2.3《力的合成与分解》教学案(含答案)
力的合成和分解-精品教案 (3)

3.4 力的合成与分解【教材分析】本节先结合具体的实例,根据等效思想提出合力与分力的概念;然后提出力的合成和分解的探究问题,并设计实验进行探究,得出力的合成和分解遵循平行四边形定则;最后,从物理量运算的角度,提升对矢量和标量的认识。
平行四边形定则是本节的重点和难点。
这个定则是物理知识体系中可迁移、应用广泛的内容,是整个高中物理的重要内容。
同时这个运算法则相对算数运算法则来说,在思维方式上有较大的跨度,因此它既是学习的重点,又是学习的难点。
本节课内容多而且包含实验,所以安排2课时。
【教学目标与核心素养】[物理观念]能够从力的作用效果相同的角度理解合力与分力,会把两个力进行合成,也会把一个力分解成两个分力。
[科学思维]能根据实验结果,做出合理假设,并尝试用已有知识进行验证。
[科学探究]领会等效替代的思想,能制定合理的探究方案。
[科学态度与责任]结合力的合成和分解的生活实例,培养学生勇于探索的科学态度,感受物理学科研究的方法和意义。
【教学重难点】教学重点:合力与分力的关系;平行四边形定则及应用。
教学难点:实验探究方案的设计与操作;如何进行力的合成和分解。
【课前准备】弹簧测力计、细绳、三角板、直尺、橡皮筋、多媒体课件等。
【课时安排】2课时【教学过程】第1课时[新课导入]通过多媒体课件动图展示:蜘蛛织网。
如果蜘蛛网上的一根丝断了,网会倒向哪边?我们可以把蜘蛛网的受力图简化成,课本的图形式。
即一个静止的物体,在某平面上受到5个力作用,你能判断它将向哪个方向运动吗?如果我们把F5去掉后,也就是蜘蛛网这根断了,我们很容易判断,它会向相反方向跑去。
如果我们能找到一种方法,即“用一个力的单独作用替代两个力的共同作用,而效果不变”,上述问题就迎刃而解了。
你觉得这个力和被替代的两个力会有怎样的关系呢?[新课讲授]一、合力与分力教师活动:指导学生仔细阅读“合力和分力”一部分并观察图片,同时提出问题:1.一个成年人或两个孩子均能提起同一桶水,那么该成年人用的力与两个孩子用的力的作用效果是否相同?二者能否等效替代?2.什么是共点力?共点力中的“点”一定在物体上吗?请举例说明。
力的合成与分解的教案设计

力的合成与分解的教案设计力的合成与分解
一、教学目标
1.了解力的概念及单位;
2.掌握力的合成与分解原理;
3.提高学生的合作意识和解决问题的能力。
二、教学重难点
1.掌握力的概念及单位;
2.掌握力的合成与分解原理。
三、教学内容
1.力的概念;
2.力的单位;
3.力的合成;
4.力的分解。
四、教学过程
1、引入(5分钟)
(1)教师介绍物体的运动状态,让学生从中发现力的存在;(2)举例说明生活中常见的力,如重力、弹性力等。
2、讲解(20分钟)
(1)讲解力的概念和单位,引导学生认识力的基本特征;
(2)讲解力的合成和分解原理,分别以图示和公式的方式进行说明;
(3)通过讲解例题,引导学生掌握力的合成和分解方法。
3、练习(30分钟)
(1)利用多个簿记平台(如科百、百问、百度知道)上的力的合成分解题目,让学生拓展思维;
(2)根据题目让学生分组进行讨论,共同解决问题,增强合作意识;
(3)在解题过程中,教师要充分引导学生使用相关公式,提高解题效率。
4、归纳(10分钟)
(1)通过操纵力的合成和分解,让学生感性认识到力的具体作用;
(2)对所学知识进行概括,巩固学生的学习收获,并整理出力的概念、单位、合成和分解规律。
五、课后作业
(1)自己寻找力的实例,并用相关知识分析它的合成和分解;
(2)完成口头作业:用自己的语言复述本节课所学内容。
六、教学评估
(1)考试:随机出力的合成和分解例题,测试学生对所学知识的掌握情况;
(2)课堂表现:综合考虑学生上课积极性、参与度、表现等情况,评定成绩。
力的合成和分解教案

力的合成和分解教案一、教学目标1. 让学生理解力的合成和分解的概念。
2. 让学生掌握力的合成和分解的方法和技巧。
3. 让学生能够运用力的合成和分解解决实际问题。
二、教学重点1. 力的合成和分解的概念。
2. 力的合成和分解的方法和技巧。
三、教学难点1. 力的合成和分解的理解和应用。
2. 力的合成和分解的计算方法。
四、教学准备1. 教学PPT。
2. 力的合成和分解的示例和练习题。
五、教学过程1. 引入:通过一个力的合成和分解的示例,引导学生思考力的合成和分解的概念。
2. 讲解:通过PPT,详细讲解力的合成和分解的概念和方法。
3. 练习:让学生通过练习题,巩固所学的力的合成和分解的方法和技巧。
4. 应用:让学生通过解决实际问题,运用所学的力的合成和分解的方法和技巧。
5. 总结:通过总结,帮助学生巩固所学的力的合成和分解的概念和方法。
六、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究力的合成和分解的原理。
2. 利用多媒体技术,如PPT,展示力的合成和分解的动态过程,增强直观感受。
