滬科版物理必修1課件：第4章習(xí)題課

1、欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力習(xí)題課平衡類問題的處理方法習(xí)題課平衡類問題的處理方法欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力要點(diǎn)突破思維啟動要點(diǎn)突破思維啟動欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力2解決平衡類問題時常用的方法解決平衡類問題時常用的方法(1)正交分解法正交分解法當(dāng)物體受到三個以上的共點(diǎn)力作用而處于平當(dāng)物體受到三個以上的共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)時，采用力的正交分解法求解比較方衡狀態(tài)時，采用力的正交分解法求解比較方便以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立正交便以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立正交坐標(biāo)系后，可以把物體所受到的力分

2、別分解坐標(biāo)系后，可以把物體所受到的力分別分解到相互垂直的到相互垂直的x軸和軸和y軸上，再利用平衡條件軸上，再利用平衡條件的分量式的分量式Fx0和和Fy0，即可把復(fù)雜的矢量，即可把復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為比較簡單的代數(shù)運(yùn)算運(yùn)算轉(zhuǎn)化為比較簡單的代數(shù)運(yùn)算欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力(2)力的合成與分解法力的合成與分解法對于三力平衡，一般根據(jù)對于三力平衡，一般根據(jù)“任意兩個力的合任意兩個力的合力與第三個力等大反向力與第三個力等大反向”的關(guān)系，借助三角的關(guān)系，借助三角函數(shù)、相似三角形等手段求解；亦可將某一函數(shù)、相似三角形等手段求解；亦可將某一個力分解到另外兩個力的反方向上，得

3、到的個力分解到另外兩個力的反方向上，得到的這兩個分力必與另外兩個力等大、反向；對這兩個分力必與另外兩個力等大、反向；對于多個力的平衡，利用先分解再合成的正交于多個力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法分解法欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力(3)矢量三角形法矢量三角形法物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力作用平物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力作用平衡時，這三個力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成衡時，這三個力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個矢量三角形；反之，若三個力矢量箭頭一個矢量三角形；反之，若三個力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個力的合首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個力的合

4、力必為零，利用三角形法，根據(jù)正弦定理、力必為零，利用三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識可求得未余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識可求得未知力知力欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力(4)相似三角形法相似三角形法對于三力平衡的問題，一般可以通過對于三力平衡的問題，一般可以通過“物理物理幾何幾何”的轉(zhuǎn)化，把三力平衡的問題轉(zhuǎn)化為三角的轉(zhuǎn)化，把三力平衡的問題轉(zhuǎn)化為三角形問題，然后由求解三角形的幾何問題去求解形問題，然后由求解三角形的幾何問題去求解物體受力而平衡的問題尤其是得到的力的三物體受力而平衡的問題尤其是得到的力的三角形不是直角三角形，而且角度不是特殊值角形

5、不是直角三角形，而且角度不是特殊值(如如30，45，60)，三角形的邊角也無，三角形的邊角也無明確的定量關(guān)系時，就可通過尋求力的三角形明確的定量關(guān)系時，就可通過尋求力的三角形與幾何三角形的相似關(guān)系而求解題目與幾何三角形的相似關(guān)系而求解題目欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力(5)動態(tài)圖解法動態(tài)圖解法因某些物理量的變化使物體所處的狀態(tài)發(fā)生因某些物理量的變化使物體所處的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在此緩慢變化過程中物體處于緩慢變化，而在此緩慢變化過程中物體處于一系列的平衡狀態(tài)求解此類問題可用動態(tài)一系列的平衡狀態(tài)求解此類問題可用動態(tài)圖解法即依據(jù)某一參量的變化過程分析研圖解法即依據(jù)某一

6、參量的變化過程分析研究對象的受力，并作出力的平行四邊形，由究對象的受力，并作出力的平行四邊形，由動態(tài)的力的平行四邊形的邊長動態(tài)的力的平行四邊形的邊長(或角度或角度)的變的變化，確定某一力的大小與方向的變化規(guī)律，化，確定某一力的大小與方向的變化規(guī)律，從而得到正確的結(jié)論從而得到正確的結(jié)論欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力典題例證權(quán)威預(yù)測典題例證權(quán)威預(yù)測 (2012南京高一檢測南京高一檢測)在光滑墻壁上用在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在網(wǎng)兜把足球掛在A點(diǎn)，足球與墻壁的接觸點(diǎn)為點(diǎn)，足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B(圖圖)，足球的質(zhì)量為，足球的質(zhì)量為m，懸繩，懸繩與墻壁的夾角為與墻壁的夾角為

