《章末复习课》力与平衡PPT
第一部分内容:巩固层知识整合
[核心速填]
1.力的合成与分解
(1)遵守定则:_________定则或_________定则.
(2)两个共点力的合力范围:_________≤F≤_________.
2.共点力的平衡
(1)平衡状态:物体保持_________或_________状态.
(2)共点力的平衡条件:_________.
... ... ...
章末复习课PPT,第二部分内容:提升层能力强化
力的合成与分解思维方法的应用
根据已知力分析未知力的大小,其分析步骤如下:
1.确定研究对象.
2.对研究对象进行受力分析.
3.当物体受到的力不超过三个时,一般采用力的合成和分解法:
(1)确定要合成和分解的力.
(2)根据平行四边形定则作出合力或分力.
(3)根据数学知识计算合力或分力.
4.当物体受到的力超过三个时,一般采用正交分解法:
(1)建立直角坐标系,使尽可能多的力落在坐标轴上.
(2)将各力正交分解在坐标轴上.
(3)沿坐标轴方向根据平衡条件列方程.
【例1】(多选)如图所示,重物的质量为m,轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的.平衡时AO是水平的,BO与水平方向的夹角为θ.AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是( )
A.F1=mgcos θ B.F1=mgcot θ
C.F2=mgsin θ D.F2=mgsin θ
[一语通关]
力的合成与分解都遵从平行四边形定则或三角形定则____,计算时要先根据要求按照力的平行四边形定则作出力的合成或力的分解的示意图,再根据数学知识解三角形,主要是求解直角三角形.
整体法与隔离法在平衡中的应用
在实际问题中,常常会碰到几个连接在一起的物体在外力作用下运动,需要求解它们所受的外力或它们之间的相互作用力,这类问题被称为连接体问题.与求解单一物体的力学问题相比较,连接体问题要复杂得多.有相同加速度的连接体问题是比较简单的,目前我们只限于讨论这类问题.连接体问题常见的求解方法有两个,即整体法和隔离法.
1.整体法:以几个物体构成的系统为研究对象进行求解的方法.在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力.
2.隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分别列出方程,再联立求解的方法.
3.选用原则:通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法.有时在解答同一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交替使用.
2.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,A对B的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中( )
A.F1保持不变,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
平衡中的动态分析问题
该类问题具有一定的综合性和求解的灵活性,分析处理物体动态平衡常用的方法有:矢量图解法、函数法、整体与隔离法、相似三角形法等.一般来说,对于静力学动态问题,优先采用“矢量图解法”,将某一力据其作用效果分解,构建示意图,将各力之间的依赖、制约关系直观形象地体现出来,达到简捷迅速的判断目的.
[一语通关]
1解析法是对研究对象的任一状态进行了受力分析,建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数式,然后依据自变量的变化确定因变量的变化.
2解决动态平衡问题的常用方法是“矢量图解法”,利用矢量图解法分析动态平衡问题的基本程序是:对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析→依据某一参量的变化一般为某一角度,在同一图中作出物体在若干状态下的受力平衡图力的平行四边形或力的三角形→由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度及方向变化,判断某力的大小及方向的变化情况.
平衡状态下的临界与极值问题
1.临界问题:当某物理量发生变化时,会引起其他物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”.处理这类问题的最有效方法是假设推理法,也就是先假设,再根据平衡条件及有关知识列平衡方程,最后求解.
2.极值问题:也就是指平衡问题中,力在变化过程中的最大值和最小值问题.
3.解决这类问题常用以下两种方法:
(1)解析法:根据物体的平衡条件列方程,在解方程时,采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值.
(2)图解法:根据物体的平衡条件作出物体的受力分析图,画出平行四边形或矢量三角形进行动态分析,确定最大值或最小值.
... ... ...
《章末复习课》牛顿运动定律PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力与运动的关系:力可以_____物体的运动状态. 2.牛顿第一定律:一切物体总保持静止或__________状态,..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:13:00
0
高中必修一
《本章优化总结》力与平衡PPT
物体的常见平衡模型
1.“轻绳”模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等.
2.“滑轮”模型:滑轮模型通常是指滑轮和轻绳的组合,忽略滑轮与轻绳之间的摩擦,此时滑轮两边绳子的拉力大小相等.
3.“结点”模型:“结点”往往与重物相连接,作用在结点上的各力并不一定相等,但所有力的合力必为零.
4.“滑环”模型:滑环可施加拉力,还可承受压力,力的方向沿滑环的径向.
5.“轻弹簧”模型:轻弹簧不仅能发生拉伸形变,还能发生压缩形变,所以轻弹簧既能产生拉力,又能承受压力,且在弹簧内部弹力处处相等.弹力方向总是沿着弹簧的轴线,在弹性限度内,弹力的大小为F=kx.
6.“轻杆”模型:轻杆不仅能发生拉伸形变,还能发生压缩形变,所以轻杆不仅能施加拉力,还能承受压力,且在杆内弹力处处相等.轻杆还能发生弯曲形变,所以杆的弹力不一定沿杆的方向.
(1)“死杆”型
“死杆”即轻杆不能转动,它产生的弹力不一定沿杆方向,其大小和方向均要根据平衡条件求解.
(2)“活杆”型
“活杆”即轻杆可以绕光滑轴转动,它产生的弹力一定沿杆方向(否则杆就会转动),弹力的大小根据平衡条件求解.
解答平衡问题时常用的数学方法
菱形转化为直角三角形法
如果两分力大小相等,则以这两分力为邻边所作的平行四边形是一个菱形,而菱形的两条对角线相互垂直,可将菱形分成四个相同的直角三角形,于是菱形转化为直角三角形
正交分解法
共点力作用下物体的平衡条件(F=0)是矢量方程,求合力需要应用平行四边形定则,比较麻烦.通常用正交分解法转化为Fx=0,Fy=0
相似三角形法
如果在对力用平行四边形定则(或三角形定则)运算过程中,力三角形与几何三角形相似,则可根据相似三角形对应边成比例等性质进行求解
整体法和隔离法的选取及应用
整体法和隔离法是对物体进行受力分析常用的两种方法,这两个方法比较如下:
1.用隔离法解题的步骤
为了研究系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般采取隔离法,其基本步骤是:
(1)明确研究对象、过程或状态;
(2)将某个研究对象或某段运动过程从全过程中隔离出来;
(3)画出某状态下某物体的受力分析图或运动示意图;
(4)选择适当的物理规律列方程求解.
