安徽省高中物理總第一輪復(fù)習(xí) 第2章2力的合成與分解課件 新人教版

2 2 力的合成與分解力的合成與分解 如圖如圖225所示，所示，2008北京奧運(yùn)會(huì)上中國(guó)選手北京奧運(yùn)會(huì)上中國(guó)選手曹磊毫無(wú)懸念地以總成績(jī)曹磊毫無(wú)懸念地以總成績(jī)282kg輕取金牌賽前曹磊輕取金牌賽前曹磊在一次訓(xùn)練中舉起在一次訓(xùn)練中舉起125kg的杠鈴時(shí)，兩臂成的杠鈴時(shí)，兩臂成120，此時(shí)曹磊沿手臂向上撐的力此時(shí)曹磊沿手臂向上撐的力F及曹磊對(duì)地面的壓力及曹磊對(duì)地面的壓力N的大小分別是的大小分別是(假設(shè)她的體重為假設(shè)她的體重為75kg，g取取10m/s2)() AF=1250N，F(xiàn)N=2000N BF=1250N，F(xiàn)N=3250N CF=625N，F(xiàn)N=2000N DF=722N，F(xiàn)N=2194N1.力的合成、合力和分力的關(guān)系力的合成、合力和分力的關(guān)系圖圖225 解析：解析：對(duì)運(yùn)動(dòng)員和杠鈴，整體處于平衡，對(duì)運(yùn)動(dòng)員和杠鈴，整體處于平衡，有：有：FN=m人人g+m杠杠g=2000N； 對(duì)杠鈴，受力如圖所示，對(duì)杠鈴，受力如圖所示， 杠鈴處于平衡，所以，杠鈴處于平衡，所以，2Fcos60=m杠杠g 可得：可得：F=m杠杠g=1250N. A正確正確 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：根據(jù)題給條件手臂伸直后所受力根據(jù)題給條件手臂伸直后所受力沿手臂方向，故可知杠鈴受到三個(gè)力的作用，沿手臂方向，故可知杠鈴受到三個(gè)力的作用，而兩手對(duì)杠鈴的作用力的合力與杠鈴的重力相而兩手對(duì)杠鈴的作用力的合力與杠鈴的重力相平衡平衡 （2009山東泰安一模）如圖2-2-6所示，作用于O點(diǎn)的三個(gè)力平衡，設(shè)其中一個(gè)力大小為F1，沿-y方向，大小未知的力F2與+x方向夾角為，下列說(shuō)法正確的是( )A.力F3只能在第二象限B.力F3可能在第三象限的任意方向上C.力F3與F2夾角越小，則F3與F2的合力越小D.F3的最小值F1cos圖圖226D2.按照力的作用效果分解力按照力的作用效果分解力 如圖如圖227所示，在傾角為所示，在傾角為q q的斜面上有一的斜面上有一塊豎直放置的擋板，在擋板和斜面間擱有一個(gè)重為塊豎直放置的擋板，在擋板和斜面間擱有一個(gè)重為G的光滑圓球，試求該球?qū)π泵娴膲毫蛯?duì)擋板的的光滑圓球，試求該球?qū)π泵娴膲毫蛯?duì)擋板的壓力壓力圖圖227 解析：解析：對(duì)小球的重力按作用效果分解，如圖對(duì)小球的重力按作用效果分解，如圖可得可得F1=Gtanq q，F(xiàn)2=G/cosq q 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：在進(jìn)行力的分解時(shí)，要先弄清楚這在進(jìn)行力的分解時(shí)，要先弄清楚這個(gè)力的作用效果，然后根據(jù)作用效果確定分力個(gè)力的作用效果，然后根據(jù)作用效果確定分力的方向，重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是壓斜面；二的方向，重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是壓斜面；二是壓擋板是壓擋板3.用圖解法分析動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題（2009山東威海一中）如圖2-2-8所示，在固定于地面的光滑斜面上垂直安放一個(gè)擋板，截面為 圓的柱狀物體甲放在斜面上，半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間，沒(méi)有與斜面接觸而處于靜止?fàn)顟B(tài).圖圖22814現(xiàn)在從球心O1處對(duì)甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向極其緩慢地移動(dòng)，直至甲與擋板接觸為止.設(shè)乙對(duì)擋板的壓力為F1，甲對(duì)斜面的壓力為F2，在此過(guò)程中( )A.F1緩慢增大，F(xiàn)2緩慢增大B.F1緩慢增大，F(xiàn)2緩慢減小C.F1緩慢減小，F(xiàn)2緩慢增大D.F1緩慢減小，F(xiàn)2不變 以甲、乙為整體，分析沿斜面方向上系統(tǒng)受到的外力有：兩者重力分力（M+m)gsin、F及擋板對(duì)乙的彈力F1，則有F1=(M+m)gsin+F;在垂直斜面方向上有：F2=(M+m)gcos,保持不變，乙受力如圖，由圖可知F1緩慢減小，故正確選項(xiàng)為D. 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用而平衡時(shí)，如果這三個(gè)力的矢量箭頭首力作用而平衡時(shí)，如果這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必為零，利用三角形法求得未知力為零，利用三角形法求得未知力 如圖如圖229所示，一個(gè)重為所示，一個(gè)重為G的勻質(zhì)球的勻質(zhì)球放在光滑斜面上，斜面傾角為放在光滑斜面上，斜面傾角為a a，在斜面上有一光，在斜面上有一光滑的不計(jì)厚度的木板擋住球，使之處于靜止?fàn)罨牟挥?jì)厚度的木板擋住球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)今使板與斜面的夾角態(tài)今使板與斜面的夾角b b緩慢增大，問(wèn)：在此過(guò)緩慢增大，問(wèn)：在此過(guò)程中，擋板和斜面對(duì)球的壓力大小如何變化？