高一物理《力的合成與分解》課件2ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,(1)作圖法根據(jù)兩個(gè)分力的大小和方向，再利用平行四邊形定則作出對(duì)角線，根據(jù)表示分力的標(biāo)度去度量該對(duì)角線，對(duì)角線的長度就代表了合力的大小，對(duì)角線與某一分力的夾角就可以代表合力的方向。如圖2-2-2所示，F(xiàn)1=45N，F(xiàn)2=60N，F(xiàn)合=75N，?=53?。即合力大小為75N，與F1夾角為53?。,學(xué)案2力的合成與分解,考點(diǎn)1力的合成,圖2-2-2,1.力的合成的方法,①相互垂直的兩個(gè)力的合成，如圖2-2-3所示：合力大小，方向tan?=F2/F1。②夾角為?的大小相同的兩個(gè)力的合成，如圖2-2-4所示。由幾何知識(shí)，作出的平行四邊形為菱形，其對(duì)角線相互垂直且平分，則合力大小F=2F1cos(?/2)，方向與F1夾角為?/2。③夾角為120?的兩等大的力的合成，如圖2-2-5所示。由幾何知識(shí)得出對(duì)角線將畫出的平行四邊形分為兩個(gè)等邊三角形，故合力與分力的大小相等。,(2)解析法,圖2-2-3,圖2-2-4,圖2-2-5,以下是合力計(jì)算的幾種特殊情況,2.合力范圍的確定(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成|F1-F2|?F合?F1+F2即兩個(gè)力大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩力反向時(shí)，合力最小，為|F1-F2|，當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1+F2。(2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成①最大值：三個(gè)力同向時(shí)，其合力最大，為Fmax=F1+F2+F3。②最小值：以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力的最小值為零，即Fmin=0；如不能，則合力的最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力和的絕對(duì)值，F(xiàn)min=F1-|F2+F3|(F1為三個(gè)力中最大的力)。,1.合成力時(shí)，要注意正確理解合力與分力的關(guān)系。(1)效果關(guān)系：合力的作用效果與各分力共同的作用效果相同，它們具有等效替代性。(2)大小關(guān)系：合力與分力誰大要視情況而定，不能形成總大于分力的定勢(shì)思維。2.三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于兩個(gè)較小力的和減去第三個(gè)較大的力。,【例1】一物體位于光滑水平面上，同時(shí)受到三個(gè)水平共點(diǎn)力F1、F2和F3作用，其大小分別為F1=42N、F2=28N、F3=20N，且F1的方向指向正北，下列說法中正確的是()A.這三個(gè)力的合力可能為零B.F1、F2兩個(gè)力的合力大小可能為20NC.若物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則F2、F3的合力大小為48N，方向指向正南D.若物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則F2、F3的合力大小一定為42N，方向與F1相反，為正南,ABD,F1、F2的合力范圍是|F1-F2|≤F≤F1+F2，即14N≤F≤70N，B選項(xiàng)正確。F3的大小處于此范圍之內(nèi)，所以這三個(gè)力的合力可能為零，選項(xiàng)A正確。若物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))，則某兩個(gè)力的合力必定與第三個(gè)力等大反向。選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)。,利用平行四邊形定則求物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍時(shí)，先確定兩個(gè)力的合力范圍，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力介于那兩個(gè)力的合力范圍之內(nèi)時(shí)，這三個(gè)力的合力范圍就為零到三個(gè)力之和。,1.設(shè)有五個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P上，它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對(duì)角線，如圖2-2-6所示。這五個(gè)力中的最小力的大小為F，則這五個(gè)力的合力等于()A.3FB.4FC.5FD.6F,D,圖2-2-6,(2)已知合力和一個(gè)分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向。如圖2-2-8所示，已知F、F1和?，顯然此平行四邊形也被唯一確定了，即F2的大小和方向(角?)也被唯一地確定了。,1.力的分解的原則同一個(gè)力F可以分解為無數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力，一個(gè)已知力究竟應(yīng)怎樣分解，要根據(jù)實(shí)際情況來決定。