高三物理第一章 力、物体的平衡 第二单元人教版知识精讲.docVIP

高三物理第一章 力、物体的平衡 第二单元人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容： 第一章 力、物体的平衡 第二单元 力的合成与分解·共点力作用下的物体的平衡 二. 知识要点： 1. 力的合成与分解 2. 共点力平衡条件及其应用 三. 知识回顾与梳理： （一）力的合成与分解 1. 几个力同时作用的共同效果与某一个力单独作用的效果　　　，这一个力为那几个力的合力，那几个力为这一个力的分力。合力与分力的关系是　　　　关系。 2. 力的合成与分解都遵循　　　　定则．计算时首先要根据题目要求按照力的平行四边形定则作出力的合成或分解的图示，再根据数学知识解三角形求合力或分力。主要要求解直角三角形问题，对于较简单的斜三角形问题，也应能利用正弦定理、余弦定理或相似三角形的知识求解。 3. 二力（Fl、F2）合成的合力（F）的取值范围为：　　　　≤F≤　　　　。 在两个分力大小一定的情况下，随着两分力夹角的增大，合力逐渐　　　　。当两分力夹角为零时，合力最大：Fmax＝　　　　；当两分力夹角为180o时，合力最小：Fmin=　　　　。 4. 把一个已知力分解为两个互成角度的分力，如果没有条件限制，可以分解为无数对分力。要得到确定的答案，必须给出一些附加条件．如已知两个分力的方向，已知一个分力的大小及方向等。在实际问题中，要根据力产生的实际作用效果或处理问题的方便来决定如何分解。 5. 力的正交分解：在物体受多个力作用时，常把各力都分解在两个互相垂直的方向（通常把这两个方向分别称为x轴和y轴，但这并不一定是水平和竖直方向），然后分别求每个方向上的力的代数和。这样就可把复杂的矢量运算转化为互相垂直方向上的简单的代数运算。正交分解法是一个重要的方法，它不仅适用于静力学，也广泛适用于动力学、动量等问题。 （二）共点力作用下的物体的平衡 1. 平衡状态：物体处于　　　　或　　　　状态，叫做平衡状态．物体处于平衡状态的本质特征是加速度为　　。 2. 平衡条件：物体所受的合外力为：F合=　　。平衡条件常用的表达形式：F合=0 （1）在正交分解法中Fx=0，Fy=0 （2）物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中某一个力跟其余力的合力大小　　、方向　　　　、作用在　　　　。 3. 二力平衡时，二力　　　　、　　　　、　　　　；三力（非平行）平衡时，三力共面共点。 四. 疑难点解析： 1. 力的分解的几种情况 （1）已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小，有唯一解。 （2）已知合力和一个分力（大小、方向）求另一个分力（大小、方向），有唯一解。 （3）已知合力和两分力的大小求两分力的方向：① FF1+F2，无解；② F=F1+F2，有唯一解，Fl和F2跟F同向；③ F=F1－F2，有唯一解；F1与F同向，F2与F反向； ④ F1－F2FF1+F2，有无数组解（若限定在某一平面内，有两组解）。 注意点： 两个力的合力唯一确定，一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，要有定解条件。我们在解决物理问题、进行力的分解时，主要根据下列两种情况判断要分解的两个力： （1）按力产生的效果进行分解； （2）按问题的需要进行分解。 （3）已知合力F和F1的大小、F2的方向（F2与合力的夹角为）：① FlFsin，无解；② Fl＝Fsin，有唯一解；③ FsinFlF，有两组解；④ F1≥F，有唯一解。 2. 求解平衡问题常用的方法 （1）有不少三力平衡问题，既可从平衡的观点（根据平衡条件建立方程）求解——平衡法，也可从力的分解的观点（将某力按其作用效果分解）求解——分解法。两种方法可视具体问题灵活选用．但平衡法是求解平衡问题的基本方法，特别对三个以上力的平衡问题，分解法失效，平衡法照样适用。 （2）相似三角形法：通过力三角形与几何三角形相似求未知力。对解斜三角形的情况更显优越性。 （3）力三角形图解法：当物体所受的力变化时，通过对几个特殊状态画出力图（在同一图上）对比分析，使动态问题静态化，抽象问题形象化，问题将变得易于分析处理（如[典型例题]中例2）。 【典型例题】 [例1] 固定在水平面上的光滑半球，半径为R，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细线一端拴一小球，置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图1所示。现缓慢地将小球从A点拉向B点，则此过程中，小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小FT的变化情况是（ ） A. FN不变，FT不变 B. FN不变，FT变大 C. FN不变，FT变小 D. FN变大，FT变小 图1 解析：小球受力如图2所示，根据平衡条件知，球所受的支持力FN和细线的拉力FT的合力跟重力是一对平衡力，即F=G 图2 根据几何关系知，力三角形ΔFAFN与几何三角形ΔCOA相似