2+Fy3+… 合力大?。? 合力方向:與x軸夾角設(shè)為θ,則tan θ=。 【特別提醒】 (1)在實(shí)際問(wèn)題中進(jìn)行力的分解時(shí),有實(shí)際意義的分解方法是按力的實(shí)際效果進(jìn)行分解。 (2)力的正交分解是在物體受三個(gè)或三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用下求合力的一種方法,分解的目的是為了更方便地求合力,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。 (3)應(yīng)用正交分解法解題時(shí),建立坐標(biāo)系的原則。合力方向在一個(gè)坐標(biāo)軸上,另一個(gè)坐標(biāo)軸的方向合力為零。 ★重難點(diǎn)三、繩上的“死結(jié)”和“活結(jié)”模型★ 繩上的“死結(jié)”和“活結(jié)”模型 1.“死結(jié)”模型的4個(gè)特點(diǎn) (1)“死結(jié)”可理解為把繩子分成兩段; (2)“死結(jié)”是不可以沿繩子移動(dòng)的結(jié); (3)“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)住而變成了兩根獨(dú)立的繩; (4)“死結(jié)”分開(kāi)的兩段繩子上的彈力不一定相等。 2.“活結(jié)”模型的4個(gè)特點(diǎn) (1)“活結(jié)”可理解為把繩子分成兩段; (2)“活結(jié)”是可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn); (3)“活結(jié)”一般是由繩跨過(guò)滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩子雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩; (4)“活結(jié)”分開(kāi)的兩段繩子上彈力的大小一定相等,兩段繩子合力的方向一定沿這兩段繩子夾角的平分線。 【特別提醒】 (1)“死結(jié)”模型中的桿與墻的連結(jié)一般為鏈鉸,因而桿上的力沿桿、繩上的力沿繩。 (2)“活結(jié)”模型中的桿一般固定住,故桿對(duì)滑輪的力不一定沿桿,與繩對(duì)滑輪的力平衡。 過(guò)關(guān)檢測(cè) 一、選擇題(本大題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中. 1~6題只有一項(xiàng)符合題目要求;7~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。) 1.如圖,在粗糙水平面上放置A、B、C三個(gè)物塊,物塊之間由兩根完全相同的輕彈簧相連接,兩彈簧的伸長(zhǎng)量相同,且它們之間的夾角∠ABC=120,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).已知A物塊所受的摩擦力大小為f,則B物塊所受的摩擦力大小為( ) A. 32f B. f C. 3f D. 2f 2.同一平面內(nèi)的三個(gè)力,大小分別為4 N、6 N、7 N,若三力同時(shí)作用于某一物體,則該物體所受三力合力的最大值和最小值分別為( ) A. 17 N、3 N B. 17 N、0 C. 9 N、0 D. 5 N、3 N 3.一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體放置在光滑水平桌面上,受到三個(gè)沿水平方向共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用,且這三個(gè)力的大小和方向構(gòu)成如圖所示的三角形,已知F2=0.5N,則下列說(shuō)法正確的是 A. 這個(gè)物體共受到四個(gè)力的作用 B. 這個(gè)物體的合力大小為0 C. 這個(gè)物體的加速度大小為1m/s2 D. 這個(gè)物體的加速度方向與F2相同 4.如圖,重為G的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行體操比賽時(shí),有兩手臂對(duì)稱支撐、豎直倒立靜止的比賽動(dòng)作,設(shè)兩臂夾角為θ,則 A. 當(dāng)θ不同時(shí),運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同 B. 當(dāng)θ不同時(shí),運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等 C. 當(dāng)θ=60時(shí),運(yùn)動(dòng)員單手所受地面的支持力大小為G2 D. 當(dāng)θ=120時(shí),運(yùn)動(dòng)員單手所受地面的支持力大小為G 5.質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)僅受兩個(gè)力作用,兩個(gè)力的大小分別為3N和5N。則該質(zhì)點(diǎn)的加速度的值可能為( ) A. 0.5m/s2 B. 0.75m/s2 C. 3.5m/s2 D. 4.5 m/s2 6.長(zhǎng)時(shí)間低頭玩手機(jī)對(duì)人的身體健康有很大危害.當(dāng)?shù)皖^玩手機(jī)時(shí),頸椎受到的壓力會(huì)比直立時(shí)大.