幻灯片 1
第二章 相互作用
第二讲 力的合成与分解
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幻灯片 4知识点一 力的合成
1.矢量和标量
(1)矢量:即有大小又有方向的物理量,如速度、力等.
(2)标量:只有大小没有方向的物理量,如路程、动能等.
2.合力与分力
(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的 ,那几个力叫做这一个力的 .
(2)关系:合力与分力是 关系.
合力
分力
等效替代
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幻灯片 53.共点力:作用在物体的 ,或作用线的 交于一点的几个力.
4.力的合成
(1)定义:求几个力的 的过程.
(2)运算法则
①平行四边形定则:求两个互成角度的 的合力,可以用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表示合力的 和 .
②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的 为合矢量.
同一点
延长线
合力
大小
共点力
方向
有向线段
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幻灯片 61.几种特殊情况的共点力合成
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(2)三个共面共点力的合力范围
①三个力共线且方向相同时,其合力最大为F=F1+F2+F3.
②以这三个力的大小为边,如果能组成封闭的三角形,则其合力最小为零,若不能组成封闭的三角形,则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的和.
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1.三个共点力的大小分别为F1=5 N,F2=10 N,F3=20 N,则它们的合力( )
A.不会大于35 N B.最小值为5 Nzxx k
C.可能为0 D.可能为20 N
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幻灯片 10解析:当这三个共点力同向时,合力最大,其值为:
Fmax=F1+F2+F3=35 N.
当F1、F2同向,F3与它们反向时,合力最小,其值为:
Fmin=F3-F1-F2=5 N.
因为这三个力中任意两个力的合力都不可能与第三个力等值反向,因此合力不可能为0,它只能在5 N~35 N的范围内变化.正确选项为A、B、D.
答案:ABD
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幻灯片 11知识点二 力的分解
1.力的分解:已知一个力求它的 的过程,叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆运算.
2.遵循定则:力的分解遵循 定则,力的分解相当于已知对角线求邻边.
3.力的效果分析:以一个力为对角线作平行四边形,可以有无数多个.但是,在具体问题中进行力的分解时,必须根据力的 ,获得关于分力的一些信息,才能根据平行四边形定则求出分力.
分力
平行四边形
作用效果
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4.力的正交分解:把一个力分解为两个 的分力.如图所示,把力F分解为Fx和Fy.其中Fx= ,Fy= .
相互垂直
Fcos_θ
Fsin_θ
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幻灯片 131.效果分解
常见的按力产生的效果进行分解的情形
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幻灯片 152.正交分解
(1)将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法,正交分解法是高考的热点.
(2)分解原则:
以少分解力和容易分解力为原则
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幻灯片 172.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法中正确的是( )
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A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大
C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
解析:由小明所受重力产生的效果,小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力,由于两个木板夹角接近180°,根据平行四边形定则,可知分力可远大于小明的重力,选项C正确.
答案:C
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幻灯片 20 如图所示,用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间处于静止状态,AO绳水平,OB绳与竖直方向的夹角为θ.则AO绳的拉力FA、OB绳的拉力FB的大小与G之间的关系为
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幻灯片 21 当重物G处于平衡状态时,结点O也处于平衡状态,分析O点受力,利用力的合成或分解找出各力间的关系zx xk.
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幻灯片 26 所受重力G1=8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在所受重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,如图所示.试求:木块与斜面间的摩擦力和木块所受斜面的弹力.
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幻灯片 27 分别对P点和G2受力分析,采用正交分解法求解力的大小.
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平行斜面方向上,Fcos θ+G2sin θ=Ff
解得摩擦力Ff=6×0.8 N+100×0.6 N=64.8 N
垂直斜面方向上,Fsin θ+FN=G2cos θ
解得弹力FN=100×0.8 N-6×0.6 N=76.4 N.
答案:64.8 N 76.4 N
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幻灯片 30 正确建立直角坐标系,通常以共点力的作用点为坐标原点,坐标轴x、y的方向可按下列原则去确定:
(1)尽可能使更多的力落在坐标轴上.
(2)沿物体运动方向或加速度方向设置一个坐标轴.
(3)若各种设置效果一样,则沿水平方向、竖直方向设置两坐标轴.
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幻灯片 32答案:CD
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幻灯片 33 如图所示,在粗糙水平面上放一斜面体a,有一物体b在斜面上刚好匀速下滑,现在b上施加沿斜面向下的力F,使b沿斜面加速下滑,则
A.a保持静止,且没有相对水平面运动的趋势
B.a保持静止,但有相对水平面向右运动的趋势
C.a保持静止,但有相对水平面向左运动的趋势
D.因未给出所需数据,无法对a是否运动或有无运动趋势作出判断
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解析:若以b为对象,由平衡条件知b受支持力和摩擦力的合力方向竖直向上,大小等于b的重力,因此b对a的压力和摩擦力的合力方向竖直向下,a没有相对地面运动的趋势.当施加沿斜面向下的力F后,斜面体所受各力均未发生变化,故a仍保持静止状态,即选A.
答案:A
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[易错分析]研究对象的选取出现错误,以整体为研究对象,b物体受到的拉力F有水平分力,该分力使斜面体a有向左的运动趋势,错选C.a、b的运动状态不同,不能将两者当做一个整体.Zxx k
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幻灯片 37活页作业(五)
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谢谢观看!
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