山东省专用学年高中物理第三章相互作用微专题培优二受力分析及正交分解法的应用讲义含解析新人教版必修

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2019_20学年高中物理第三章相互作用专题强化三种性质的力及物体的受力分析课件新人教版必修

2019_20学年高中物理第三章相互作用专题强化三种性质的力及物体的受力分析课件新人教版必修

重点探究
启迪思维 探究重点
01
一 弹力的判断和计算
1.弹力的判断 (1)弹力有无的判断“三法”. ①条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用 来判断形变较明显的情况. ②假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持 原有的状态. ③状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律(第四章学习)或共点力平衡条件 判断弹力是否存在.
(2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动);
答案 静摩擦力,向左 解析 汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对 汽车向右滑动,而实际上木箱没有滑动,说明木箱有相对汽车向右滑动的趋势,所 以木箱受到向左的静摩擦力,此时静摩擦力方向与木箱运动方向相反,为阻力.
(3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动);
2.摩擦力大小的计算 (1)静摩擦力的大小 ①静摩擦力的大小通常要通过受力情况和平衡条件进行计算,随着产生运动趋势的 外力的变化而变化. ②最大静摩擦力Ffmax的值略大于滑动摩擦力,高中阶段为了计算方便,往往认为最大 静摩擦力大小等于滑动摩擦力. (2)滑动摩擦力的大小 计算公式:F=μFN 公式中FN为接触面受到的正压力,与物体的重力G是两种性质的力,大小和方向不一 定与重力相同.F与物体是否匀速运动、运动速度的大小、接触面积的大小无关,只与 μ和FN有关.
图1 答案 如图所示
例2 三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹 簧p、q用轻绳连接,如图2所示,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长, 木块都处于静止状态.现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水
平地面为止,g取10 m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动 的距离是

山东省泰山中学第三章 相互作用——力(培优篇)(Word版 含解析)

山东省泰山中学第三章 相互作用——力(培优篇)(Word版 含解析)

一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在固定光滑半球体球心正上方某点悬挂一定滑轮,小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。

人拉动绳子,球在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N 和绳子拉力T 大小如何变化( )A .N 增大,T 增大B .N 增大,T 减小C .N 不变,T 减小D .N 不变,T 增大【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】对球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件作图,如图所示图中矢量三角形与三角形ABC 相似,故mg N TAC BC AB== 解得BCN mg AC = AB T mg AC=由于AB 变小,AC 不变、BC 也不变,故N 不变,T 变小,故ABD 错误,C 正确; 故选C 。

【点睛】利用相似三角形求解物体的平衡,根据受力分析找到力的三角形,和空间几何三角形相似,对应边成比例。

2.如图所示,水平直杆OP 右端固定于竖直墙上的O 点,长为2L m =的轻绳一端固定于直杆P 点,另一端固定于墙上O 点正下方的Q 点,OP 长为 1.2d m =,重为8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )A .10NB .8NC .6ND .5N【答案】D 【解析】 【分析】根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角,再根据竖直方向的平衡条件列方程求解. 【详解】设挂钩所在处为N 点,延长PN 交墙于M 点,如图所示:同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知NQ =MN ,即PM 等于绳长;根据几何关系可得:1.2sin 0.62PO PM α===,则α=37°,根据平衡条件可得:2T cos α=mg ,解得:T =5N ,故D 正确,A 、B 、C 错误.故选D. 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.3.半径为R 的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B 的距离为h ,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A 到B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是( )A .N 不变,T 变小B .N 不变,T 先变大后变小C .N 变小,T 先变小后变大D .N 变大,T 变小【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对小球受力分析如图所示,根据矢量三角形和力的图示的特点可知mg N Th R R L==+ 小球由A 到B 的过程,只有定滑轮左侧的绳子L 变短,h 和R 均不变,所以N 不变,T 变小,故A 正确,BCD 错误.故选A 。

人教版高一物理必修一第三章《相互作用》重点专题:力的正交分解(基础+培优)

人教版高一物理必修一第三章《相互作用》重点专题:力的正交分解(基础+培优)