3. 通过小组讨论和合作,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
4. 采用案例教学法,让学生联系实际问题,提高解决实际问题的能力。
七、教学内容1. 力的合成和分解的定义及意义。
2. 力的合成和分解的基本原理。
3. 力的合成和分解的计算方法。
4. 力的合成和分解在实际中的应用。
八、教学步骤1. 力的合成和分解的定义及意义:引导学生理解力的合成和分解的概念,解释其在物理学中的重要性。
2. 力的合成和分解的基本原理:讲解力的合成和分解的基本原理,如平行四边形法则、三角形法则等。
3. 力的合成和分解的计算方法:教授如何利用数学方法进行力的合成和分解,如解析几何、向量运算等。
4. 力的合成和分解在实际中的应用:举例说明力的合成和分解在工程、物理等领域的应用,如桥梁设计、力的传递等。
九、教学评价1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的发言和提问,评价学生的参与程度。
力的合成和分解教案

力的合成和分解教案一、教学目标1.知识目标:了解力的合成和分解的基本概念和方法。
2.能力目标:掌握力的合成和分解的计算方法,能够运用力的合成和分解解决相关问题。
3.情感目标:培养学生积极探究的态度,培养学生合作学习的能力。
二、教学重难点1.教学重点:力的合成和分解的概念和方法。
2.教学难点:力的合成和分解的计算方法的运用。
三、教学准备1.教学资料:课件、实验设备。
2.实验器材:弹簧测力计、求和仪、直尺、绳子等。
四、教学过程1.引入(10分钟)教师通过展示一张力和的示意图,引导学生思考力的合成的概念,并向学生提问:“当两个力同时作用在一个物体上时,它们是如何合成的?”2.讲解(20分钟)教师通过课件讲解力的合成和分解的概念和方法,向学生解释合力和分力的概念。
并通过实例和动画形式展示合力和分力的求解方法。
教师强调力的合成和分解应遵循平行四边形法则和三角形法则。
3.实验(30分钟)教师组织学生进行力的合成和分解的实验。
学生分成小组,每组分配一套实验器材。
实验目的是让学生通过实际操作,进一步巩固和理解力的合成和分解的计算方法。
实验步骤如下:a.将一根弹簧测力计固定在水平桌面上,并将一根绳子通过弹簧测力计的环扣。
b.将绳子的一端固定在桌面上,另一端绕过一根求和仪引力指示板的牵引轮,并将绳子的另一端固定在求和仪的固定点上。
c.将测力计的指示板移到求和仪的示意图上,测力计示数为F1d.通过调整求和仪的固定点和牵引轮,使绳子通过牵引轮上的刻度尺,同时将指示板上的测力计示数调整到F2e.测量绳子与牵引轮的夹角θ。
f.计算合力F的大小和方向。
4.讨论(20分钟)教师组织学生讨论实验结果和计算方法,并引导学生运用力的合成和分解的方法解决相关问题。
鼓励学生积极参与讨论,培养学生的思辨能力。
5.小结(10分钟)教师对本节课的内容进行小结,并检查学生的学习情况。
通过提问巩固学生对力的合成和分解的概念和方法的理解。
6.实践应用(10分钟)教师布置作业,要求学生运用力的合成和分解的方法解决实际问题,如水平面上的合力、物体的平衡等。
专题2.3 力的合成与分解(教学案)

专题2.3 力的合成与分解(教学案)1.会用平行四边形定则、三角形定则进行力的合成与分解.2.会用正交分解法进行力的合成与分解.一、力的合成和分解 1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
(2)关系:合力和分力是等效替代的关系。
2.共点力作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的力。
3.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)运算法则①平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
②三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合矢量的方法。
图1 4.力的分解(1)定义:求一个已知力的分力的过程。
(2)遵循原则:平行四边形定则或三角形定则。
(3)分解方法:①按力产生的效果分解;②正交分解。
二、矢量和标量1.矢量:既有大小又有方向的量,相加时遵从平行四边形定则。
2.标量:只有大小没有方向的量,求和时按代数法则相加。
高频考点一共点力的合成 1.共点力合成的常用方法(1)作图法:从力的作用点起,按同一标度作出两个分力F1和F2的图示,再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,画出过作用点的对角线,量出对角线的长度,计算出合力的大小,量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示)。
