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高中数学2.2力的合成与分解讲义新人教版选修1.ppt

更新时间:2023-11-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

一、力的合成1。合力与分力假如一个力形成的疗效和其他几个力同时作用形成的疗效相同,这个力就称作那几个力的合力,那几个力就称作这个力的分力,合力与分力是等效代替关系。2。共点力多个力都作用在物体的同一点,或则它们的延长线交于同一点,则这几个力称为共点力。3。力的合成求几个力的合力称作力的合成。4。平行四边形定则用表示F的有向线段为邻边作平行四边形,它的对角线表示合力的大小和方向,如图所示。5。关于合力范围的确定大小确定,则二力的倾角Θ越小,合力越大。当Θ=180时,合力最小,F=|F|,方向与较大的分力方向相同;当Θ=0时,合力最大,F=F(2)三个或三个以上力的合力最大值是各力大小的代数和,最小值可能为零,也可能不为零:若其中最大的力F大于或等于其余力的代数和F‘,则合力F的最小值FMIN=0;若其中最大的小于其余力的代数和F’,则合力F的最小值FMIN二、力的分解1。力的分解:求一个力的分力的过程,力的分解与力的合成互为逆运算。2。遵照原则:平行四边形定则。3。矢量运算法则。(1)平行四边形定则。(2)三角形定则:把两个矢量的首尾顺次联接上去,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量。4UQ物理好资源网(原物理ok网)

非常特示:(1)合力不一定小于分力;(2)合力与它的分力是力的疗效上的一种等效代替关系,而不是力的本质上的取代。A。合力大小随两力倾角减小而减小B。合力的大小一定小于分力中最大者C。两个分力倾角大于180时,合力大小随倾角减少而减小D。合力的大小不能大于分力中最小者答案:C解析:合力可以小于任何一个分力,也可以大于任何一个分力,两分力之间的倾角越大,合力越小,倾角越小,则合力越大。2。(2009万宁卷)两个大小分别为F)的力作用在同一质点上,它们的合力的大小F满足(答案:C解析:共点的两个力合成,同向时最大为FA。重力可分解为沿斜面向上的力与对斜面的压力B。重力沿斜面向上的分力与斜面对物体的静磨擦力相平衡C。物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力D。重力垂直于斜面方向的分力与斜面对物体的支持力相平衡答案:AC解析:在斜面上保持静止的物体,其重力可分解为沿斜面向上的力和垂直于斜面的力,这个垂直于斜面的力并不是物体对斜面的压力,二者的作用点不同,力的性质也不同。只不过是二者的大小相等,方向相同而已。4。将力F分解为两个力,已知其中一个分力FA。只要晓得另一个分力的方向就可得到确定的两个分力B。4UQ物理好资源网(原物理ok网)

只要晓得F的大小,就可得到确定的两个分力C。假如晓得另一个分力的大小,一定可以得到惟一确定的两个分力D。另一个分力的最小值是FSINΘ答案:ABD疑难点一。共点力合成常用的技巧有什么?名师在线:1。画图法依据两个分力的大小和方向,使劲的图示法,从力的作用点起,按同一标度做出两个分力F为邻边做出平行四边形,因而得到F之间的对角线,依据表示分力的标度去测度该对角线的宽度就代表了合力的大小,对角线与某一分力的倾角就可以代表合力的方向。2。解析法有下边几种特殊情况:(1)互相垂直的两个力的合成,如图;有几何知识,合力大小方向(2)倾角为Θ的相同大小的两个力的合成,如图。由几何知识可知,做出的平行四边形为矩形,其对角线互相垂直且平分,则合力大小方向与F倾角为当Θ=120时,合力大小F=F疑难点二。力的分解常用的两种方式是:按力的作用疗效分解和正交分解法,请对两种方式进行简略说明。名师在线:1。按力的作用疗效分解(1)依据力的实际作用疗效确定两个分力的方向;(2)再依据两个分力方向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形知识求出两分力的大小。2。正交分解法(1)将一个力分解为互相垂直的两个分力的分解方式称作力的正交分解法。4UQ物理好资源网(原物理ok网)

(2)多个共点力合成的正交分解法,把各力沿互相垂直的X轴、Y轴分解,F分解为F1X分解为F2X分解为F3X合力设合力与X轴倾角为Θ,则(3)正交分解时构建座标轴的原则在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则;在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为座标轴构建座标系,这样使牛顿第二定理表达式变为尽量不分解未知力或少分解未知力。名师提示:在实际问题中进行力的分解时,有实际意义的分解方式是按力的实际疗效进行的,其他的分解方式都是为了解题引入的。易错点一不理解合力与分力的等效代替关系造成出错自我确诊1重力为G的物体静止在夹角为Α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向上的力F就是物体对斜面的压力B。物体对斜面的压力方向与F方向相同,大小为GCOSΑC。F就是物体遭到的静磨擦力D。物体遭到重力、斜面对物体的支持力、静磨擦力、F个力的作用解析:合力与分力是一种等效代替关系,以本题为例,所谓“等效”是指两分力F共同作用形成的疗效与真实力G(合力)形成的疗效相同;所谓“替代”是指在剖析和处理问题时,假如用了两分力F,就不能再用真实力G,否则力就多了,要对物体进行受力剖析时,只剖析物体实际遭到的力,故D选项错误。4UQ物理好资源网(原物理ok网)