所謂實(shí)際情況，可理解為力的實(shí)際效果和實(shí)際需要。,2.力的分解的唯一性與多解性兩個(gè)力的合力唯一確定，但一個(gè)力的兩個(gè)分力不一定唯一確定，即已知一條確定的對(duì)角線，可以作出無數(shù)個(gè)平行四邊形，如果沒有條件限制，一個(gè)已知力可以有無數(shù)對(duì)分力。若要得到確定的解，則必須給出一些附加條件：(1)已知合力和兩個(gè)分力的方向，求兩分力的大小。如圖2-2-7所示，已知F和?、?，顯然該力的平行四邊形是唯一確定的，即F1和F2的大小也被唯一地確定了。,圖2-2-7,圖2-2-8,考點(diǎn)2力的分解,(3)已知合力、一個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小，即已知F、?(F1與F的夾角)和F2的大小，求F1的大小和F2的方向，有如下的幾種可能情況：,(4)已知兩個(gè)不平行分力的大小(F1+F2>F)。如圖2-2-9所示，分別以F的始端、末端為圓心，以F1、F2為半徑作圓，兩圓有兩個(gè)交點(diǎn)，所以F分解為F1、F2有兩種情況。,圖2-2-9,第三步：分別求x軸和y軸上各力的分力的合力，即Fx=F1x+F2x+…，F(xiàn)y=F1y+F2y+…。第四步：求Fx和Fy的合力即為共點(diǎn)力合力。合力大小F=，合力F與x軸間夾角?確定，即?=arctan(Fy/Fx)。如果F合=0，則必然Fx=0，F(xiàn)y=0，這是處理多力作用下物體的平衡問題的常用方法。,3.正交分解法(1)力的正交分解將一個(gè)力分解為相互垂直的兩個(gè)分力的分解方法叫做力的正交分解法。(2)如何將一個(gè)力進(jìn)行正交分解第一步：建立坐標(biāo)系，以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上。,圖2-2-10,第二步：正交分解各力，即將每一個(gè)不在坐標(biāo)軸上的力分解到x軸和y坐標(biāo)軸上，并求出各分力的大小。如圖2-2-10所示。,1.力的分解原則一般是按力的作用效果來進(jìn)行的。2.對(duì)多力作用的物體進(jìn)行力的合成時(shí)利用正交分解法求解更方便、準(zhǔn)確，特別是對(duì)力分解或合成時(shí)三角形不是直角三角形的情景更為實(shí)用。,【例2】如圖2-2-11所示，光滑斜面的傾角為?，有兩個(gè)相同的小球，分別用光滑擋板A、B擋住，擋板A沿豎直方向。擋板B垂直于斜面，則兩擋板受到小球壓力的大小之比為_______，斜面受到兩個(gè)小球壓力大小之比為__________。,圖2-2-11,1/cos?,1/cos2?,(1)彈力的方向一定與接觸面或接觸點(diǎn)的切面垂直。(2)力產(chǎn)生的作用效果是進(jìn)行力的分解的重要依據(jù)，根據(jù)作用效果先判斷分力的方向，再用平行四邊形定則求解。,本題考查的是如何根據(jù)實(shí)際效果分解重力，應(yīng)注意球與接觸面間作用力的特點(diǎn)。球1重力分解如圖甲所示，F(xiàn)1=Gtan?，F(xiàn)2=G/cos?；球2重力分解如圖乙所示，F(xiàn)1?=Gsin?，F(xiàn)2?=Gcos?。所以擋板A、B所受壓力之比：F1/F1?=Gtan?/Gsin?=1/cos?斜面受兩小球壓力之比：F2/F2?=(G/cos?)/(Gcos?)=1/cos2?,2.如圖2-2-12所示，輕繩AO和BO共同吊起質(zhì)量為m的重物。AO與BO垂直，BO與豎直方向的夾角為?，OC連接重物，則()A.AO所受的拉力大小為mgsin?B.AO所受的拉力大小為mg/sin?C.BO所受的拉力大小為mgcos?D.BO所受的拉力大小為mg/cos?,AC,圖2-2-12,2.如圖2-2-13所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為?,重力加速度為g。若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為()A.mg/(2sin?)B.mg/(2cos?)C.(1/2)mgtan?D.(1/2)mgcot?,1.F1、F2是力F的兩個(gè)分力。若F=10N，則下列不可能是F的兩個(gè)分力的是()A.F1＝10N，F(xiàn)2＝10NB.F1＝10N，F(xiàn)2＝10NC.F1＝2N，F(xiàn)2＝6ND.F1＝20N，F(xiàn)2＝30N,圖2-2-13,C,A,3.兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2間的夾角為?，其合力大小為F，現(xiàn)保持?角及F1的大小不變，將F2的大小增大為F2?，這時(shí)兩共點(diǎn)力的合力大小變?yōu)镕?，則以下關(guān)于F和F?的相對(duì)大小的說法中，正確的是()A.一定有F??FB.可能有F??FC.可能有F?=FD.以上說法都不正確,BC,4.物體A的質(zhì)量為2kg，兩根輕細(xì)繩b和c的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體A上，在物體A上另施加一個(gè)方向與水平線成?角的拉力F，相關(guān)幾何關(guān)系如圖2-2-14所示，?=60?。若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍。(取g=10m/s2),圖2-2-14,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,