(2)计算法:几种特殊情况的共点力的合成。
类型作图合力的计算 F=F12+F22 ①互相垂直 F1tan θ= F2θF=2F1cos 2 θF与F1夹角为 2②两力等大,夹角为θ③两力等大且夹角120°合力与分力等大 (3)力的三角形定则:将表示两个力的图示(或示意图)保持原来的方向依次首尾相接,从第一个力的作用点,到第二个力的箭头的有向线段为合力。
平行四边形定则与三角形定则的关系如图甲、乙所示。
2.合力的大小范围 (1)两个共点力的合成 |F1-F2|≤F合≤F1+F2即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|,当两力同向时,合力最大,为F1+F2。
《力的合成与分解》教学案(含答案)

第3讲力的合成与分解考纲下载:1.矢量和标量(Ⅰ) 2.力的合成与分解(Ⅱ)主干知识·练中回扣——忆教材夯基提能1.共点力:作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的几个力。
2.合力与分力(1)定义:如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。
(2)相互关系:等效替代关系。
3.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)合成法则①平行四边形定则;②三角形定则。
4.力的分解(1)概念:求一个力的分力的过程。
(2)分解法则①平行四边形定则;②三角形定则。
(3)分解方法①效果分解法;②正交分解法。
5.矢量和标量(1)矢量①特点:既有大小又有方向;②运算法则:平行四边形定则。
(2)标量①特点:只有大小没有方向;②运算法则:算术法则。
巩固小练1.判断正误(1)两个力的合力一定大于任一个分力。
(×)(2)合力及其分力可以同时作用在物体上。
(×)(3)合力与分力是等效替代的关系。
(√)(4)在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则。
(√)(5)按效果分解是力分解的一种方法。
(√)(6)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形。
(√)(7)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。
(×)[合力与分力]2.[多选]关于合力与分力,下列说法正确的是()A.合力与分力是等效的B.合力与分力的性质相同C.合力与分力同时作用在物体上D.合力与分力的性质不影响作用效果解读:选AD 合力与分力是等效替代关系,合力产生的效果与分力共同作用时的效果是相同的,因而合力与分力不是同时作用在物体上的,也不涉及力的性质的问题,故A 、D 正确,B 、C 错误。
[力的合成]3.[多选]作用在同一点上的两个力,大小分别是5N 和4N ,则它们的合力大小可能是( )A .0B .5NC .3ND .10N解读:选BC 根据|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2得,合力的大小范围为1N ≤F ≤9N ,B 、C 正确。
高中物理《力的合成和分解》教案

《力的合成与分解》教学案例(一)设计思想《力的合成和分解》基于大数据背景下,利用现代化技术手段辅助课堂教学。
从生活中的物理,引导学生思考力的表现方式,进而引出共点力、合力分力以及力的合成和分解概念。
剖析等效替代的思想和方法。
在处理力的合成方法的时候设计了从共线到互成直角,既从特殊情况到较特殊情况的循序渐进地引导学生思考更一般情况下的力的合成可能满足的情况。
启发学生从特殊情况中挖掘信息,进而归纳整理。
为了更好的呈现课堂效果,充分的使用了智慧课堂。
利用实物展台清晰呈现实验现场,手写作图的实时直播也能看到每位同学利用作图法得到的结论,进而筛选对比。
利用系统动画资源,再配以实物演示层层递进的方式使抽象的物理知识变得直观而有趣。
利用智慧教学手段与学科知识融合,学生既掌握了物理观念,又培养了学生的科学思维、科学探究和的能力,发展学生的科学态度与责任。
(二)核心素养分析1.物理观念(1)形成初步的共点力、合力、分力、力的合成和分解、矢量和标量的概念。
(2)应用知识解决实际问题中的力的合成和分解有关的问题。
2.科学思维(1)能对比较简单的力的合成和分解现象进行分析和推理,获得力的合成和分解的结论。
(2)能对力的合成和分解的综合性问题进行分析,获得定量分析力的合成和分解的方法。
3.科学探究能根据力的合成和分解探究方案,使用基本仪器获得力的合成和分解的数据,得到不同类力的合成和分解的影响因素或变化规律。
4.科学态度与责任有学习和研究力的合成与分解的内在动机。
研究中坚持实事求是,在实验探究合作中既能坚持观点又能修正错误。
(三)学习者特征分析必修一的前两章讲解了匀变速直线运动的相关知识,第三章开始学习力学知识,先学习三种力:重力、弹力和摩擦力。