某几个真实力的合力或某一真实力的分力,是为了研究问题便捷而假想的力,实际上是不存在的,以本题为例,真实力G的两分力F是实际上并不存在的力,应与其他实际力区别开来,题中A、C选项将两个并不存在的力“F”与真实力“物体对斜面的压力和物体遭到的静磨擦力”混为一谈,其实是错误的。由物体的平衡以及牛顿第三定理的知识,可以判定B选项正确。答案:B易错点二审题不认真造成出错自我确诊2质量为M的物体沿夹角为Θ的固定斜面匀速下降,则斜面对物体的斥力为(A。MGSINΘ,方向沿斜面向下B。MGCOSΘ,方向垂直斜面向下C。MG,方向竖直向下D。MGSINΘ,方向沿斜面向上答案:C解析:因为物体在斜面上匀速下降,即物体所受的合力为零,又由于物体遭到重力、斜面对它的支持力以及斜面给它的磨擦力,这三个力的合力为零,即必有斜面对它的支持力以及斜面对它的磨擦力的合力与它的重力大小相等、方向相反。所以斜面对物体斥力大小应为MG,方向竖直向下。题型一按力的实际作用疗效分解力如图所示,光滑斜面的夹角为Θ,有两个相同的小球,分别用光滑挡板A、B堵住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则两挡板遭到小球压力的大小之比为,斜面遭到两个小球压力大小之比为。4UQ物理好资源网(原物理ok网)

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方式总结:按力的作用疗效分解力,其关键是按照力的实际疗效确定两个分力的方向,并画出力的平行四边形,将其转化为一个按照已知边角关系求解的几何问题,其基本思路可表示创新预测1如图所示,用一个轻质三角支架悬挂重物,已知AB杆所能承受的最大压力为2000N。AC绳所能承受的最大拉000N,Α=30,为不使支架破裂,求悬挂的重物应满足的条件。当悬挂物重力降低时,对AC绳的拉力将先达到最大值。所以为不使三角架破裂,估算中应以AC绳中拉力达到最大值为根据,000N,于是得悬挂物的重力应满足的条件为SIN30=500题型二正交分解法的应用如图所示,用绳AC和BC吊起一重100N的物体,两绳AC、BC与竖直方向的倾角分别为30和45。求绳AC和BC对物体的拉力的大小。解析:以重物为研究对象,受力剖析如图所示。以C点为座标原点,沿水平方向和竖直方向构建平面直角座标系。沿X轴方向SIN30=0,沿Y轴方向有COS45-G=0,联立两多项式解得绳AC对物体的拉力绳BC对物体的拉力100(答案方式总结:当物体受力较多时,采用正交分解法较便捷,完善座标系时以分解最少的力为原则。创新预测2如图所示,重为500N的人通过越过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体,当绳与水平面成60角时,物体静止,不估算滑轮与绳的磨擦,求地面对人的支持力和磨擦力。4UQ物理好资源网(原物理ok网)

解析:人与重物静止,所受合力皆为零,对重物剖析得,绳的张=200N,人受4个力作用,可将绳的拉力正交分解,如图所的水平分力:F1X的竖直分力:在X轴上二力平衡,地面对人的磨擦力1X=10060100(题型三图解法剖析力的变化问题如图所示,把球夹在竖直墙壁AC和木板BC之间,不计磨擦,球对墙壁的压力为FN1,球对木板的压力为FN2A。FN1N2都减小B。FN1N2都减少C。FN1减小,FN2减少D。FN1减少,FN2减小答案:B解析:对球受力剖析如图所示,受重力G、墙对球的支持力FN1和木板对球的支持力FN2‘而平衡。做出FN1N2‘的合力F,它与G等大反向。当木板BC渐渐放至水平的过程中,FN1’的方向不变,大小渐渐减少,FN2‘的方向发生变化,大小也渐渐减少;如图所示,由牛顿第三定理可知:FN1N2‘,故选项B正确。方式总结:物体在三个力作用下处于平衡状态,三个力中一个力为恒力,一个力的方向不变,另一个力的大小、方向均变化,符合上述条件的均可采用图解法解答。创新预测3半圆锥体P置于粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板MN,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态,如图所示是这个装置的截面图。4UQ物理好资源网(原物理ok网)

现用外力使MN保持竖直且平缓地往右联通,在Q落到地面曾经,P一直保持静止,在此过程中,下述说法中正确的是A。MN对Q的弹力渐渐减少B。地面对P的磨擦力渐渐减小C。P、Q之间的弹力先降低后减小D。Q所受的合力渐渐减小答案:B解析:对Q所受重力,依据疗效分解成两个力,如图所示,F与P、Q间的弹力大小相等,当MN平缓往右平移时,Q一直处于平衡状态,F一、选择题1。关于合力和它的两个分力,下述说法正确的是(A。一个5N的力可以分解为10N的两个分力B。一个5N的力才能分解成8N的两个分力C。一个100N的力可以分解为58N和39N的两个分力D。一个100N的力可以分解为100N的分力答案:BD解析:此题可反过来从分力求合力的角度思索,由合力与分力4UQ物理好资源网(原物理ok网)

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