2011年高考物理一轮复习课件第2部分研究物体间的相互(受力分析力的合成与分解).ppt

金太阳新课标资源网 * 金太阳新课标资源网 老师都说好! （一）知识与技能 本专题所涉及知识点有合力、分力、力的含义与分解，物体合力与分力的平行四边形定则等知识点. （二）过程与方法 1.本专题复习过程中同学们首先要弄清几个基本概念：共点力、合力与分力，在此基础上掌握力的合成与分解的法则. 2.力的平行四边形法则是进行力的合成最常用的法则之一，同学们必须熟练掌握，同时力的正交分解法、三角形法则等矢量计算法也是常用的方法，必须具体情况具体分析. 3.受力分析是解题过程中必须经历的一个过程，一般不会单独考查受力分析问题，但同学们必须熟练掌握受力分析的方法，这是正确解题的必要条件. 4.力的合成与分解及平行四边形法则是矢量运算的基础方法，也是解决涉及矢量问题的前提，一般在高考中单独命题的可能性并不大，但本专题内容却频繁的出现在一些综合题之中，高考试题会通过结合一些数学方法，如几何法、图象法、函数法等进行综合性考查，这对同学们应用数学知识解决物理的能力提出了较高的要求. 一质量为m的铁球在水平力F的作用下，静止在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间，铁球与斜面的接触点为A，推力F的作用线通过球心O，如右图所示.假设斜面、墙壁均光滑.若水平推力缓慢增大，在此过程中，下面说法正确的是（ ） A.铁球共受到三个力的作用 B.铁球对斜面的压力缓慢的增大 C.力F与墙对铁球的支持力之差不变 D.斜面对铁球的支持力大小不等于mgcosθ 【思路剖析】 （1）在研究物体受力变化时，最常见的，正确的受力分析应当是一个不多，一个不错，一个不少. （2）在应用力的合成或分解方法解题有多种方法选择时，重要的是选用最佳的. 【答案】CD 【思路拓展】本题涉及到力的受力分析、力的分解与合成等知识点.采用正交分析法比较方便，能否正确选择坐标系是解题的关键，本题若按常规以平行斜面为x轴则问题会变的复杂，学物理关键要学会变通，变则通达. 解析:对于铁球，其受力情况如下图所示，小球共受到4个力的作用，力F1是墙壁对球的弹力.由共点力的平衡条件得水平方向有：F-F1-FNsinθ=0, 故：FNcosθ-G=0. 从而得FN= ，即压力不变，且不等于mgcosθ.由于F-F1=Gtanθ，可以看出力F与墙对铁球的支持力之差不变. q cos G 如图1所示有五个共点力作用于同一点O，表示这五个力的有向线段恰好分别构成正六边形的两个邻边和三条对角线，已知F3=10N，求这五个力的合力的大小和方向. 【思路剖析】 力的合成有多种方法可选择，对于物体受到多个力作用时，如本题可选择平行四边形和正交分解法，而采用力的平行四边形法则可有多种选择.如何选择应在平时训练中找到最适当的方法. 图1 图2 图3 解析:多力合成的方法是先求任意两个力的合力，再将这两个力的合力与第三个力合成，依次类推，但本题如果用这样的方法太过繁琐，很难得出正确的结论，如果能够利用各力的对称性确定合理的顺序来求解会达到事半功倍的效果.方法1：先求出F1、F5的合力，再求出F2、F4的合力，最后求出五个力的合力.如图2所示，由几何知识可知：F1、F5与F3的夹角为60°，且F1=F5= ，由于F1、F5夹角为120°，所以合力大小仍为F15 = ，方向与F3相同； 同理可得，F2、F4合力的大小为F24= ， 由于合力与分力可以等效替代，可以将五个力等效为三个力，即F15、F24、F3这三个力方向均沿F3方向，大小分别为 （F1、F5的合力）、 （F2、F4的合力）、F3； 计算可得：合力为3F3=30N，方向沿F3的方向. 方法2：先求出F1、F4的合力，再求出F2、F5的合力，最后求出五个力的合力. 如图3所示，连接F1和F3、F5和F3的箭头，由图可知：F1、F4的合力等于F3， 2 3 F 2 3 F 2 3 3 F 2 3 F 2 3 3 F 【答案】合力大小为30N，方向沿F3的方向. 【思维拓展】在力的合成过程中要注意：①只有作用在同一个物体上的力才能合成，作用在不同物体上的力不能进行合成；②力的合成问题答案是唯一的，力的合成和分解过程实际就是力的等效代替过程.③在使用正交分解法时，从理论上讲坐标轴的选取是任意的，但由于坐标轴选取的不同，求解问题的难度是不同的，在选取坐标轴时要力争做到简单方便原则. F2、F5的合力也等于F3，所以这五个力的合力大小为 F合=3F3=30N，方向沿F3的方向. 方法3：利用正交分解法把F1、