7、，網(wǎng)兜的質(zhì)量，網(wǎng)兜的質(zhì)量不計，求懸繩對球的拉力和墻不計，求懸繩對球的拉力和墻壁對球的支持力壁對球的支持力例例1欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力【精講精析精講精析】取足球作為研究對象，它共取足球作為研究對象，它共受到三個力的作用重力受到三個力的作用重力Gmg，方向豎直，方向豎直向下；墻壁的支持力向下；墻壁的支持力N，方向水平向右；懸，方向水平向右；懸繩的拉力繩的拉力T，方向沿繩的方向，方向沿繩的方向欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力法一：合成法法一：合成法取足球作為研究對象，它們受重力取足球作為研究對象，它們受重力Gmg、墻、墻壁的支持力壁的

8、支持力N和懸繩的拉力和懸繩的拉力T三個共點(diǎn)力作用三個共點(diǎn)力作用而平衡，如圖所示，由共點(diǎn)力平衡的條件可而平衡，如圖所示，由共點(diǎn)力平衡的條件可知，知，N和和T的合力的合力F與與G大小大小相等、方向相反，即相等、方向相反，即FG,從從圖中力的平行四邊形可求得：圖中力的平行四邊形可求得：NFtanmgtan，TF/cosmg/cos.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力法二：分解法法二：分解法取足球?yàn)檠芯繉ο?，其受重力取足球?yàn)檠芯繉ο螅涫苤亓、墻壁支持、墻壁支持力力N、懸繩的拉力、懸繩的拉力T，如圖所示，將重力，如圖所示，將重力G分分解為解為N和和T，由共點(diǎn)力平衡條件可知，

9、由共點(diǎn)力平衡條件可知，N與與N的合力必為零，的合力必為零，T與與T的合力也必為的合力也必為零，所以零，所以NNmgtan，TTmg/cos.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力法三：正交分解法求解法三：正交分解法求解取足球作為研究對象，受三個力作用，重力取足球作為研究對象，受三個力作用，重力G、墻壁的支持力、墻壁的支持力N、懸繩拉力、懸繩拉力T，如圖所示，如圖所示,取水平方向?yàn)槿∷椒较驗(yàn)閤軸，豎直方向?yàn)檩S，豎直方向?yàn)閥軸，將軸，將T分分別沿別沿x軸和軸和y軸方向進(jìn)行分解由平衡條件可軸方向進(jìn)行分解由平衡條件可知，在知，在x軸和軸和y軸方向上的合力軸方向上的合力Fx合合和

10、和Fy合合應(yīng)分應(yīng)分別等于零即別等于零即欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力Fx合合NTsin0，F(xiàn)y合合TcosG0.由上述兩式解得：由上述兩式解得：TG/cosmg/cos，NTsinmgtan.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力 如圖，光滑的半球體固定在水平地面如圖，光滑的半球體固定在水平地面上，球心上，球心O的正上方固定有一小滑輪，懸點(diǎn)到的正上方固定有一小滑輪，懸點(diǎn)到半球頂距離為半球頂距離為d，球半徑為，球半徑為R，跨過

11、滑輪的細(xì)，跨過滑輪的細(xì)線一端系一重球，現(xiàn)在細(xì)線的另一端用力將線一端系一重球，現(xiàn)在細(xì)線的另一端用力將小球由小球由a位置緩慢地拉向位置緩慢地拉向b，在此過程中，小，在此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫η驅(qū)Π肭虻膲毫及細(xì)線的及細(xì)線的拉力拉力T的大小變化為的大小變化為()例例2欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力AN變大、變大、T變大變大 BN變小、變小、T變大變大CN不變、不變、T變小變小 DN變小、變小、T不變不變【精講精析精講精析】選小球?yàn)檠芯繉ο?，設(shè)拉球選小球?yàn)檠芯繉ο?，設(shè)拉球的繩長為的繩長為L，受力分析如圖，由于小球處于，受力分析如圖，由于小球處于平衡狀態(tài)，所以平衡狀態(tài)，所

12、以T、N、G構(gòu)成一個封閉的三構(gòu)成一個封閉的三角形，據(jù)數(shù)學(xué)知識可以看出三角形角形，據(jù)數(shù)學(xué)知識可以看出三角形AOB跟三跟三角形角形TGN相似，據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例相似，據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力【答案答案】C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖所示，如圖所示，AC為輕繩，為輕繩，BC為彎曲的硬桿為彎曲的硬桿,質(zhì)量忽略不計，質(zhì)量忽略不計，B端鉸鏈接于豎直墻上，且端鉸鏈接于豎直墻上，且ABAC.當(dāng)當(dāng)C端掛一質(zhì)量為端掛一質(zhì)量為m的物體時，繩的物體時，繩AC的拉力為多大？的拉力為多大？欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)