学生已经具备一定的力学知识,而力的运算这一新的运算方式对高一学生来说难度是比较大的。
为了让学生掌握这一原理,提出问题,通过由浅入深有特殊到一般地启发学生思考猜想,以智慧课堂为依托,配合实验演示,然后设计学生分组实验,让学生自己动手操作来达到实验目的。
力的合成与分解教案

力的合成与分解教案教案:力的合成与分解一、教学目标:1.了解力的合成和分解的基本概念。
2.掌握力的合成和分解的数学计算方法。
3.能够运用力的合成和分解解决实际问题。
二、教学重点:1.力的合成和分解的基本概念。
2.力的合成和分解的数学计算方法。
三、教学难点:1.能够运用力的合成和分解解决实际问题。
四、教学过程:【引入】1.引导学生回顾之前学过的力的基本概念和力的合成的内容。
2.提问:当一个物体受到多个力作用时,我们如何判断合力的大小和方向?【知识讲解】1.力的合成:a.定义:当一个物体受到多个力作用时,合力是指这些力的合力向量(合成向量)的大小和方向。
b.合力的计算方法:合力的大小等于合成向量的长度,合力的方向等于合成向量的方向。
2.力的分解:a.定义:当一个物体受到一个力作用时,力的分解是指将这个力分解为多个力的过程。
b.分解力的计算方法:-垂直分解:根据三角函数的性质,可以将一个力分解为两个相互垂直的力。
-水平分解:根据三角函数的性质,可以将一个力分解为两个相互平行的力。
【示例演练】1.合力的计算方法:a.示例1:一个物体受到两个力F1=5N和F2=8N的作用,两个力的方向分别为东北方和南方,请计算合力的大小和方向。
b.示例2:一个物体受到三个力F1=3N、F2=4N和F3=6N的作用,三个力的方向分别为东方、北方和西南方,请计算合力的大小和方向。
2.分解力的计算方法:a.示例3:一个物体受到一个力F=10N的作用,将这个力分解为水平方向和垂直方向的力,请计算分解后的两个力的大小。
【拓展应用】1.通过示例演练,让学生运用力的合成和分解的方法解决实际问题,如航空、航海、工程设计等领域的问题。
【归纳总结】1.总结力的合成和分解的基本概念和计算方法。
【展示实验】1.可以通过展示实验来直观地展示力的合成和分解的原理,让学生更加深入理解。
【达标检测】1.给学生一些力的合成和分解的计算题目,检测学生对所学知识的掌握程度。
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2.3《力的合成与分解》教学案(含答案)第3讲力的合成与分解考纲下载: 1.矢量和标量(Ⅰ) 2.力的合成与分解(Ⅱ)主干知识·练中回扣——忆教材夯基提能1.共点力:作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的几个力。
2.合力与分力(1)定义:如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。
(2)相互关系:等效替代关系。
3.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)合成法则①平行四边形定则;②三角形定则。
4.力的分解(1)概念:求一个力的分力的过程。
(2)分解法则①平行四边形定则;②三角形定则。
(3)分解方法①效果分解法;②正交分解法。
5.矢量和标量(1)矢量①特点:既有大小又有方向;②运算法则:平行四边形定则。
(2)标量①特点:只有大小没有方向;②运算法则:算术法则。
巩固小练1.判断正误(1)两个力的合力一定大于任一个分力。
(×)(2)合力及其分力可以同时作用在物体上。
(×)(3)合力与分力是等效替代的关系。
(√)(4)在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则。
(√)(5)按效果分解是力分解的一种方法。
(√)(6)互成角度的两个力的合力与分力间一定[力的分解]4.[多选]将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中正确的是()解析:选ABD A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2;B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2,A、B图均正确;C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力G1和G2,故C图错;D中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2,故D图正确。
核心考点·分类突破——析考点讲透练足考点一共点力的合成1.共点力合成的常用方法(1)作图法:从力的作用点起,按同一标度作出两个分力F1和F2的图示,再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,画出过作用点的对角线,量出对角线的长度,计算出合力的大小,量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示)。
