1、高中物理 4 力的合成学案 新人教版必修12019-2020年高中物理 .4 力的合成学案 新人教版必修1【学习目标 细解考纲】1.深刻理解合力与分力的等效替代关系。2.区分矢量与标量，知道矢量的合成，应用平行四边形定则。3.通过实验探究，理解力的合成，能用力的合成分析日常生活中的问题。4.能够用图解法和计算法求多个力的合力的大小和方向。【必记概念 必记公式】如果一个力和其他几个力的_相同，就把这一个力叫那几个力的合力。互成角度的二力合成时，可以用表示这两个力的线段为_作平行四边形。这两个邻边之间的对角线就表示合力的_和_。物体受几个力的作用，这几个力作用于一点上或_交于一点，这样的一组力就叫
2、做_，平等四边形定则只适用于_。【知识梳理 双基再现】一.力的合成 一袋面粉可由一个人提起,也可由两个人抬起; 拉纤,同样的船,同样的水流,可由一个人拉,这就是生活中我们常见到的一个力的作用效果与两个或者多个力作用效果相同的事例。概念：一个力产生的效果跟几个力共同作用效果相同，那么这个力叫做几个力的合力，那几个力叫这个力的分力。特点：合力和分力的关系是等效替代关系，强调的是效果相同；合力并不是单独存在的力。力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。例题1：关于合力和分力，下列说法中正确的是（ ） A.合力和分力是等效的 B.合力和分力的性质相同 C.合力和分力同时作用在物体上 D.合力和分力
3、的性质不影响作用效果例题2：关于合力与其两个分力的关系，下列说法正确的是（ ） A.合力的作用效果与两个分力的作用效果相同B.合力的大小一定等于两个分力的大小之和C.合力可能小于它的任一个分力D.合力大小可能等于某一个分力的大小二.共点力和平行四边形法则1.共点力：如果物体受到两个或两个以上的力作用，这些力作用在物体的同一点，或者它们的延长线相交于一点，这样的一组力叫共点力。力的合成法则平行四边形法则只适用于共点力2.平行四边形定则内容：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则就叫平行四边形法则。注意：平行四边形定则是物理学中
4、一个重要的原则，不仅对力的合成适用，对所有矢量的合成都是成立的。作平行四边形时，两个分力跟合力的作用点相同，虚-实要分清，要严格按比例作图。多个力合成时，先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力3.合力和分力的关系合力可以大于两个分力中的任何一个分力，也可以小于其中任何一个分力，也可以等于分力，合力的大小随两分力夹角的增大而减小，两力合力的取值范围：例题3：三个大小分别为3N.7N.9N的力的合力，最大为 ，最小为 例题4：两个大小相等的共点力,当它们间的夹角为时，合力大小为，则当它们间夹角为时，合力的大小为（ ）A. B
5、. C. D.例题5：一个物体受到两个共点力的作用，大小为和，则合力的数值可能是（ ）A. B. C. D.例题6：两个共点力，大小都为，如果使这两个力的合力也是，这两个力之间的夹角应为（ ）A. B. C. D.三两个共点力合力大小的判断两个共点力大小一定时，合力的大小和方向随着之间的夹角的改变而改变（1）当夹角时，力在同一直线上且方向相同，方向跟两个力的方向相同。此时，合力最大。（2）当夹角时，力、在同一直线上且方向相反，,方向跟两个力中较大的那个力的方向相同，此时，合力最大。（3）当，.由上述分析可知，合力的大小可在最大值最小值之间取值，取值范围为。例7，大小不变的两个共点力与，其合力为
6、,则（ ）A.合力一定大于一分力B.合力大小既可等于，也可等于C.合力有可能小于任何一个分力D.合力大小随、之间的夹角增大而增大。四、力的合成的方法（1）力的合成的三种方法：作图法：要选取统一标度，严格作出力的图示及平行四边形，用统一标度去度量作出的平行四边形的对角线，求出合力的大小。计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出对角线，即为合力。公式法：如图3-4-1所示，合力的大小及方向。a大小：.b方向：(为与的夹角，为合力与分力间的夹角)(2)力的合成的几种特殊情况：相互垂直的两个力的合成，如图所示，。合力与分力的夹角(为合力与的夹角)。夹角为，两个等大的力的合成，如
7、图343所示，作出的平行四边形，利用其对角线垂直的特点可得直角三角形，解直角三角形求得合力，合力与每一个分力的夹角等于，夹角为的两个等大的力的合成，如图344所示，实际的特殊情况：，即合力大小等于分力。从图上看出，对角线把画出的菱形分为两个等边三角形，所以合力与分力等大。例题：大小不变的两个共点力与，其合力为，则（ ）A.合力一定大于任何一分力B.合力大小既可等于，也可等于C.合力有可能小于任何一个分力D.合力大小随，之间的夹角增大而减小例题：如图所示，表示五个共点力的有向线段恰分别构成正六边形和三条对角线，已知，这五个共点力的合力大小为（ ）A. B. C. D.例题：两个共点力的合力大小在
8、之间，当这两个共点力互相垂直时，其合力的大小为（ ）A. B. C. D.条件不足，无法确定五正交分解法：把一个力分解成两个互相垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法。用正交分解法求合力的步骤：首先建立平面直角坐标系，并确定正方向把各个力向x轴、y轴上投影，但应注意的是：与确定的正方向相同的力为正，与确定的正方向相反的为负，这样，就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向求在x轴上的各分力的代数和Fx合和在y轴上的各分力的代数和Fy合求合力的大小 合力的方向：tan=（为合力F与x轴的夹角）点评：力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上，分解最终往往是为了求合力（某
