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合力:假设一个力单独作用的效果与某些力共同作用的效果相同,则该力称为这些力的合力。
分力:假设几个力共同作用的效果与某个力单独作用的效果相同,则这些力称为该力的分力。
力的合成:求多种力的合力的过程。
力的分解:寻找力的组成部分的过程。
平行四边形规则
当两个力合在一起时,可以绘制一个平行四边形斜面正交分解,其中代表两个力的有向线段为相邻边。 相邻两条边之间的对角线表示合力的大小和方向。 如图所示,F代表F1和F2的合力。
力的分解
力的分解也遵循平行四边形法则。 如果没有限制,同一个力可以分解为无数对大小不同、方向不同的分力。 如图所示,已知力的分解一般根据具体问题来确定。
多种力的合成方法
先求任意两个力的合力,然后再求这个合力与第三个力的合力,直到所有力合在一起,最后的结果就是这些力的合力。
向量和标量
矢量:既有大小又有方向,相加时遵循平行四边形规则的物理量。
标量:只有大小、没有方向、相加时遵循算术规则的物理量。
三角法则
将两个向量首尾相连,从第一个向量的开头到第二个向量的结尾的有向线段代表组合向量的大小和方向,说明这三个向量的有向线段正好构成一个闭闭的三角形。 如图所示斜面正交分解,图A是受力形成的三角形; 图B是位移形成的三角形。
合力与分力的关系
合力与分力的关系
当两分力大小不变时,合力F随着两分力夹角θ的增大而减小,随着θ的减小而增大。 (0°≤θ≤180°)
(1)当两个分力方向相同(θ=0°)时,合力最大,F=F1+F2,且合力与分力方向相同。
(2) 当两个分力方向相反时(θ=180°),合力最小,F=|F1-F2|,合力方向与较大分力方向相同。
(3) 合力的取值范围为:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
(4)合力可以大于某个分力,可以小于某个分力,也可以等于某个分力。
两种力合成的几种特例
(1) 当F1和F2垂直时
(2) 当F1和F2大小相等且夹角为120°时
(2) 当F1和F2大小相等且夹角为θ时
三个力的合力范围
(1)最大值:三个力的方向相同时,合力最大。
=F1+F2+F3。
(2)最小值:如果三个力中最大的力在另外两个力的合力的变化范围内,则三个力的合力的最小值为0; 如果三个力中最大的力F3不在另外两个力的范围内,则三个力的合力最小值为0。在力(F1,F2)的合力范围内,当F1和F2的方向相同且与最大力F3的方向相反时,三个力的合力最小。
=F3 – (F2+F1)
多种力的综合技术
(1) 优先合成共线成分
(2) 优先合成相互垂直的力分量
(3) 当两个分力大小相等且夹角为120°时,合力等于两个分力,且方向沿夹角平分线。
力分解的依据:(1)根据力的作用进行分解; (2)根据实际需要分解。
力分解的常见例子
1、地面上的物体受到斜向上的拉力F,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面又将物体向上提起。 因此,拉力F可分解为水平向前的力F1和垂直向上的力F2。 F1=Fcos θ,F2=Fsin θ(θ为拉力F与水平方向的夹角)
2、放置在斜坡上的物体重力产生两种作用:一是使物体有沿着斜坡滑下的趋势;二是使物体有沿着斜坡滑下的趋势。 另一种是使物体压斜面; 相当于F1和F2分量的影响,F1=mgsinα,F2=mgcosα(α为坡度的倾斜角度)
3、当质量为m的光滑球被垂直挡板阻挡并静止在斜面上时,其重力产生两种作用:一是使球压住挡板,相当于分力F1的作用;二是使球压住挡板,相当于分力F1的作用; 另一种是使球压在斜面上,相当于分力F2的作用,F1=mgtan α,F2=mg/cos α(α为斜面的倾斜角度)
4、质量为m的物体被支架悬挂,处于静止状态。 它的重力产生两种作用:一是拉AB,相当于分力F1的作用,二是压BC,相当于分力F2的作用。 F1 = mgtan α , F2=mg/cos α
力的正交分解
概念:沿着两个选定的相互垂直的方向分解力的方法。
选择坐标轴的原则:坐标轴的选择理论上是任意的,但为了简化问题,在实际中,建立坐标系时,应将尽可能多的力落在坐标轴上。
一般步骤
(1)建立坐标系:选择适当的方向,建立直角坐标系。 建立坐标系的原则:原则上,坐标系的建立是任意的。 为了简化问题,一般考虑以下两个问题: 在坐标轴上施加尽可能大的力; 尽量使待求的力在坐标轴上。
(2)各力:将不在坐标轴上的各力分解为x轴和y轴,求各分力的大小,如图所示。
(3) 分别求x轴和y轴方向的合力。 合力等于该方向上所有力的代数和。 (沿坐标轴正方向的力取为正,反之为负)即:Fx=F1x+F2x+…; Fy=F1y+F2y+……。
(4)求合力:合力的大小F=
,假设合力方向与x轴夹角为φ,则tan φ=Fy/Fx
已知力的条件分解的讨论
分解已知力时,有解或无解。 关键在于代表合力的对角线和给定的代表分力的有向线段能否构成平行四边形(或三角形)。 如果是这样,有一个解决方案; 如果没有就没有解决办法。 具体情况如下:
1、当合力和两个分力的方向已知时,两个分力有唯一解(如图)。
2、当合力的大小和方向以及一个分量已知时,另一个分量就有唯一解(如图所示)。
3、当合力、一个分力的大小和另一个分力的方向已知时英语作文,如图所示,有几种可能:
(1)当Fsinθ