(2)计算法:几种特殊情况的共点力的合成。
类型作图合力的计算①互相垂直F=F21+F22tanθ=F1F2②两力等大,夹角为θF=2F1cosθ2F与F1夹角为θ2③两力等大且夹角为120°合力与分力等大(3)力的三角形定则:将表示两个力的图示(或示意图)保持原来的方向依次首尾相接,从第一个力的作用点到第二个力的箭头的有向线段为合力。
平行四边形定则与三角形定则的关系如图甲、乙所示。
2.合力的大小范围(1)两个共点力的合成|F1-F2|≤F合≤F1+F2(2)三个共点力的合成①三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3;②任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力最小值为零;如果第三个力不在这个范围内,则合力最小值等于最大的力减去另外两个力。
3.合力与分力大小关系的3个重要结论(1)两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小。
(2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大。
(3)合力可以大于分力、等于分力,也可以小于分力。
1.(2016·湛江模拟)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F ,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G ,则下列说法中正确的是( )A .当θ为120°时,F =G 2B .不管θ为何值,F =G 2C.当θ=0°时,F=G 2D.θ越大时F越小解析:选C设小娟、小明的手臂对水桶的拉力大小为F,由题意知小娟、小明的手臂夹角成θ角,根据对称性可知,两人对水桶的拉力大小相等,则根据平衡条件得:2F cos θ2=G,解得F=G2cos θ2,当θ=0°时,cosθ2值最大,此时F=12G,即为最小,当θ为60°时,F=33G,当θ为120°时,F=G,即θ越大,F越大,故C正确,A、B、D错误。
2.[多选](2015·广东高考)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同。
下列说法正确的有()A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析:选BC杆静止在水平地面上,则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力。
根据平衡条件,则三条绳的拉力的合力竖直向下,故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零。
杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和,选项B、C正确。
由于三条绳长度不同,即三条绳与竖直方向的夹角不同,所以三条绳上的张力不相等,选项A错误。
绳子拉力的合力与杆的重力方向相同,因此两者不是一对平衡力,选项D错误。
[尝试解答]类型一按力的效果分解(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;(2)根据两个实际分力方向画出平行四边形;(3)由三角形知识求出两分力的大小。
[典题1](2016·洛阳模拟)如图所示为缓慢关门时(图中箭头方向)门锁的示意图,锁舌尖角为37°,此时弹簧弹力为24 N,锁舌表面较光滑,摩擦不计(sin37°=0.6,cos37°=0.8),下列说法正确的是()A.此时锁壳碰锁舌的弹力为40 NB.此时锁壳碰锁舌的弹力为30 NC.关门时锁壳碰锁舌的弹力逐渐减小D.关门时锁壳碰锁舌的弹力保持不变[解析]锁壳碰锁舌的弹力分解如图所示,其中F1=F N sin 37°,且F1大小等于弹簧的弹力24 N,解得锁壳碰锁舌的弹力为40 N,选项A正确,B 错误;关门时,弹簧的压缩量增大,弹簧的弹力增大,故锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大,选项C、D错误。
[答案]A1.[多选]生活中拉链在很多衣服上得到应用,图中是衣服上拉链的一部分,当我们把拉链拉开的时候,拉头与拉链接触处呈三角形,使很难直接分开的拉链很容易地拉开,关于其中的物理原理,以下说法正确的是()A.拉开拉链的时候,三角形的物体增大了拉拉链的拉力B.拉开拉链的时候,三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力C.拉开拉链的时候,三角形的物体将拉力分解为方向不同的两个分力D.以上说法都不正确解析:选BC拉头与拉链的接触处呈三角形,拉力分解为两个分力,如图所示分力的大小大于拉力,且力的方向为横向,所以选项B、C 正确,A、D错误。