程中，擋板和斜面對(duì)球的壓力大小如何變化？圖圖229 解析：解析：取球?yàn)檠芯繉?duì)象，如圖甲所示，球受重力取球?yàn)檠芯繉?duì)象，如圖甲所示，球受重力G，斜面支持力斜面支持力F1，擋板支持力，擋板支持力F2.因球始終處于平衡狀態(tài)，因球始終處于平衡狀態(tài)，故三個(gè)力的合力始終為零，將三個(gè)力構(gòu)成封閉的矢量三故三個(gè)力的合力始終為零，將三個(gè)力構(gòu)成封閉的矢量三角形角形F1的方向不變，始終與斜面垂直的方向不變，始終與斜面垂直F2的大小、方的大小、方向均改變，隨著擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向均改變，隨著擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)2的方向也逆時(shí)針的方向也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)矢量三角形轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)矢量三角形(如圖乙所示如圖乙所示)中，畫(huà)出的一系列虛中，畫(huà)出的一系列虛線表示變化的線表示變化的F2，由此可知，由此可知，F(xiàn)2先減小后增大，先減小后增大，F(xiàn)1隨隨b b增增大而始終減小大而始終減小 4.運(yùn)用力的分解和合成分析判斷物體的臨界狀態(tài)或計(jì)算極值 三段不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如圖2-2-10所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩是( )圖圖2210A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB，也可能是OC 由于重物重力作用使細(xì)繩OC對(duì)O點(diǎn)有向下的拉力FC，大小等于重物的重力，拉力FC有兩個(gè)效果，一是產(chǎn)生拉細(xì)繩OA的拉力FA(大小等于OA承受的拉力)，二是產(chǎn)生拉細(xì)繩OB的拉力FB(大小等于OB承受的拉力)，作出FC的分解圖如圖所示.從圖中可以看出，F(xiàn)A最大，即若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，細(xì)繩OA最先斷.答案：A 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：若此題變形為一個(gè)物體受到三個(gè)力若此題變形為一個(gè)物體受到三個(gè)力(或或可等效為三個(gè)力可等效為三個(gè)力)而平衡，其中一個(gè)力的大小和方而平衡，其中一個(gè)力的大小和方向是確定的向是確定的(如重力如重力)而另一個(gè)力的方向始終不變，而另一個(gè)力的方向始終不變，第三個(gè)力的大小和方向都可改變問(wèn)第三個(gè)力取第三個(gè)力的大小和方向都可改變問(wèn)第三個(gè)力取什么方向這個(gè)力有最小值當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力的方向跟什么方向這個(gè)力有最小值當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力的方向跟第二個(gè)力垂直時(shí)，有最小值，這一規(guī)律搞清楚后，第二個(gè)力垂直時(shí)，有最小值，這一規(guī)律搞清楚后，運(yùn)用作圖法或計(jì)算法就比較方便了運(yùn)用作圖法或計(jì)算法就比較方便了 易錯(cuò)題：易錯(cuò)題：起重機(jī)的鋼絲繩子上系著一個(gè)重起重機(jī)的鋼絲繩子上系著一個(gè)重G的物體，繩子的拉力為的物體，繩子的拉力為F，則，則() A物體靜止時(shí)，物體靜止時(shí)，F(xiàn)1=G B物體以物體以0.1米米/秒勻速上升時(shí)，秒勻速上升時(shí)，F(xiàn)2G C物體以物體以0.2米米/秒勻速上升時(shí)，秒勻速上升時(shí)，F(xiàn)3F2 D物體水平勻速移動(dòng)時(shí)，物體水平勻速移動(dòng)時(shí)，F(xiàn)4G 錯(cuò)解：錯(cuò)解：B、C、D 錯(cuò)解分析：錯(cuò)解分析：選選B、C的認(rèn)為：速度越大，的認(rèn)為：速度越大，重力和拉力的合力為重力和拉力的合力為FG也越大，有也越大，有F3F2G的錯(cuò)誤結(jié)論選的錯(cuò)誤結(jié)論選D的認(rèn)為：物體水平勻速移動(dòng)的認(rèn)為：物體水平勻速移動(dòng)時(shí)，繩子拉力也應(yīng)大于重力時(shí)，繩子拉力也應(yīng)大于重力 正解：正解：上面四種情況，物體都是處于平衡上面四種情況，物體都是處于平衡狀 態(tài) ， 拉 力 都 與 重 力 大 小 相 等 ， 有狀 態(tài) ， 拉 力 都 與 重 力 大 小 相 等 ， 有F1=F2=F3=F4.選項(xiàng)選項(xiàng)A正確正確 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：只有在勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，上面的結(jié)論只有在勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，上面的結(jié)論才是正確的如果物體加速上升或減速下降，有才是正確的如果物體加速上升或減速下降，有拉力大于重力，即拉力大于重力，即FG；如果物體加速下降或減；如果物體加速下降或減速上升，則有拉力小于重力，即速上升，則有拉力小于重力，即FG.分析受力時(shí)分析受力時(shí)需要明確題意，千萬(wàn)不能憑主觀想象去猜需要明確題意，千萬(wàn)不能憑主觀想象去猜