2024-2025學(xué)年高中物理第5章力與平衡章末綜合提升教案魯科版必修1

PAGE4-第5章力與平衡[體系構(gòu)建][核心速填]1．力的合成與分解(1)遵守定則：平行四邊形定則或三角形定則．(2)兩個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2．2．共點(diǎn)力的平衡(1)平衡狀態(tài)：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)共點(diǎn)力的平衡條件：F合＝0．力的合成與分解思維方法的應(yīng)用依據(jù)已知力分析未知力的大小，其分析步驟如下：1．確定探討對(duì)象．2．對(duì)探討對(duì)象進(jìn)行受力分析．3．當(dāng)物體受到的力不超過(guò)三個(gè)時(shí)，一般采納力的合成和分解法：(1)確定要合成和分解的力．(2)依據(jù)平行四邊形定則作出合力或分力．(3)依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)計(jì)算合力或分力．4．當(dāng)物體受到的力超過(guò)三個(gè)時(shí)，一般采納正交分解法：(1)建立直角坐標(biāo)系，使盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上．(2)將各力正交分解在坐標(biāo)軸上．(3)沿坐標(biāo)軸方向依據(jù)平衡條件列方程．【例1】(多選)如圖所示，重物的質(zhì)量為m，輕細(xì)繩AO和BO的A端、B端是固定的．平衡時(shí)AO是水平的，BO與水平方向的夾角為θ．AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是()A．F1＝mgcosθ B．F1＝mgcotθC．F2＝mgsinθ D．F2＝eq\f(mg,sinθ)BD[方法一：合成法由平行四邊形定則，作出F1、F2的合力F12，如圖甲所示，又考慮到F12＝mg，解直角三角形得F1＝mgcotθ，F(xiàn)2＝eq\f(mg,sinθ)，故選項(xiàng)B、D正確．方法二：分解法F2共產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，一個(gè)是水平方向沿A→O拉繩子AO，另一個(gè)是拉著豎直方向的繩子．如圖乙所示，將F2分解在這兩個(gè)方向上，結(jié)合力的平衡等學(xué)問(wèn)得：F1＝F′2＝mgcotθ，F(xiàn)2＝eq\f(F″2,sinθ)＝eq\f(mg,sinθ)，故選項(xiàng)B、D正確．][一語(yǔ)通關(guān)]力的合成與分解都遵從平行四邊形定則或三角形定則，計(jì)算時(shí)要先依據(jù)要求依據(jù)力的平行四邊形定則作出力的合成或力的分解的示意圖，再依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)解三角形，主要是求解直角三角形.[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．水平橫梁一端插在墻壁內(nèi)，另一端裝小滑輪B．一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，如圖所示，則滑輪受到繩子的作用力為(g取10N/kg)()A．50NB．50eq\r(3)NC．100ND．100eq\r(3)NC[以滑輪為探討對(duì)象，懸掛重物的繩的拉力是F＝mg＝100N，故小滑輪受到繩的作用力沿BC、BD方向，大小都是100N．從圖中看出，∠CBD＝120°，∠CBE＝∠DBE，得∠CBE＝∠DBE＝60°，即△CBE是等邊三角形，故F合＝100N．]整體法與隔離法在平衡中的應(yīng)用在實(shí)際問(wèn)題中，經(jīng)常會(huì)遇到幾個(gè)連接在一起的物體在外力作用下運(yùn)動(dòng)，須要求解它們所受的外力或它們之間的相互作用力，這類問(wèn)題被稱為連接體問(wèn)題．與求解單一物體的力學(xué)問(wèn)題相比較，連接體問(wèn)題要困難得多．有相同加速度的連接體問(wèn)題是比較簡(jiǎn)潔的，目前我們只限于探討這類問(wèn)題．連接體問(wèn)題常見的求解方法有兩個(gè)，即整體法和隔離法．1．整體法：以幾個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)為探討對(duì)象進(jìn)行求解的方法．在很多問(wèn)題中用整體法比較便利，但整體法不能求解系統(tǒng)的內(nèi)力．2．隔離法：把系統(tǒng)分成若干部分并隔離開來(lái)，分別以每一部分為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析，分別列出方程，再聯(lián)立求解的方法．3．選用原則：通常在分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí)，用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時(shí)，用隔離法．有時(shí)在解答同一個(gè)問(wèn)題時(shí)要多次選取探討對(duì)象，須要整體法與隔離法交替運(yùn)用．【例2】在粗糙水平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對(duì)B加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過(guò)球心，設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，A對(duì)B的作用力為F2，地面對(duì)A的作用力為F3．若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過(guò)程中()A．F1保持不變，F(xiàn)3緩慢增大B．F1緩慢增大，F(xiàn)3保持不變C．F2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大D．F2緩慢增大，F(xiàn)3保持不變C[A、B始終保持靜止，對(duì)B進(jìn)行受力分析，如圖甲所示，設(shè)A、B圓心連線與豎直方向夾角為α，由F2sinα＝F1，F(xiàn)2cosα＝F＋GB可得，當(dāng)F增大時(shí)，F(xiàn)2增大，F(xiàn)1也增大．甲乙將A、B看成整體，進(jìn)行受力分析如圖乙所示，設(shè)地面對(duì)A的支持力為N，對(duì)A的摩擦力為f，則由整體平衡得GA＋GB＋F＝N，且f＝F1，由此可知，當(dāng)F增大時(shí)，N、f均增大，N與f的合力F3也增大．所以只有選項(xiàng)C正確，A、B、D均錯(cuò)誤．][一語(yǔ)通關(guān)]整體法和隔離法有時(shí)要交叉運(yùn)用，但必需運(yùn)用力的相互作用原理才能從整體法過(guò)渡到隔離法.[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為()A．eq\r(3)∶4B．4∶eq\r(3)C．1∶2D．2∶1D[以兩球和彈簧B為整體作為探討對(duì)象，整體受重力G、輕彈簧A的彈力FA和輕彈簧C的彈力FC三個(gè)力