力的正交分解打卡物理:让优秀成为习惯【好题精选】【例题1】物体在与水平夹角为θ的力F的作用下在摩擦因数为μ的水平地面上静止,求物块受到的支持力和摩擦力。

【变式1】物体在与水平夹角为θ的力F的作用下在摩擦因数为μ的水平地面上静止【例题2】物体A在摩擦因数为μ倾角为θ的斜面上静止,求物块受到的支持力和摩擦力。

【变式2】A物体在沿斜面向上的力F的作用下沿摩擦因数为μ倾角为θ的斜面向上匀速运动,求物块受到的支持力和摩擦力。

【例题3】物体在与竖直夹角为θ的力F的作用下在光滑墙面上向上匀速运动,求物块受到的支持力和摩擦力。

【变式3】物体在与竖直夹角为θ的力F的作用下在摩擦因数μ的墙面上向下匀速,求物块受到的支持力和摩擦力。

【例题4】如图,求绳子的拉力【例题5】如图,球静止在斜面与挡板间,挡板竖直,求弹力习题部分:1.(2020·江苏高二月考)图中的大力士用绳子拉动汽车,绳中的拉力为F ,绳与水平方向的夹角为θ.若将F 沿水平方向和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为( )A .Fsin θB .Fcos θC .sin θFD .cos Fθ2.(2020·广东茂名高一期中)如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg 分解为F 1、F 2两个力,下列结论正确的是( )A .F 1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F 2是物体对斜面的正压力B .物体受mg 、F N 、F 1、F 2四个力作用C .物体只受重力mg 和弹力F N 的作用D .F N 、F 1、F 2三个力的作用效果跟mg 、F N 两个力的作用效果相同3.(2019·江西省靖安中学高一月考)如图所示,一光滑轻绳左端固定在竖直杆顶端,其右端系于一光滑圆环上,圆环套在光滑的矩形支架ABCD 上.现将一物体以轻质光滑挂钩悬挂于轻绳之上,若使光滑圆环沿着ABCD 方向在支架上缓慢地顺时针移动,圆环在A )B )C )D 四点时,绳上的张力分别为F a )F b )F c )F d ,则( ) A .F a )F b B .F b )F c C .F c )F d D .F d )F a4.(2019全国2)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。

高中物理课件第三章相互作用第五节 力的分解(第四课时)

高中物理课件第三章相互作用第五节    力的分解(第四课时)
F
例、如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定 在天花板上,现用水平力F缓慢推动斜面体,小 球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于绷紧 状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平, 此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的 拉力FT的变化情况是( )
F
例、如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定 在天花板上,现用水平力F缓慢推动斜面体,小 球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于绷紧 状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平, 此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的 拉力FT的变化情况是( )
第五节 力的分解
(第四课时)
专题:
用三角形定则分析动态平衡
利用三角形定则分析三力平衡问题:
1.一球被挂在光滑的竖直墙壁上 处于静止状态,现将挂球的细绳 缩短,让球达到新的平衡,试分析 细绳对球的拉力F及墙壁对球的 弹力FN是如何变化的?
2.如图,电灯悬挂于两墙之 间,现更换绳OA的长度, 使A点上移,但保持O点位 置不变,在A点向上移动的 过程中,绳OA和绳OB的拉 力大小如何变化?
A.F1保持不变,F2逐渐增大
B.F1逐渐增大,F2保持不变
F
F
C.F1逐渐减小,F2保持不变
D.F1保持不变,F2逐渐减小
B A
水平 O
例、如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定 在天花板上,现用水平力F缓慢推动斜面体,小 球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于绷紧 状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平, 此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的 拉力FT的变化情况是( )
F B
例、如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定 在天花板上,现用水平力F缓慢推动斜面体,小 球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于绷紧 状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平, 此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的 拉力FT的变化情况是( )

高中物理第三章相互作用3.5力的分解教案10新人教必修

高中物理第三章相互作用3.5力的分解教案10新人教必修

力的分解一、教材地位力的分解是力的合成的逆运算,要使学生理解力的分解同样体现等效思想,遵守平行四边形定则。

分解一个力有无数个解,本节课就是利用实例来说明如何根据力的作用效果来分解力。

矢量相加法则是新引入的内容,主要引导学生理解平行四边形定则与三角形定则是一致的。

力的分解在牛顿第二定律、物体平衡、动能定理等力学综合知识中起着重要的作用。

而平行四边形定则或三角形定则是在分析这些知识的过程中必不可少的工具,因此要求学生在掌握力的分解的基础上能进一步掌握矢量相加法则。

二、素质教育三维目标1、知识与技能教学点(1)使学生在力的合成的知识基础上,正确理解分力的概念,理解力的分解的含义;(2)初步掌握按力的实际作用效果来分解一个已知力;(3)会用计算法根据平行四边形定则求出分力,熟悉通过现代信息技术或平台获取知识。