2.用整体法解题的步骤
整体与局部具有相对性,局部在更大范围内就成为整体,而整体在更小的范围内就成为局部,关键在于处理具体问题时如何界定整体和局部的范围.
当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法,其基本步骤:
... ... ...
《本章优化总结》牛顿运动定律PPT 整合提升 动力学的连接体问题 1.连接体:两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体.如几个物体叠放在一起,或并排挤放在..
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:13:00
0
高中必修一
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT
第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析
[知识贯通]
1.受力分析
把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析。
2.受力分析的依据
条件判断 根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个力的作用
效果判断 根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用
相互判断 利用力的作用的相互性,即施力物体同时也是受力物体,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的力的作用
3.受力分析的一般步骤
(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),也可以是两个(或多个)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。
[集训联通]
[典例1] 画出图中物体A的受力示意图,并写出力的名称和施力物体。
[解析] (1)物体A受重力G、推力F、地面支持力N、墙壁对A向左的弹力F′,施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁,受力示意图如图甲所示。
(2)物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑动摩擦力f,施力物体分别是地球、斜面、斜面,受力示意图如图乙所示。
(3)物体A受重力G、支持力N、滑动摩擦力f,施力物体分别是地球、水平面、水平面,受力示意图如图丙所示。
(4)物体A受重力G、拉力F、弹力N,施力物体分别是地球、绳子、墙壁,受力示意图如图丁所示。
[易错警示]
受力分析的两点注意
(1)在进行受力分析时,一定要注意,我们分析的是物体“受到”的力,而不是物体对外施加的力。
(2)区分内力和外力:对几个物体组成的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力示意图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来内力变成了外力,要画在受力示意图上。
... ... ...
受力分析和共点力的平衡PPT,第二部分内容:高频考点二 物体的动态平衡问题
[知识贯通]
1.动态平衡问题的特点
通过控制某一物理量,使其他物理量发生缓慢变化,而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态。
2.处理动态平衡问题常用的方法
对研究对象的任一状态进行受力分析,根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图,然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。题型特点是:①合力大小和方向不变,②一个分力的方向不变
适用于求解直角三角形或正交分解类问题,列出三角函数表达式,然后利用表达式分析力的变化情况的方法
相似三角形法
适用于求解的是一般形状三角形问题,做法是在受力分析的基础上作出力的平行四边形,由力三角形与几何三角形相似,求解问题
[集训联通]
[典例2] 如图所示,小球用细绳系住,细绳的另一端固定于O点。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,细绳始终处于伸直状态,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N以及细绳对小球的拉力T的变化情况是( )
A.N保持不变,T不断增大
B.N不断增大,T不断减小
C.N保持不变,T先增大后减小
D.N不断增大,T先减小后增大
[思路点拨] 在小球所受的重力、斜面的支持力、细绳的拉力三个力中,重力的大小和方向都不变,斜面的支持力方向不变,而细绳的拉力大小和方向都变化。
[解析]如图所示,对小球进行受力分析,重力mg、支持力N、拉力T组成一个闭合的矢量三角形,由于重力mg不变、支持力N方向不变,斜面向左移动的过程中,拉力T与水平方向的夹角β减小,当T⊥N时,细绳的拉力T最小,由图可知,随β的减小,斜面的支持力N不断增大,T先减小后增大,故选项D正确,A、B、C错误。
... ... ...
受力分析和共点力的平衡PPT,第三部分内容:高频考点三 平衡中的临界极值问题
[知识贯通]
1.临界问题:当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“恰能”“恰好”等语言叙述。
2.极值问题:平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。
[集训联通]
[典例3] 轻绳的两端A、B固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为120 N。现用挂钩将一重物挂在绳子上,挂钩停在C点,如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)此重物所受最大重力。
(2)若将挂钩换成一个光滑的小滑轮,此重物所受最大重力。
[规律方法]
解决临界极值问题的方法
(1)图解法:根据物体的平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定则进行动态分析,确定最大值与最小值。
(2)数学解析法:通过对问题的分析,依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像),用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)。
[即时训练]
7.如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)。由此可求出( )
A.物块的质量
B.斜面的倾角
C.物块与斜面间的最大静摩擦力
D.物块对斜面的正压力
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《平衡条件的应用》力与平衡PPT 第一部分内容:【学习素养明目标】 科学思维:1.通过实例巩固处理静态平衡的常用方法.2.通过解析法和图解法,掌握如何分析动态平衡问题.3.掌握解决临..
发布于:2020-05-03 14:13:00
0
高中必修一
《平衡条件的应用》力与平衡PPT
第一部分内容:【学习素养•明目标】
科学思维:1.通过实例巩固处理静态平衡的常用方法.2.通过解析法和图解法,掌握如何分析动态平衡问题.3.掌握解决临界问题和极值问题的方法.
... ... ...
平衡条件的应用PPT,第二部分内容:合作探究攻重难
1.静态平衡的定义
静态平衡是指物体在共点力的作用下保持静止状态时的平衡.
2.静态平衡的理解
(1)运动学特征:处于静态平衡的物体速度为零.
(2)平衡条件:处于静态平衡的物体所受的合力为零.
(3)实例:日常生活中,三角形支架以其优越的平衡稳定性被广泛采用.如:大型展览馆、体育馆屋顶的钢架结构,马路边的路灯支架,建筑工地的塔吊支架等静态平衡装置大多采用三角形结构.
【例1】沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点,如图所示,足球的质量为m,网兜的质量不计,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为α,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.
思路点拨:①球处于静止状态,所受合外力为零.