13、引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力解析：以解析：以C點(diǎn)為研究對象，作出點(diǎn)為研究對象，作出C點(diǎn)受力圖如點(diǎn)受力圖如圖所示物體對圖所示物體對C點(diǎn)向下的拉力大小等于重力點(diǎn)向下的拉力大小等于重力mg，繩，繩AC的拉力的拉力T沿繩指向沿繩指向A，硬桿對，硬桿對C點(diǎn)的點(diǎn)的彈力彈力N，由于硬桿的質(zhì)量，由于硬桿的質(zhì)量不計，故桿的彈力不計，故桿的彈力N方向方向沿沿BC的連線方向的連線方向,同時有同時有幾何關(guān)系幾何關(guān)系A(chǔ)BCBCA.圖中的圖中的T和和mg的合力與的合力與N欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力是一對平衡力，且合力方向與是一對平衡力，且合力方向與T和和mg的夾的夾角均

14、相同，力三角形與幾何三角形相似，角均相同，力三角形與幾何三角形相似，可得可得Tmg.答案：答案：mg欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力 如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為的光滑斜面上有的光滑斜面上有一光滑擋板一光滑擋板A，在擋板和斜面之間夾一質(zhì)量為，在擋板和斜面之間夾一質(zhì)量為m的重球的重球B，開始時板，開始時板A處于豎直位置，現(xiàn)使處于豎直位置，現(xiàn)使其下端繞其下端繞O沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)至水平位置，沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)至水平位置，分析重球分析重球B對斜面和對擋板壓力的變化情況是對斜面和對擋板壓力的變化情況是()例例3欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與

15、分力A對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力也對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力也逐漸減小逐漸減小B對斜面的壓力逐漸變大，對擋板的壓力則對斜面的壓力逐漸變大，對擋板的壓力則逐漸減小逐漸減小C對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力先對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力先變小后變大變小后變大D對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力先對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力先變大后變小變大后變小欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】本題不涉及定量計算，僅僅本題不涉及定量計算，僅僅判斷力的大小的變化情況，是平衡問題中典判斷力的大小的變化情況，是平衡問題中典型的動態(tài)分析問題，因此采

16、用圖解法型的動態(tài)分析問題，因此采用圖解法欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力【精講精析精講精析】分析球的受力，球受到重力分析球的受力，球受到重力mg、擋板對球的彈力、擋板對球的彈力NA及斜面對球的支持力及斜面對球的支持力NB，如圖所示，球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈力，如圖所示，球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈力NA與與NB的合力的合力N大小等于重力大小，方向豎直向大小等于重力大小，方向豎直向上，上，NA、NB、N構(gòu)成一構(gòu)成一平行四邊形平行四邊形欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力當(dāng)擋板下端繞當(dāng)擋板下端繞O沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)至水平沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)至水平位置的過程中，可以

17、看出表示彈力位置的過程中，可以看出表示彈力NA的邊的的邊的長度先變小后變大，即表示彈力長度先變小后變大，即表示彈力NA先變小后先變小后變大；表示支持力變大；表示支持力NB的邊的長度一直變短，的邊的長度一直變短，即說明即說明NB一直變小由牛頓第三定律可知，一直變小由牛頓第三定律可知，球?qū)醢宓膲毫ο茸冃『笞兇?，對斜面的壓球?qū)醢宓膲毫ο茸冃『笞兇?，對斜面的壓力逐漸減小力逐漸減小【答案答案】C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 3如圖所示，如圖所示，m在三根細(xì)繩懸吊下處于平衡在三根細(xì)繩懸吊下處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用手持繩狀態(tài)，現(xiàn)用手持繩OB的的B端，使端，使OB緩慢向上緩慢向上轉(zhuǎn)動，且始終保持結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動，且始終保持結(jié)點(diǎn)O的位置不動，分析的位置不動，分析AO、BO兩繩中的拉力兩繩中的拉力如何變化如何變化欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第第4章章 怎樣求合力與分力怎樣求合力與分力解析：由于解析：由于O點(diǎn)始終不動，故物體始終處于點(diǎn)始終不動，故物體始終處于平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)，OC對對O點(diǎn)的拉力不變且點(diǎn)的拉力不變且OA中拉中拉力的方向不變，由平衡力的方向不變，由平衡條件的推論可知繩條件的推論可知繩AO的拉力的拉力T1與繩與繩OB的拉力的拉力T2的合力的合力