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第2讲力的合成与分解;
课程标准
通过实验,了解力的合成与分解,知道矢量和标量.
素养目标
物理观念:知道合力、分力的概念,掌握平行四边形定则.
科学思维:能应用力的合成与分解的知识,分析实际问题.;考点一;考点一;考点一共点力的合成
●———【必备知识·自主落实】———●
1.合力与分力合力不一定大于分力
(1)定义:如果一个力单独作用的________跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,那几个力叫作这一个力的分力.
(2)关系:合力和分力是________的关系.;2.共点力
作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力.如图所示均是共点力.;3.力的合成
(1)定义:求几个力的合力的过程.
(2)运算法则
①平行四边形定则所有矢量的运算法则:求两个互成角度的共点力的合力时,以表示这两个力的有向线段为________作平行四边形,这两个邻边之间的________就表示合力的大小和方向.如图甲所示.
②三角形定则:把两个矢量________从而求出合矢量的方法.如图乙所示.;●———【关键能力·思维进阶】———●
1.合力范围的确定
(1)两个共点力的合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.
①两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小.
②当两个力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两个力同向时,合力最大,为F1+F2.
(2)三个共点力的合力大小的范围
①最大值:三个力同向时,其合力最大,为Fmax=F1+F2+F3.
②最小值:如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围内,则其合力的最小值为零,即Fmin=0;否则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和,即Fmin=F1-(F2+F3)(F1为三个力中最大的力).;2.计算法确定合力大小时常用的数学知识
(1)三角函数的定义.
(2)勾股定理.
(3)特殊三角形的知识.例如:等边三角形、等腰三角形……
(4)相似三角形的规律.
(5)正弦定理、余弦定理.;考向1合力大小的范围
例1(多选)两个共点力F1、F2大小不同,夹角为α(0απ),它们的合力大小为F,则()
A.F1、F2同时增加10N,F也增加10N
B.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍
C.F1增加10N,F2减少10N,F一定不变
D.若F1、F2都增大,但F不一定增大;考向2作图法求合力
例2某物体同时受到2个共点力作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长均表示1N大小的力),物体所受合力最大的是();?;?;?;考点二;?;●———【关键能力·思维进阶】———●
1.力的分解的原则
(1)选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定,一般来说,当物体受到三个或三个以下的力时,常按实际效果进行分解,若受到三个力中,有两个力互相垂直,可选用正交分解法.
(2)当物体受到三个以上的力时,常用正交分解法.
2.力的效果分解法的步骤;?;考向1按照力的效果分解力
例4如图甲所示是斧子砍进木桩时的情境,其横截面如图乙所示,斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形,当施加竖直向下的力F时,则()
A.同一斧子,若施加的力F越小,越容易劈开木桩
B.同一斧子,若施加的力F越大,越不容易劈开木桩
C.施加相同的恒力F,θ越大的斧子,越容易劈开木桩
D.施加相同的恒力F,θ越小的斧子,越容易劈开木桩;
解析:同一斧子,θ一定,F越大,其分力越大,越容易劈开木桩,故A、B错误;F一定时,θ越小的斧子,其分力越大,越容易劈开木桩,故C错误,D正确.故选D.;?;?;核心素养提升“活结”与“死结”“动杆”与“定杆”模型
模型1“活结”与“死结”模型——模型建构
1.“活结”模型分析;
2.“死结”模型分析;?;?;模型2“动杆”与“定杆”模型——模型建构
1.“动杆”模型分析;2.“定杆”模型分析;典例2如图为两种形式的吊车的示意图,甲图中OA为可绕O点转动的轻杆,乙图中O点插入墙中,AB为缆绳,当它们跨过轻杆吊起相同重物时,杆OA在图甲、乙中的受力分别为Fa、Fb,则下列关系正确的是()
A.Fa=FbB.FaFbC.FaFbD.大小不确定;?;[教你解决问题]模型建构;
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