②选取球为研究对象可采用合成法、分解法、正交分解法求解.
解决静态平衡问题的方法及步骤
(1)处理平衡问题,常用的方法有合成法、分解法、相似三角形法、正交分解法等.
(2)应用平衡条件解题的步骤
①明确研究对象(物体、质点或绳的结点等);
②对研究对象进行受力分析;
③建立合适的坐标系,应用共点力的平衡条件,选择恰当的方法列出平衡方程;
④求解方程,并讨论结果.
1.动态平衡的定义
动态平衡是指物体在共点力的作用下保持匀速直线运动状态,或者通过控制某些物理量,使物体的运动状态缓慢地发生变化,而这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态.
2.平衡条件
物体所受共点力的合力为零.
3.解题思路
把“动”化为“静”,从“静”中求“动”.
【例2】如图所示,把球夹在竖直墙AC和木板BC之间,不计摩擦,球对墙的压力为N1,球对木板的压力为N2.在将木板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法正确的是( )
A.N1和N2都增大
B.N1和N2都减小
C.N1增大,N2减小
D.N1减小,N2增大
思路点拨:选取球为研究对象⇨对球进行受力分析,作出受力的矢量三角形⇨根据有向线段的长度变化判断力的变化
动态平衡及其分析方法
(1)物体的动态平衡是指物体在运动中的平衡,通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化,在此过程中,物体始终处于一系列的动态平衡状态.
(2)动态平衡问题的两种分析方法
①解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数式,然后根据自变量的变化确定因变量的变化.
②图解法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情况.
平衡问题中的临界和极值问题
1.临界问题
临界状态是指某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或物理状态)的过程中的转折状态.可理解为“恰好出现”某种物理现象,也可理解为“恰好不出现”某种物理现象,涉及临界状态的问题称为临界问题.
2.极值问题
极值是指描述物体的物理量在变化过程中出现的最大值或最小值.涉及极值的问题称为极值问题.
3.解决临界问题和极值问题的方法
一种是物理分析法,通过对物理过程的分析,抓住临界(或极值)条件进行求解.例如,两物体脱离的临界条件是两物体间的弹力为零.另一种是数学法,通过对问题的分析,依据物理规律写出物理量之间的函数关系(或作出函数图像),用数学知识(例如求二次函数的极值、讨论公式极值、三角函数极值等)求解.
... ... ...
平衡条件的应用PPT,第三部分内容:当堂达标固双基
1.一氢气球下系一小重物G,重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力影响,而重物运动的方向如各图中箭头所示,则下列图中气球和重物G在运动中所处的位置可能的是( )
A [重物G受到重力和绳的拉力的共同作用,由力的平衡可知,二力必定反向,所以悬线是竖直的.]
2.如图所示,一只质量为m的蚂蚁在半径为R的半球形碗内爬行,在距碗底高R2的P点停下来,若重力加速度为g,则它在P点受到的摩擦力大小为( )
A.12mg B.22mg
C.32mg D.mg
3.如图所示,用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平.现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点,此时OB′与OA之间的夹角θ<90°.设此过程OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB,则下列说法正确的是( )
A.FOA一直减小 B.FOA一直增大
C.FOB一直减小 D.FOB一直增大
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:12:59
0
高中必修一
《探究两个互成角度的力的合成规律》力与平衡PPT
第一部分内容:【学习素养•明目标】
科学探究:1.验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则.2.进一步使用作图法求两个共点力的合力.
... ... ...
探究两个互成角度的力的合成规律PPT,第二部分内容:自主预习探新知
一、实验原理和方法
一个力F′的作用效果与两个力F1、F2的作用效果都可以使相同的一端固定的橡皮条伸长到同一点O,则F′必与F1、F2的合力_____,以F1、F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F′与F的________,以验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则.
二、实验器材
方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔、橡皮条、细绳(两根)等.
三、实验步骤及数据处理
1.仪器的安装:用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上,并用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套,如图所示.
2.操作与记录
(1)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向.
(2)用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.
3.作图与分析
(1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边,用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.
(2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只
用一只弹簧测力计时的拉力F′的图示,如图所示.
(3)比较一下力F′与用平行四边形定则求出的合力F,在误差允许的范围内,大小和方向是否相同.
(4)改变两个力F1与F2的大小和夹角,再重复上述实验两次.
四、误差分析
五、注意事项
1.弹簧测力计的选取方法:将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉,若两只弹簧在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另选,直至相同为止.
2.保证分力与合力作用效果相同的方法:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同.
3.橡皮条老化的检查方法:用一个弹簧测力计拉橡皮条,要反复做几次,使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化.
4.弹簧测力计夹角范围:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°到120°之间为宜.
5.拉力的选取原则:在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下,使拉力适当大些.
6.画力的图示的注意事项:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.
... ... ...
探究两个互成角度的力的合成规律PPT,第三部分内容:合作探究攻重难
【例1】在做“探究求合力的方法”实验时:
(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有________和________.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须( )
A.每次将橡皮条拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
(3)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意些什么?
(4)在“探究求合力的方法”实验中,某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置.图中________是力F1与F2的合力的理论值;________是力F1与F2的合力的实验值.通过把________和________进行比较,验证平行四边形定则.
[解析](1)根据实验器材要求可知,还必须有橡皮条和三角板(用来作平行四边形).
(2)根据实验原理知正确选项为A.
(3)实验中应注意:①选用弹性小的细绳;②橡皮条、细绳和弹簧测力计的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等.
(4)在本实验中,按照平行四边形定则作出的合力F为F1与F2的合力的理论值,而用一个弹簧测力计拉时测出的力F′为F1与F2的合力的实验值.比较F与F′的大小和方向,即可验证平行四边形定则.
【例2】某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:如图所示,将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.
(1)为完成实验,下述操作中必需的是________.
A.测量细绳的长度
B.测量橡皮筋的原长
C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度
D.记录悬挂重物后结点O的位置
(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是_____________________________.
