合力和分力
如果几个力共同作用在一个物体上,产生与单个力作用在物体上相同的疗效,则这个力称为这些力的合力,这几个力称为该一个力的分力。
合力与分力的关系是等价替代关系,即如果将一个力分解为两个分力,并且在分析估计时考虑两个分力的影响,则不能考虑该力的影响。
力量的综合
求多个力的合力的过程称为力的合成。
平行四边形规则
当两个力合成时,代表两个力F1和F2的线段为平行四边形的相邻边,相邻两条边之间的对角线表示合力的大小和方向。 该定律称为平行四边形法则。
共点力
如果一个物体受到两个或多个力的作用,有时这些力共同作用在同一点上,或者看似不作用在同一点上,但它们的延长线相交于一点,这样的一组力称为公共点力。
这种力不但不作用在同一点上,而且它们的延长线也不能交于一点,所以这组力不是公共的点力。
力的合成的平行四边形定律仅适用于公共点处的力。
组合力估计
(1) 合力的大小:若两点力F1、F2的倾斜角度为θ,则根据正弦定律,合力的大小为:
合力的范围为:|F1-F2|≤F≤F1+F2
力的分解
寻找其组成部分的过程是已知的力的正交分解法的基本过程,称为力的分解。
向量乘法定律
力是一个矢量。 求两个力的合力时,应根据平行四边形法则确定合力的大小和方向,而不是简单地将两个力的大小相乘。
从另一个角度来看,将两个向量首尾相连求合成向量的方法称为三角形法则。
力分解的估计
(1)分解某种力时,应根据该力所形成的实际疗效或根据问题的需要来分解。
(2) 确定解的条件
① 给定合力和两个分力的方向,求两个分力的大小。 (只有一种解决方案)
②已知合力和一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向。 (有一套或两套解决方案)
③ 给定合力、一个分力F1的大小和另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小。 (有两个或唯一的解决方案)
(3)力的正交分解:将已知的力沿相互垂直的两个方向分解的方法。 强力正交分解法可以求出几个已知公共点力的合力,可以将不同方向的矢量运算简化为同一条直线上的矢量运算。
力分解问题的关键是根据力的作用画出力的平行四边形,然后将其转化为根据已知边和角之间的关系求解的几何问题。
如何处理力的合成与分解
力图
根据受力图作一个平行四边形,然后测量对角线的长度并找出方向。
代数估计
通过余弦或正弦定律求解三角形。
正交分解
首先将力沿相互垂直的方向分解,然后得到各个方向的合力,然后合成。 正确选择笛卡尔坐标系。 通常选择共点力的作用点为原点,以水平方向或物体运动的加速度方向为X轴,这样可以将尽可能多的力放在坐标轴上。
六边形法
依次连接每个力的一端到另一端,从第一个力的起点到最后一个力的终点的有向线段表示合力的大小和方向。
矢量和标量
既有大小又有方向力的正交分解法的基本过程,且其相对场遵循平行四边形法则(或三角形法则)的数学量,称为向量。
只有大小而没有方向,求和时按照算术规则相乘的数学量称为标量。