現(xiàn)將人體頭頸部簡(jiǎn)化為如圖所示的模型:頭部的重力為G,P點(diǎn)為頭部的重心,PO為提供支持力的頸椎(視為輕桿)可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),PQ為提供拉力的肌肉(視為輕繩).當(dāng)某人低頭時(shí),與豎直方向的夾角分別為,此時(shí)頸椎受到的壓力約為( ) A. 2G B. 3G C. 2G D. G 7.明朝謝肇淛的《五雜組》中記載:“明姑蘇虎丘寺廟傾側(cè),議欲正之,非萬(wàn)緡不可。一游僧見(jiàn)之,曰:無(wú)煩也,我能正之?!庇紊刻鞂⒛拘◤乃韮A斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去,經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形,木楔的頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如圖所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力N,則: A. 若F一定,θ大時(shí)N大 B. 若F一定,θ小時(shí)N大 C. 若θ一定,F(xiàn)大時(shí)N大 D. 若θ一定,F(xiàn)小時(shí)N大 8.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為F,如果它們之間的夾角θ固定不變,使其中一個(gè)力增大,則( ) A. 合力F一定增大 B. 合力F的大小可能不變 C. 合力F可能增大,也可能減小 D. 當(dāng)0<θ<90時(shí),合力F可能減小 二、非選擇題(本大題共2小題,每題10分,共20分) 9.如圖所示,質(zhì)量M=1.8kg的木塊A套在水平桿上,并用輕繩將木塊A與質(zhì)量m=1.2kg的小球相連。今用跟水平方向成300的力F=6N,拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中M、m相對(duì)位置保持不變,取g=10m/s2。求: (1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩與水平方向夾角θ; (2)木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。 10.2012年11月,我國(guó)艦載機(jī)在航母上首降成功。設(shè)某一艦載機(jī)質(zhì)量為m = 2.5104 kg,著艦速度為v0=50m/s,著艦過(guò)程中航母靜止不動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F = 1.2105 N,若空氣阻力和甲板阻力保持不變。 (1)若飛機(jī)著艦后,關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),僅受空氣阻力和甲板阻力作用,飛機(jī)將在甲板上以a0=2m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),航母甲板至少多長(zhǎng)才能保證飛機(jī)不滑到海里。 (2)為了讓飛機(jī)在有限長(zhǎng)度的跑道上停下來(lái),甲板上設(shè)置了攔阻索讓飛機(jī)減速,同時(shí)考慮到飛機(jī)尾鉤掛索失敗需要復(fù)飛的情況,飛機(jī)著艦時(shí)并不關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。若飛機(jī)著艦后就鉤住攔阻索,圖示為飛機(jī)鉤住攔阻索后某時(shí)刻的情景,此時(shí)飛機(jī)的加速度大小為a1=38m/s2,速度為40 m/s,攔阻索夾角θ=106兩滑輪間距40m,() a.求此時(shí)攔阻索承受的張力大小。 b.飛機(jī)從著艦到圖示時(shí)刻,攔阻索對(duì)飛機(jī)做的功。 參考答案 1、B;2、B;3、C;4、C;5、C;6、C;7、BC;8、BC; 9、【答案】 (1)FT=63N θ=600 (2) 39 【解析】(1)設(shè)輕繩上拉力為FT,小球勻速運(yùn)動(dòng),對(duì)小球,由平衡條件得: 水平方向:Fcos30-FTcosθ=0, 豎直方向:Fsin30+FTsinθ-mg=0, 聯(lián)立解之得:FT=63N,θ=60; (2)輕繩拉木塊的拉力FT′=FT,木塊正在勻速運(yùn)動(dòng),由平衡條件得: FT′cosθ-μFN=0 FN-Mg-FT′sinθ=0 聯(lián)立解之得:μ=39 ; 10、【答案】 (1)625m;(2)a.8.5105N;b.-1.23107J。 【解析】(1)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 代入數(shù)據(jù)解得m 5分 (2)a.有牛頓第二定律得 得5104N 飛機(jī)著艦受力如圖: 有牛頓第二定律得: 代入數(shù)據(jù)解得:N b.從著艦到圖示位置飛機(jī)前進(jìn)m 由動(dòng)能定理得: 代入數(shù)據(jù)解得:=-1.23107J- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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