[解析](1)必需测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度,这样才能确定橡皮筋的伸长量,确定各力的大小,还需记录悬挂重物后结点O的位置,同时记下三条橡皮筋所在的方向,以便确定各拉力的方向,根据平行四边形定则作出合力的图示.因此,必需的操作是B、C、D.
(2)改变条件再次验证可采用更换不同的小重物的方法.
... ... ...
探究两个互成角度的力的合成规律PPT,第四部分内容:课时演练提素养
1.“探究求合力的方法”的实验原理是等效原理,其等效性是指( )
A.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
B.使两分力与合力满足平行四边形定则
C.使两次橡皮筋伸长的长度相等
D.使两次橡皮筋与两绳套的结点都与O点重合
D [“探究求合力的方法”的实验中,两次拉伸橡皮筋时,伸长的长度及伸长的方向均相同,两分力与合力的作用效果才相同,才具有等效替代关系,因此C错误,D正确;实验过程中,弹簧测力计的拉力的大小和方向是可以改变的,A错误;合力与分力间一定满足平行四边形定则,不是人为造成的,故B错误.]
2.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图所示).实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条.某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
其中正确的是( )
C [该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大,故B错误;与两绳长短无关,A错误;但需使两分力与合力在同一平面内,故C正确.]
3.某同学做“探究求合力的方法”实验时,主要步骤有:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中:
(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________;
(2)遗漏的内容分别是__________和_____________.
[解析](1)根据“探究求合力的方法”实验的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E.
(2)在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:12:59
0
高中必修一
《共点力的平衡》力与平衡PPT下载
第一部分内容:课标要求
1.知道什么是平衡状态及平衡状态的两种形式。
2.掌握共点力平衡的条件及力的平衡的概念。
3.会用共点力的平衡条件解答实际问题。
... ... ...
共点力的平衡PPT,第二部分内容:自学新教材
一、物体的平衡状态
1.填一填
平衡状态:物体___或做___运动时所处的状态。
2.判一判
(1)物体的速度在某一时刻等于零时,就一定处于平衡状态。( )
(2)物体相对另一物体保持静止时,一定处于平衡状态。( )
(3)百米竞赛中,运动员在起跑的瞬间,速度为零,处于平衡状态。( )
(4)平衡木上体操运动员做翻转动作时处于平衡状态。( )
3.想一想
在生活中,平衡无处不在,大自然中耸立的山峰、水平匀速行驶的汽车,乃至著名的比萨斜塔,它们都处于平衡状态,仔细思考它们有哪些不同?在物理学中“平衡”这个词究竟是什么含义?
二、共点力的平衡条件
1.填一填
(1)物体的平衡条件:共点力作用下物体的平衡条件是合力为___,即F合=0。
(2)力的平衡:若作用在物体上的几个共点力的合力为零,这种情况叫作力的平衡。
2.判一判
(1)所受合外力保持恒定的物体处于平衡状态。( )
(2)物体所受合外力为零时,就一定处于平衡状态。( )
(3)大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力一定是平衡力。( )
(4)若物体处于平衡状态,其所受合外力一定为零。( )
3.选一选
(1)[多选]物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,下列几组力中,可能使物体处于平衡状态的是( )
A.5 N、7 N、8 N B.2 N、3 N、6 N
C.1 N、5 N、10 N D.1 N、10 N、10 N
(2)[多选]如图所示,质量为m的物体受到推力F作用,沿水平方向做匀速直线运动。已知推力F与水平面的夹角为θ,物体与地面间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力大小为( )
A.Fsin θ B.Fcos θ
C.μF D.μ(mg+Fsin θ)
... ... ...
共点力的平衡PPT,第三部分内容:提升新知能
突破点一 对平衡状态及平衡条件的理解
[学透用活]
1.从运动学的角度理解平衡状态
(1)平衡状态指的是物体处于静止或匀速直线运动状态,此时物体的加速度为零,反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态。
(2)对静止的理解:静止与速度v=0不是一回事。物体保持静止,说明v=0,a=0,两者同时成立。若仅是v=0,a≠0,如上抛到最高点的物体,此时物体并不能保持静止,也就并非处于平衡状态。
2.从动力学的角度理解平衡状态
处于平衡状态的物体所受的合外力为零,反过来物体受到的合外力为零,它一定处于平衡状态。
3.平衡条件的四个常用推论
(1)二力平衡条件:这两个共点力大小相等、方向相反。
(2)三个力平衡条件:三个共点力平衡时,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反,而且在同一条直线上。
(3)物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时,这些力在任何一个方向上的合力均为零。其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等值反向,作用在同一直线上。
(4)物体在多个共点力作用下处于平衡状态时,各力首尾相接必构成一个封闭的多边形。
[典例1] [多选]下列关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是( )
A.相对静止的两个物体都处于平衡状态
B.物体做自由落体运动时处于平衡状态
C.如果物体处于平衡状态,则物体沿任意方向的合力都必为零
D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反
[对点练清]
1.关于平衡状态,下列说法正确的是 ( )
A.做自由落体运动的物体,在最高点时处于平衡状态
B.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀速运动,木块处于平衡状态
C.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀加速运动,木块处于平衡状态
D.静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子,处于平衡状态
2.如图所示,一箱苹果静止在倾角为θ的斜面上。在箱子的中央有一个质量为m的苹果,它受到周围苹果对它的作用力的方向( )
A.沿斜面向上 B.沿斜面向下
C.竖直向上 D.垂直斜面向上
3.如图所示,某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态,若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变化,其余三个力的大小和方向不变,则此时物体所受到的合力大小为( )
A.F4 B.2F4
C.2F4 D.无法确定
突破点二 共点力平衡条件的应用
[学透用活]
1.平衡条件的两种表达式
(1)F合=0。
(2)正交表示法F合x=0,F合y=0,其中F合x和F合y分别是将力进行正交分解后,物体在x轴和y轴上所受的合力。
2.共点力平衡问题的三种常用解题方法
合成法 物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反,作用在同一直线上
分解法 物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件
正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件
[典例2] 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B(如图所示),足球的质量为m,悬绳与墙壁的夹角为α,网兜的质量不计,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。
[思路点拨]
(1)足球处于静止状态,所受合外力为零。
(2)选取足球为研究对象可采用合成法、分解法、正交分解法求解。
[规律方法]
应用平衡条件解题的步骤
(1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。
(2)分析研究对象所处的运动状态,判定物体是否处于平衡状态。
(3)对研究对象进行受力分析并画出受力示意图。
(4)建立合适的坐标系,应用共点力的平衡条件,选择恰当的方法列出平衡方程。
(5)求解方程,并讨论结果。
... ... ...