2、过程与方法教学点(1)从力的作用效果,进一步领会分力代替合力的等效思维方法;(2)通过经历实验体验的过程,充分认识“科学猜想—体验探究—分析总结”的研究方法;(3)培养学生创新精神、实践能力、理论联系实际的科学思想,提高学生的综合素质。

3.情感、态度、价值观(1)德育渗透点:培养学生的好奇心与求知欲,发扬与他人合作的精神,通过体验和交流等活动逐步形成合作与分享的学习习惯;(2)美育渗透点:通过具体实例的分析,把欣赏科学成果和自己的实践相结合,分享实验体验和探究成功后的喜悦之情,可以提高学生的欣赏能力和创造美的能力。

三、教学重难点及解决办法1、重点:根据等效替代思想,利用平行四边形定则进行力的分解,并求出分力;2、难点:如何确定一个力产生的作用效果;3、解决办法:细致分析具体情况,通过演示实验、问题引领来学习力的分解。

四、教学器材塑料板、砝码、细绳、米尺、小车、头发丝、多媒体图片、视频、Powerpoint等。

五、课时安排(1课时)六、教学流程图昨天,我们学习了“几个力变成一个力”,叫做力的合成板书1:几个力→一个力、既然两个力可以合成为一个力,那么一个力能否分解为两个板书2:几个力←一个力(今天我们只介绍在共点的情况下,一个力分解成两个力。

物理高一上册 第三章 相互作用——力章末训练(Word版 含解析)

物理高一上册 第三章 相互作用——力章末训练(Word版 含解析)

一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C 套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A 、B 两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C 和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C 的两侧.调节A 、B 间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m 1,小环乙的质量为m 2,则m 1∶m 2等于( )A .tan 15°B .tan 30°C .tan 60°D .tan 75°【答案】C 【解析】试题分析:小球C 为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C 环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600,C 环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,A 点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,乙环与B 点的连线与竖直方向的夹角为600,根据平衡条件,对甲环:,对乙环有:,得,故选C .【名师点睛】小球C 为轻环,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,可以根据平衡条件得到A 段与竖直方向的夹角,然后分别对甲环和乙环进行受力分析,根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解.考点:共点力的平衡条件的应用、弹力.2.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。

最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2πθ>)且OA 水平。

现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )A .OA 上的张力逐渐增大B .OA 上的张力先增大后减小C .AB 上的张力逐渐增大D .AB 上的张力先增大后减小【答案】B 【解析】 【分析】【详解】取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。

高中物理第三章相互作用第5节力的分解课件必修1高中必修1物理课件

高中物理第三章相互作用第5节力的分解课件必修1高中必修1物理课件
F2的受力物体是物体本身,物体对斜面的压力的受力物体是斜面。
D对:各分力共同(gòngtóng)作用的效果与合力作用效果相同。
第十二页,共十八页。
高中物理必修1 第三章相互作用
题2[2019•昆明黄冈实验学校高一期末][多选]关于力的合成和分解,下列说法错误的是
()
BD
A.它们都遵循平行四边形定则
力的最小值为Fsin 30°=5 N,而另一个分力大小大于5 N、小于10 N,所以(suǒyǐ)
分解的组数有两组解。如图所示。
第十五页,共十八页。
高中物理必修1 第三章相互作用
题组四 正交分解(fēnjiě)法
题7 在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小 (dàxiǎo)依次为19 N、40 N、30 N 和15 N,方向如 图所示,求它们的合力。
一是让耙向前运动,二是“抵 消”一部分重力,不至于耙在泥土中陷得太 深
可以,一个向前,一个向上
已知一个力求分力的过程 遵循平行四边形定则 无数对
理解力的分解是力的合成的 逆运算,能按照力的作用效 果进行分解(物理观念)
5.矢量和标量的区别是什么?
根本的区别是运算法则的不同,矢量遵循平 行四边的定则,标量遵循代数运算法则
题4[2019•山东济宁高一检测]墙体倾斜了,可采用将木 楔敲入砖缝的方法进行( jìnxíng)扶正。假设所用的木楔为 等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如
图所示,不计木楔的质量,木楔在两侧产生的推力为( )
A
第十四页,共十八页。
高中物理必修1 第三章相互作用
题组三 力的分解(fēnjiě)唯一性的讨论
分解的目的是为了合成
建立坐标系应以方便、简单为原则 各个力分解时,角度要合适,尽量为特殊 角