9、一方向的合力或总的合力）【例5】质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动已知木块与地面间的动摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个? Amg （mg+Fsin）（mg+Fsin） Fcos 解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力F沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解如图(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于向右的力（水平方向二力平衡）；在y轴上向上的力等于向下的力（竖直方向二力平衡）即FcosF FNmg+Fsin 又由于FFN F（mg+Fsin） 故、答案是正确的小结：（1）在分析同一
10、个问题时，合矢量和分矢量不能同时使用。也就是说，在分析问题时，考虑了合矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。（2）矢量的合成分解，一定要认真作图。在用平行四边形定则时，分矢量和合矢量要画成带箭头的实线，平行四边形的另外两个边必须画成虚线。（3）各个矢量的大小和方向一定要画得合理。（4）在应用正交分解时，两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角，哪个是小锐角，不可随意画成45。（当题目规定为45时除外）【典型例题】【例1】物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用，若两力大小分别为5N、 N，求这两个力的合力解析：根据平行四边形定则作出平行四边形，如图所示，由于F1、F2相
11、互垂直，所以作出的平行四边形为矩形，对角线分成的两个三角形为直角三角形，由勾股定理得：N=10 N合力的方向与F1的夹角为： 30点评：今后我们遇到的求合力的问题，多数都用计算法，即根据平行四边形定则作出平行四边形后，通过解其中的三角形求合力在这种情况下作的是示意图，不需要很严格，但要规范，明确哪些该画实线，哪些该画虚线，箭头应标在什么位置等【例2】如图甲所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N，两力之间的夹角为60，求这两个拉力的合力解析：根据平行四边形定则，作出示意图乙，它是一个菱形，我们可以利用其对角线垂直平分，通过解其中的直角三角形求合力N=346 N 合力与F1
12、、F2的夹角均为30点评：（1）求矢量时要注意不仅要求出其大小，还要求出其方向，其方向通常用它与已知矢量的夹角表示（2）要学好物理，除掌握物理概念和规律外，还要注意提高自己应用数学知识解决物理问题的能力【例3】（1）下列哪组力作用在物体上，有可能使物体处于平衡状态A3N，4N，8N B3N，5N，1NC4N，7N，8N D7N，9N，6N（2）用手施水平力将物体压在竖直墙壁上，在物体始终保持静止的情况下A压力加大，物体受的静摩擦力也加大B压力减小，物体受的静摩擦力也减小C物体所受静摩擦力为定值，与压力大小无关D不论物体的压力改变与否，它受到的静摩擦力总等于重力（3）如下图所示，木块在水平桌面上
13、，受水平力F1 =10N，F2 =3N而静止，当撤去F1后，木块仍静止，则此时木块受的合力为A0 B水平向右，3NC水平向左，7N D水平向右，7N解析：（1）CD 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合0。只有CD两个选项中的三个力合力为零。（2）CD 物体始终保持静止，即是指物体一直处于平衡状态，则据共点力作用下物体的平衡条件有对物体受力分析，如下图可得F = FN ，Ff = G（3）A 撤去F1后，木块仍静止，则此时木块仍处于平衡状态，故木块受的合力为0【例4】氢气球重10 N，空气对它的浮力为16 N，用绳拴住，由于受水平风力作用，绳子与竖直方向成30角，则绳子的拉力大小是_
14、，水平风力的大小是_. 解析：气球受到四个力的作用：重力G、浮力F1、水平风力F2和绳的拉力F3，如图所示由平衡条件可得F1=G+F3cos30F2=F3sin30解得 F3=N F1=2N 答案：4N 2N【例5】水平横粱的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物，CBA30，如图甲所示，则滑轮受到绳子的作用力为（g=10m/s2）A50N B50N C100N D100N解析：取小滑轮作为研究对象，悬挂重物的绳中的弹力是Tmg=1010N=100 N，故小滑轮受绳的作用力沿BC、BD方向的大小都是100N，分析受力如图
15、（乙）所示 CBD120，CBFDBF，CBF=60，CBF是等边三角形故F100 N。故选C。2019-2020年高中物理 02、欧姆定律导学案 新人教版选修3-1【学习目标】1、了解线形元件和非线形元件；了解焦耳定律在生活、生产中的应用。2、通过实验经历探究决定导线电阻的因素。【自主学习】一、欧姆定律1、电阻是一个只跟导体本身性质_而跟通过的电流_的物理量。它反映了导体对电流的_作用。定义式为_。2、欧姆定律的内容是：_。公式为_。3、欧姆定律是个实验定律，实验表明适用于_导体和_，对_和_并不适用。4、画出的I一U关系图象叫做伏安特性曲线。是过原点的直线的叫_元件，适用于欧姆定律；不是直