共点力的平衡PPT,第四部分内容:训练新素养
一、共面力的类别划分(核心素养之物理观念)
图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为G的木棒在力F1和F2的共同作用下处于平衡状态的情况,这些力都位于同一平面内。根据每幅图中各个力作用线的几何关系,可以把上述四种情况的受力分成两类,你认为哪些情况属于同一类?你是根据什么来划分的?
[提示] 甲和丁属于一类,乙和丙属于一类,依据三个在同一平面内的力是力的作用线相互平行还是相交于一点,相交于一点为共点力,不相交于一点的为非共点力。
二、典题好题发掘,练典题做一当十
某幼儿园要在空地上做一个滑梯(如图甲),根据空地的大小,滑梯的水平跨度确定为6 m。设计时,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下,滑梯至少要多高?
[分析] 将滑梯抽象为一个斜面的模型(如图乙),以正在匀速滑下的小孩为研究对象。
小孩受到三个力的作用:重力G、斜面的支持力FN和滑动摩擦力Ff。
当这三个力的合力为0时,小孩能在滑板上获得一定速度后匀速滑下,则斜面的高度即为所要求的滑梯的高度。
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:12:59
0
高中必修一
《共点力的平衡》力与平衡PPT课件
第一部分内容:【学习素养•明目标】
物理观念:1.知道平衡状态和力的平衡的概念.2.了解共点力作用下物体平衡的概念.3.知道共点力的平衡条件.
科学思维:1.会用共点力的平衡条件解答实际问题.2.掌握处理平衡问题的常用方法.
... ... ...
共点力的平衡PPT,第二部分内容:自主预习探新知
一、共点力作用下物体的平衡条件
1.平衡状态:物体______或做______时所处的状态.
2.共点力作用下物体的平衡条件:物体所受的合力为____,即F合=0.
3.力的平衡
(1)力的平衡:作用在物体上的几个力的合力为______,这种情况称为力的平衡.
(2)二力平衡条件:作用于物体上的两个共点力大小______,方向______,作用在同一直线上.
(3)三力平衡条件:三个共点力平衡时,任意两个力的______必定与______大小相等、方向相反,作用在同一直线上.
二、平衡条件的应用
1.物体的静态平衡:物体在力的作用下处于静止状态,称为静态平衡,处于静态平衡的物体所受的外力的______为零.
2.物体在某方向的平衡:运动的物体在某一方向上所受的______为零时,物体在该方向处于平衡状态.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若一个物体处于平衡状态,则此物体一定处于静止状态.( )
(2)物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态.( )
(3)高空中沿直线匀速飞行的飞机处于平衡状态.( )
(4)百米赛跑时,运动员在起跑的瞬时处于平衡状态.( )
(5)所受合外力保持恒定的物体处于平衡状态.( )
2.共点的五个力平衡,则下列说法中不正确的是( )
A.其中四个力的合力与第五个力等大反向
B.其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向
C.五个力合力为零
D.撤去其中的三个力,物体一定不平衡
3.如图所示,物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动,则物块受到的摩擦力f与拉力F的合力方向应该是( )
A.水平向右 B.竖直向上
C.向右偏上 D.向左偏上
... ... ...
共点力的平衡PPT,第三部分内容:合作探究攻重难
1.从运动学的角度理解平衡状态:平衡的物体处于静止或匀速直线运动状态,此种状态其加速度为零,即处于平衡状态的物体加速度为零;反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态.
2.从动力学的角度理解平衡状态:处于平衡状态的物体所受的合外力为零,反过来物体受到的合外力为零,它一定处于平衡状态.
3.静态平衡与动态平衡
(1)静态平衡是处于静止状态的平衡,合力为零.
(2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡,合力为零.
4.平衡状态与力的平衡
【例1】物体受到共点力的作用,则下列说法中正确的是( )
A.速度在某一时刻等于零的物体一定处于平衡状态
B.相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为零就一定处于平衡状态
D.物体做匀加速运动时一定处于平衡状态
思路点拨:物体是否处于平衡状态,要根据平衡条件(即物体所受的合力是否为零)进行判断.
“静止”与“v=0”的区别
(1)物体保持静止状态:说明v=0,a=0,物体受合外力为零,物体处于平衡状态.
(2)物体运动速度v=0则有两种可能:
①v=0,a≠0,物体受合外力不等于零,物体并不保持静止,处于非平衡状态,如上抛到最高点的物体.
②v=0,a=0,这种情况与(1)中的静止状态一致.
1.关于平衡状态,下列说法正确的是( )
A.做自由落体运动的物体,在最高点时处于平衡状态
B.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀速运动,木块处于平衡状态
C.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀加速运动,木块处于平衡状态
D.静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子,处于平衡状态
B [做自由落体运动的物体在最高点时,速度虽为零,但所受合力不为零,不是平衡状态,A错误;木块与斜面体相对静止,若整体做匀速直线运动,则木块处于平衡状态,若整体做匀加速直线运动,则木块也具有加速度,不处于平衡状态,B正确,C错误;列车、桌子与杯子整体做匀加速运动,杯子也具有加速度,不处于平衡状态,D错误.]
共点力的平衡条件及其应用
1.共点力的平衡条件:如果共点力的合力为零,则在两个相互垂直的方向上的合力也必然为零,即Fx合=0,Fy合=0.
2.平衡条件的四个常用推论
(1)二力平衡条件:这两个共点力大小相等、方向相反.