山东肥城市第六高级中学第三章 相互作用——力(提升篇)(Word版 含解析)

山东肥城市第六高级中学第三章 相互作用——力(提升篇)(Word版 含解析)

一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A 点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是( )A .斜面对小球的支持力逐渐减小B .细线对小球的拉力逐渐增大C .滑块受到水平向右的外力逐渐增大D .水平地面对斜面体的支持力保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB .对小球受力分析可知,沿斜面方向cos sin T mg αθ=在垂直斜面方向sin cos N F T mg αθ+=(其中α是细线与斜面的夹角,θ为斜面的倾角),现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,α变小,则细线对小球的拉力T 变小,斜面对小球的支持力N F 变大,故A B 错误;C .对滑块受力分析可知,在水平方向则有sin cos()cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα+=+==- 由于α变小,则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C 正确;D .对斜面和小球为对象受力分析可知,在竖直方向则有sin()N mg Mg F T θα'+=++由于()αθ+变小,所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大,故D 错误。

故选C 。

2.如图所示,木块B 静止在水平地面上,木块A 叠放在B 上。

A 的左侧靠在光滑的竖起墙面上。

关于A 、B 的受力情况,下列说法中正确的是( )A.B对A的作用力方向一定竖直向上B.B对A的作用力一定大于A的重力C.地面对B的摩擦力方向可能向右D.地面对B的支持力大小等于A、B的总重力【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.对A受力分析可知:若A与B的接触面光滑,则A受重力、支持力及墙壁对A的支持力作用,A处于静止状态,合力为零,由于A、B之间的接触面倾斜,则B对A的支持力垂直接触面斜向上,且大于A的重力。

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1.明确研究对象,即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况,研究对象可以是单个物体(质点、结点),也可以是多个物体组成的整体。

2.隔离分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。

3.按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序,依据各力的方向,画出各力的示意图。

4.受力分析时要注意以下几点
(1)只分析其他物体对研究对象施加的力,而研究对象对外施加的力不要画在示意图中。

(2)以多个物体组成的整体为研究对象时,分析的是外力,而不是内力。

(3)受力分析一定要结合物体的运动状态,要特别注意物体处于临界状态的受力分析。

(4)每分析一个力,都找出它的施力物体,以防止漏力和添力。

(5)画受力示意图时只画按性质命名的力,不画按效果命名的力。

[例1]如图所示,物体相对静止在水平传送带上随传送带同向匀速运动。

它受到的力是()
A.重力、弹力、静摩擦力B.重力、弹力
C.重力、弹力、滑动摩擦力D.重力、滑动摩擦力
[解析]物体与传送带保持相对静止,做匀速运动,相对于传送带无运动趋势,所以不会受到传送带的摩擦力,故只受重力和传送带的支持力,故选B。

[答案]B
[例2]如图所示,在水平力F的作用下,木块A、B保持静止。

若木块A 与B的接触面是水平的,且F≠0。

则关于木块B的受力个数,可能是()
A.3个或4个B.3个或5个
C.4个或5个D.4个或6个
[解析]木块B一定受重力和A对它的压力;将A、B看作整体,因整体保持静止,所以B一定受斜面的支持力;隔离木块A并对其受力分析,因A静止,故A一定受B的静摩擦力,从而B也一定受A的静摩擦力;斜面对木块B可能有静摩擦力的作用。

综上所述,选C。

[答案]C
与合成法、分解法相比,正交分解法的优势在于能够把多个作用力转换为求解“直角三角形”,更容易解决物体受多个力的问题,建系的时候应尽量使更多力处在坐标轴上。

[例3]如图3所示,水平地面上的物体重G=100 N,受到与水平方向成37°角的拉力F=60 N,支持力F N=64 N,摩擦力F f=16 N,求物体所受的合力及物体与地面间的动摩擦因数。

[解析]对四个共点力进行正交分解,如图所示,
则x方向的合力:
F x=F cos 37°-F f=60×0.8 N-16 N=32 N,
y方向的合力:
F y=F sin 37°+F N-G
=60×0.6 N+64 N-100 N=0,
=F x=32 N,方向水平向右。

所以合力大小F

动摩擦因数μ===0.25。

[答案]32 N,方向水平向右0.25
解此题求动摩擦因数时,若取μ===0.16就错了。

因有拉力F的竖直向上分力F sin 37°=36 N,使得物体对地面的压力大小并不等于物体重力大小。

地面实际受的压力是物体所受支持力F N=64 N的反作用力。

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