2.[多选](2016·宣城模拟)如图所示,在夜光风筝比赛现场,某段时间内某小赛手和风筝均保持静止状态,此时风筝平面与水平面夹角为30°,风筝的质量为m=1 kg,轻质细线中的张力为F T =10 N,该同学的质量为M=29 kg,则以下说法正确的是(风对风筝的作用力认为与风筝垂直,g取10 m/s2)()A.风对风筝的作用力为10 3 NB.细线与水平面的夹角为30°C.人对地面的摩擦力方向水平向左D.人对地面的压力大小等于人和风筝整体的重力,即300 N解析:选AB对风筝进行受力分析如图所示,将所有的力沿风筝和垂直于风筝进行正交分解,则F T cosθ=mg cos 60°,F T sinθ+mg sin 60°=F,解得θ=60°,F=10 3 N,绳与风筝成60°,也就是与水平成30°角,A、B正确;将风筝和人视为一个整体,由于受风力向右上方,因此地面对人的摩擦力水平向左,根据牛顿第三定律,人对地面的摩擦力水平向右,C错误;由于绳子对人向上拉,因此人对地面的压力小于人的重量290 N,D错误。
类型二正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。
(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即在坐标轴上有尽量多的力);在动力学中,习惯以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。
(3)方法:物体受到多个力作用F1、F2、F3…求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。
x轴上的合力:F x=F x1+F x2+F x3+…y轴上的合力:F y=F y1+F y2+F y3+…合力大小:F=F2x+F2y合力方向:与x轴夹角设为θ,则tanθ=F yF x。
[典题2][多选](2016·衢州质检)如图所示,质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动,已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为()A.μmg B.μ(mg +F sinθ)C.μ(mg-F sinθ) D.F cosθ[解析]对木块进行受力分析如图所示,将F进行正交分解,由于木块做匀速直线运动,所以在x轴和y轴均受力平衡,即F cosθ=F f,F N=mg+F sinθ,又由于F f=μF N,故F f=μ(mg+F sinθ),B、D正确。
[答案]BD3.如图所示,两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态,a弹簧与竖直方向成30°角,b 弹簧水平,a、b的劲度系数分别为k1、k2,则a、b两弹簧的伸长量x1与x2之比为()A.2k2k1B.k2k1C.k1k2D.k22k1解析:选A如图所示,将弹簧a的弹力沿水平和竖直方向分解,则F T a cos30°=mg,F T a sin 30°=F T b,结合胡克定律可求得a、b两弹簧的伸长量之比为2k2k1,A正确。
4.水平地面上有一木箱,木箱与地面间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)。
现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动。
设F的方向与水平地面的夹角为θ,如图所示,在θ从零逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则()A.F先减小后增大B.F一直增大C.F一直减小D.F先增大后减小解析:选A将拉力F沿水平方向和竖直方向正交分解,由平衡条件可得:F cosθ=F f、F sinθ+F N=mg、F f=μF N,解得:F=μmgcosθ+μsinθ=μmg1+μ2·sin(α+θ),其中tanα=1μ,在θ由零逐渐增大到90°的过程中,sin(α+θ)先增大后减小,所以拉力F先减小后增大,A正确。
1.“死结”模型的4个特点(1)“死结”可理解为把绳子分成两段;(2)“死结”是不可以沿绳子移动的结;(3)“死结”两侧的绳因结住而变成了两根独立的绳;(4)“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等。
2.“活结”模型的4个特点(1)“活结”可理解为把绳子分成两段;(2)“活结”是可以沿绳子移动的结点;(3)“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。