(2)三个力平衡条件:三个共点力平衡时,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反,而且在同一条直线上.
(3)物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时,这些力在任何一个方向上的合力均为零.其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等值反向,作用在同一直线上.
(4)物体在多个共点力作用下处于平衡状态时,各力首尾相接必构成一个封闭的多边形.
3.处理平衡问题的两点说明
(1)物体受三个力平衡时,利用力的分解法或合成法比较简单.
(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合,需要分解的力尽可能少.物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法.
共点力平衡问题的解题方法
(1)合成法:物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反.
(2)分解法:物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件.
(3)正交分解法:物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件.
(4)力的三角形法:对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力.
... ... ...
共点力的平衡PPT,第四部分内容:当堂达标固双基
1.(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是( )
A.如果物体的运动速度为零,则必处于平衡状态
B.如果物体的运动速度大小不变,则必处于平衡状态
C.如果物体处于平衡状态,则物体沿任意方向的合力都必为零
D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反
CD [物体运动速度为零时不一定处于平衡状态,A错误;物体运动速度大小不变、方向变化时,不是做匀速直线运动,一定不是处于平衡状态,B错误;物体处于平衡状态时,合力为零,物体沿任意方向的合力都必为零,C正确;任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零,物体处于平衡状态,D正确.]
2.一个物体放在斜面上,如图所示,当斜面的倾角逐渐增大而物体仍静止在斜面上时,物体所受( )
A.重力与支持力的合力逐渐增大
B.重力与静摩擦力的合力逐渐增大
C.支持力与静摩擦力的合力逐渐增大
D.重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大
A [物体静止时,物体受重力mg、支持力N和摩擦力f三个力作用,由正交分解知N=mgcos θ,f=mgsin θ,θ为斜面的倾角.三个力合力为零,重力与支持力的合力与静摩擦力等大反向,倾角变大,静摩擦力变大,A对.重力与静摩擦力的合力与支持力等大反向,倾角变大,支持力变小,B错.支持力与静摩擦力的合力与重力等大反向,保持不变,C错.重力、支持力和静摩擦力的合力始终为零,D错.故选A.]
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:12:59
0
高中必修一
《共点力的平衡》力与平衡PPT
第一部分内容:学习目标
1.知道平衡状态和平衡力的概念.
2.知道共点力的平衡条件,并能利用平衡条件解决生活、生产中的实际问题.
3.会分析动态平衡问题.
... ... ...
共点力的平衡PPT,第二部分内容:新知探究
一、物体的平衡状态
物体在力的作用下保持________或____________的状态.
二、共点力的平衡条件
在共点力作用下,物体的平衡条件是_________.
(1)速度为零的物体一定处于平衡状态.( )
(2)速率不变的物体一定处于平衡状态.( )
(3)速度不变的物体一定处于平衡状态.( )
(1)著名景点——黄山飞来石独自静止于悬崖之上,它受哪些力作用?这些力大小、方向有何关系?它们的合力有何特点?
(2)高铁在水平轨道上匀速前进,它受哪些力作用?这些力大小、方向有何关系?它们的合力有何特点?
(3)图中的两个物体的运动状态在物理上叫什么状态?
提示:(1)受重力和支持力、重力竖直向下、支持力竖直向上、二力等大、反向,合力为零.
(2)受重力、支持力、牵引力、阻力四个力,重力与支持力等大、反向,牵引力与阻力等大、反向,合力为零.
(3)平衡状态.
... ... ...
共点力的平衡PPT,第三部分内容:师生互动
对物体平衡状态的理解
【核心深化】
1.从运动学的角度理解平衡状态:处于平衡状态的物体处于静止或匀速直线运动状态,此种状态其加速度为零,即处于平衡状态的物体加速度为零;反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态.
2.从动力学的角度理解平衡状态:处于平衡状态的物体所受的合外力为零,反过来物体受到的合外力为零,它一定处于平衡状态.
3.静态平衡与动态平衡
(1)静态平衡是处于静止状态的平衡,合力为零.
(2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡,合力为零.
4.平衡状态与力的平衡
关于平衡状态,下列说法中正确的是( )
A.当物体的速度等于零时,物体处于平衡状态
B.运动的物体一定不是处于平衡状态
C.若物体的运动状态保持不变,则物体处于平衡状态
D.当物体处于平衡状态时,一定不受外力作用
“静止”与“v=0”的区别
(1)物体保持静止状态:说明v=0,a=0,物体受合外力为零,物体处于平衡状态.
(2)物体运动速度v=0则有两种可能:
①v=0,a≠0,物体受合外力不等于零,物体并不保持静止,处于非平衡状态,如上抛到最高点的物体.
②v=0,a=0,这种情况与(1)中的静止状态一致.
共点力的静态平衡问题
【核心深化】
1.共点力的平衡条件:如果共点力的合力为零,则在两个相互垂直的方向上的合力也必然为零,即Fx合=0,Fy合=0.
2.平衡条件的四个常用推论
(1)二力平衡条件:这两个共点力大小相等、方向相反.
(2)三个力平衡条件:三个共点力平衡时,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反,而且在同一条直线上.
(3)物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时,这些力在任何一个方向上的合力均为零.其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等值反向,作用在同一直线上.
(4)物体在多个共点力作用下处于平衡状态时,各力首尾相接必构成一个封闭的多边形.
3.应用平衡条件解题的步骤
(1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等).
(2)分析研究对象所处的运动状态,判定物体是否处于平衡状态.
(3)对研究对象进行受力分析并画出受力示意图.
(4)建立合适的坐标系,应用共点力的平衡条件,选择恰当的方法列出平衡方程.
(5)求解方程,并讨论结果.
关键能力1 平衡条件的理解
(多选)已知共点的n个力平衡,则下列说法中正确的是( )
A.其中(n-1)个力的合力与第n个力等大反向
B.其中三个力的合力与其余的(n-3)个力的合力等大反向
C.n个力合力为零
D.撤去其中的(n-2)个力,物体一定不平衡
关键能力2 单物体平衡条件的应用
在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B,足球的质量为m,悬绳与墙壁的夹角为α,网兜的质量不计,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.