16、线的叫_元件。I一U特性曲线上各点切线的斜率表示_，而U一I特性曲线上各点切线的斜率表示_。【典型例题】例1 如图1所示的图象所对应的两个导体（1）电阻之比R1：R2_；（2）若两个导体的电流相等（不为零）时电压之比U1：U2为_；（3）若两个导体的电压相等（不为零）时，电流之比为_。分组实验： 测绘小灯泡的伏安特性曲线（教材47页）1、 请在虚线框中画出实验电路图2、 根据实验电路图连接下面的实物图电流I电压U3、 根据连接的实物图，连接好电路，测绘小灯泡的伏安特性曲线，将相关数据填入下表，并根据数据作图【针对训练】2、如图3所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知 （ ）A.导体的电阻是25B
17、.导体的电阻是0.04C.当导体两端的电压是10V时，通过导体的电流是0.4AD.当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压是2.5V5、如图4所示，A、B、C、D是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱C移动时，电路中的电流减小，则该接入电路的接线柱可能是 （ ）A.A和B B.A和C C.B和C D.B和D 【能力训练】1、位移传感器的工作原理如图6所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，则下列说法中正确的是 ( )A.物体M运动时，电路中的电流会发生变化。B.物体M运动时，
18、电压表的示数会发生变化。C.物体M不动时，电路中没有电流。D.物体M不动时，电压表没有示数。11、如图表格为某同学测绘小灯泡的伏安特性曲线的记录数据。根据其数据在坐标系中画出小灯泡的伏安特性曲线。由画出的曲线发现小灯泡的电阻有没有变化？如何变化？分析发生变化的原因。【学后反思】_。【巩固练习】一、选择题1、下列说法正确的是（ ）A、电流通过导体时，沿电流方向电势逐点降低B、由R=U/I可知，一段导体的电阻跟他两端的电压成正比，跟通过的电流成反比C、由I=U/R可知，通过一段导体的电流跟加在两端的电压成正比D、对一段导体来说，比值U/I恒定，不随U或I的改变而改变2、某电压表最大测量值为6V，某
19、电流表最大测量值为8mA，一电阻通过2mA电流时，电压为2V，如果通过的电流变为6.5 mA时 （ ）A、此电压表、电流表都不能用来测量 B、此电压表、电流表都能用来测量C、电压表能测量、电流表不能测量 D、电压表不能测量、电流表能测量3、两电阻R1，R2的电流I和电压U的关系图线如图所示，可知两电阻的大小之比R1:R2等于 ( )A.1:3 B.3:1 C. D. 4、小灯泡伏安特性曲线斜率的物理意义是( )A.小灯泡灯丝电阻的倒数B.小灯泡灯丝的电阻C.小灯泡灯丝电阻率的倒数D.小灯泡灯丝的电阻率5、演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电
20、压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )A、物体M运动时，电源内的电流会发生变化B、物体M运动时，电压表的示数会发生变化C、物体M不动时，电路中没有电流D、物体M不动时，电压表没有示数6、一个标有“220V 60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V。在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示。题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是()7、白炽灯接在220V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压逐渐增大到220V，则下列说法正确的是( )A、电流将逐渐变大B、电流将逐渐变小C、每增加1V电压而引起的电流变化量是相同的D、
21、每增加1V电压而引起的电流变化量是减小的二、填空题8、一电阻加10V电压时，通过的电流是200mA，当通过的电流是100mA时，它两端电压是_，这个电阻的阻值是_。9、若加在某导体两端的电压变为原来的时，导体中的电流减小了0.4A。如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为 。三、计算题10、某金属导体两端电压为24V，30s内有36C的电荷量通过导体的横截面，则（1）每秒钟内有多少个自由电子通过该导体横截面？（2）导体中电流多大？（3）该导体的电阻多大？11、某电流表的满偏电流为10mA，一电阻两端电压为6V时，通过的电流为2mA；若这个电阻加50V的电压时，能否用所给的电流表测量通过它的
22、电流？某电阻加50V的电压时，流过它的电流为10mA，那么这个电阻的阻值是多少？13、A、B两地相距40km，从A到B两条输电线的总电阻为800，若A、B之间的某处C的两条输电线发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压为10V，电流这时为40mA，则短路处C点距A多远？【问题反思】1、典型错误2、错误原因3、我的困难【课题探究】14、小鸟落在110kV的高压输电线上，虽然输电线的电压很高且电线裸露着，但小鸟却安然无恙，这是为什么？参考答案：典型例题：例1、3：1；3：1；1：3.例2、4.0.例3、（1）2：1；（2）1：2针对训练：1、B 2、ACD 3、C 4、B 5、CD 6、UA=200V PA=400W；UA=UB=183V PA=PB=336W能力训练：1、B 2、C 3、D 4、BD 5、B 6、D7、ABCD 8、0.1A 9、(1)S接通时加热；断开时保温 （2）（2-1）：1 10、PaPdPbPc11、有变化；随电压增加而增加；猜想是由于灯泡的温度升高了。