[思路点拨] 解此题按以下思路:
(1)以球为研究对象作出正确受力分析图.
(2)可根据受力特点采用合成法、分解法、正交分解法分析求解.
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:12:58
0
高中必修一
《力的分解》力与平衡PPT下载
第一部分内容:课标要求
1.知道什么是力的分解,知道力的分解是力的合成的逆运算。
2.知道力的分解的一般方法,掌握力的正交分解的方法。
3.会应用力的分解的方法解决生产、生活中的实际问题。
... ... ...
力的分解PPT,第二部分内容:自学新教材
一、力的分解
1.填一填
(1)定义:求一个已知力的____的过程。
(2)分解法则:力的分解遵循____________。
(3)分解与合成的关系:力的分解是力的合成的________。
①理论上,不论有多少个共点力,都可以用一个合力来等效替代,反之,一个力也可用________来等效替代。
②当各分力已知时,合力是唯一确定的,但因为对同一条对角线可作出____个平行四边形,所以合力的分解方式也是多种多样的。
2.判一判
(1)分力与合力是等效替代的关系,它们不是同时存在的。( )
(2)把已知力F分解时,只能分解为两个力。( )
(3)在力的分解中,分力可以比合力大。( )
(4)如果不加限制,一个力可以分解出无数多组分力。( )
3.选一选
(1)将一个力分解为两个不为零的力,下列哪种分解法是不可能的( )
A.分力之一垂直于F
B.两个分力与F都在一直线上
C.一个分力的大小与F的大小相同
D.一个分力与F相同
(2)如图所示,用拇指、食指捏住圆规的一个针脚A,另一个有铅笔芯的脚B支撑在手掌位置,使OA水平,然后在外端挂上一些不太重的物品,这时针脚A、B分别对手指和手掌有作用力,对这两个作用方向的判断,下列图中大致正确的是 ( )
解析:以圆规上的O点为研究对象,O点所挂重物的两个作用效果是沿OA方向向左拉和沿OB方向斜向下压,通过圆规两针脚作用在手上的力的作用方向如图C所示,C正确。
二、力的正交分解和力的分解的应用
1.填一填
(1)力的正交分解:把一个力分解为两个____的分力的方法,如图所示,F1=____,F2=____ 。
(2)分力大小与夹角的关系:当合力一定时,分力的大小和方向将随分力间 的改变而改变。在两分力大小相等的情况下,分力间的夹角越大,分力____。
2.判一判
(1)力的正交分解是指把一个力分解为水平和竖直两个方向互相垂直的分力的方法。( )
(2)正交分解仅适用于矢量运算。( )
(3)正交分解的两个分力与合力作用效果一定相同。( )
(4)当物体受多个力作用时,常用正交分解法进行力的运算。( )
3.想一想
当你手提着箱子时,对箱子有一个斜向上方的拉力F,这个力对箱子产生什么效果? 这种效果能否用力F1和力F2来代替?将力F分解为F1和F2的分解方式有什么特点?
提示:手对箱子的拉力F产生两个效果:水平方向向左的作用效果,竖直方向向上的作用效果;力F对箱子的作用效果可以用水平方向的分力F2和竖直方向的分力F1来实现;两个分力F1和F2相互垂直。
... ... ...
力的分解PPT,第三部分内容:提升新知能
突破点一 力的效果分解法
[学透用活]
按实际效果分解的几个实例
[典例1] 如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则两挡板受到小球的压力大小之比为多大?斜面受到两小球的压力大小之比为多大?
[思路点拨]
两个小球在所处位置的受力DDD→根据力的作用效果作力的平行四边形DDDD→对力的计算进行转化直角三角形的边角计算
[对点练清]
1.[多选]如图所示,电灯的重力G=10 N,AO绳与顶板间的夹角为45°,BO绳水平,AO绳的拉力为FA,BO绳的拉力为FB,则( )
A.FA=102 N B.FA=10 N
C.FB=102 N D.FB=10 N
2.在图中,AB、AC两光滑斜面互相垂直,AC与水平面成30°。如果把球O的重力G按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为( )
A.12G,32G B.33G,3G
C.23G,22G D.22G,32G
突破点二 力的正交分解
[学透用活]
1.正交分解的理论依据:平行四边形定则。
2.正交分解法求合力的步骤
(1)建立直角坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上。
(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图所示。
(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:Fx=F1x+F2x+…,Fy=F1y+F2y+…。
3.正交分解法的应用
(1)正交分解是为了更方便的求合力,尤其在物体受到多个力的情况下。
(2)正交分解法适用于所有矢量的运算。
[规律方法]
正交分解时坐标轴的建立原则
为使问题简化,建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则:
①使尽量多的力处在坐标轴上。
②尽量使某一坐标轴上各分力的合力为零。
... ... ...
力的分解PPT,第四部分内容:训练新素养
一、同一个力可以分解为多少对大小、方向不同的分力
如果没有限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图甲)。也就是说,同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力。一个已知力究竟应该怎样分解,要根据具体问题来确定。
如图乙所示,力F=30 N,其中一个分力F1与F夹角为30°,而另一个分力F2的大小为103 N,试求分力F1的大小。
二、典题好题发掘,练典题做一当十
如图,倾角为15°的斜面上放着一个木箱,用100 N的拉力F斜向上拉着木箱,F与水平方向成45°角。分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立直角坐标系,把F分解为沿着两个坐标轴的分力。试在图中作出分力Fx和Fy,并计算它们的大小。
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:12:58
0
高中必修一
《力的分解》力与平衡PPT课件
第一部分内容:【学习素养•明目标】
物理观念:1.理解力的分解和分力的概念.2.理解力的分解是力的合成的逆运算,会用平行四边形定则求分力,会用直角三角形计算分力.
科学思维:1.掌握力的正交分解的方法.2.会用力的分解分析生产和生活中的实际问题.
... ... ...
力的分解PPT,第二部分内容:自主预习探新知
一、分力 力的分解
1.分力:几个力共同作用的效果,若与某一个力的作用效果______,这几个力即为那个力的分力.
2.力的分解
(1)定义:求一个已知力的______的过程.
(2)分解法则:____________.
(3)力的分解与合成的关系:力的分解是力的合成的______.
(4)力的分解的依据:通常根据力的____________进行分解.
二、力的正交分解
1.定义:把一个力分解为两个__________的分力的方法,如图所示.
2.公式:F1=Fcos θ,F2=Fsin θ.
3.适用:正交分解适用于各种__________.
三、力的分解的应用
当合力一定时,分力的大小和方向将随着分力间_____的改变而改变.两个分力间的夹角越大,分力就_____.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)一个力只能分解为一组分力.( )
(2)力的分解遵循平行四边形定则.( )
(3)某个分力的大小不可能大于合力.( )
(4)力的正交分解是指把一个力分解为水平和竖直两个方向互相垂直的分力的方法.( )
(5)正交分解仅适用于矢量运算.( )
(6)当物体受多个力作用时,常用正交分解法进行力的运算.( )
2.(多选)把一个力分解为两个力时,下列说法中正确的是( )
A.一个分力变大时,另一个分力一定要变小
B.两个分力可同时变大、同时变小
C.无论如何分解,两个分力不能同时大于这个力的两倍
D.无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半
3.将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中错误的是( )
C [重力产生了使物体下滑的效果及压斜面的效果,故两分力即图中所示,故A正确;重力产生了向两边拉绳的效果,故B正确;重力产生了向两墙壁的挤压的效果,故两分力应垂直于接触面,故C错误;重力产生了拉绳及挤压墙面的效果,故D正确,本题选错误的,故选C.]
... ... ...
力的分解PPT,第三部分内容:合作探究攻重难
分力 力的分解
1.力的分解原则
(1)一个力分解为两个力,从理论上讲有无数组解.因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示).
(2)把一个力分解成两个分力,仅是一种等效替代关系,不能认为在这两个分力方向有两个施力物体(或受力物体).
(3)也不能错误地认为F2就是物体对斜面的压力,因为F2不是斜面受到的力,且性质与压力不同,仅在数值上等于物体对斜面的压力.
(4)实际分解时,按力的作用效果可分解为两个确定的分力.
【例1】将一个有确定方向的力F=10 N分解成两个分力,已知一个分力F1有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力F2的大小为6 N,则在分解时( )
A.有无数组解 B.有两组解
C.有唯一解 D.无解
思路点拨:
根据题意进行力的分解D→将平行四边形定则演变为三角形定则D→将力的三角形关系转化成三角形的边角关系
B[由已知条件可得Fsin 30°=5 N,又5 N<F2<10 N,即Fsin 30°<F2<F,所以F1、F2和F可构成如图所示的两个三角形,故此时有两组解,选项B正确.]
【例2】如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则两挡板受到小球的压力大小之比为多大?斜面受到两小球的压力大小之比为多大?
思路点拨:
两个小球在所处位置的受力DD→根据力的作用效果作力的平行四边形DD→对力的计算进行转化直角三角形的边角计算
力的分解的原理与步骤
(1)原理:若两个力共同作用的效果与某一个力作用时的效果完全相同,则可用这两个力“替代”这一个力.
(2)步骤
①根据已知力的实际效果确定两个分力的方向.
②根据两个分力的方向作出力的平行四边形,确定表示分力的有向线段.
③利用数学知识解平行四边形或三角形,计算分力的大小和方向.
力的正交分解
1.正交分解的适用情况:适用于计算三个或三个以上共点力的合成.
2.正交分解的目的:将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力,便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算,“分”的目的是为了更好地“合”.
3.力的正交分解的依据:分力与合力的等效性.
4.正交分解的基本步骤
(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力落在坐标轴上.
(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图所示.
正交分解时坐标系的选取原则与方法
(1)原则:用正交分解法建立坐标系时,通常以共点力作用线的交点为原点,并尽量使较多的力落在坐标轴上,以少分解力为原则.
(2)方法:应用正交分解法时,常按以下方法建立坐标轴.
①研究水平面上的物体时,通常沿水平方向和竖直方向建立坐标轴.
②研究斜面上的物体时,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标轴.
③研究物体在杆或绳的作用下转动时,通常沿杆(或绳)方向和垂直杆(或绳)的方向建立坐标轴.
... ... ...
力的分解PPT,第四部分内容:当堂达标固双基
1.如图所示,人拉着旅行箱前进,拉力F与水平方向成α角,若将拉力F沿水平和竖直方向分解,则它的水平分力为( )
A.Fsin α B.Fcos α
C.Ftan α D.Fcot α
2.(多选)已知力F=10 N,把F分解为F1和F2两个分力,已知分力F1与F的夹角为30°,则F2的大小( )
A.一定小于10 N B.可能等于10 N
C.可能大于10 N D.最小等于5 N
3.(多选)如图所示,质量为m的物体在恒力F作用下沿天花板做匀速直线运动,物体与天花板间动摩擦因数为μ,则物体受到的摩擦力的大小为( )
A.Fsin θ B.Fcos θ
C.μ(Fsin θ-mg) D.μ(mg-Fsin θ)
... ... ...
《章末复习课》力与平衡PPT 第一部分内容:巩固层知识整合 [核心速填] 1.力的合成与分解 (1)遵守定则:_________定则或_________定则. (2)两个共点力的合力范围:_________F_______..
《本章优化总结》力与平衡PPT 整合提升 物体的常见平衡模型 1.轻绳模型:轻绳只能发生拉伸形变,所以只能产生拉力,方向总是指向绳收缩的方向,且绳内部张力处处相等. 2.滑轮模型..
《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT 第一部分内容:高频考点一 物体的受力分析 [知识贯通] 1.受力分析 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来,并画出物..
发布于:2020-05-03 14:12:58
0
高中必修一