广东物理高考一轮复习《力的合成与分解》课件
51页1、一、力的合成 1合力与分力:如果一个力产生的 与几个力共同作用 时产生的 相同,则这一个力叫做那几个力的 , 那几个力为这一个力的 ,2共点力:几个力都作用在物体的 ,或者它们的 相交于一点,这几个力叫做共点力.,3力的合成:求几个力的 的过程,效果,效果,合力,分力,同一点,延长线,合力,4力的运算法则 (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 , 这两个邻边之间的对角线就表示合力的 和 这个法则叫平行四边形定则. (2)三角形定则:把两个矢量的 从而求出合 矢量的方法(如图221所示),共点力,平行四边形,大小,方向,首尾连接起来,1合力与它的分力是力的作用效果上的一种等效替代 关系 2力的合成必须遵循“同物性”和“同时性”的原则 “同物性”是指待合成的各分力是作用在同一物体上的 力“同时性”是指待合成的各分力是同时出现的力 但各分力和它的合力不能同时出现,二、力的分解 1概念:求一个力的 的过程力的分解与力的合 成互为 ,2矢量运算法则: 和三角形定则,分力,逆运算,平行四边形定则,3分解的方法 (1)按力产生的 进行分解 (2)按问题需
2、要分解 (3)正交分解,效果,1共点力合成的方法 (1)作图法 根据两个分力的大小和方向,再利用平 行四边形定则作出对角线,根据表示分 力的标度去度量该对角线,对角线的长 度代表了合力的大小,对角线与某一分 力的夹角就可以代表合力的方向如图 222所示,(2)解析法 根据力的平行四边形定则作出力的合成的图示,如图 223所示 F 它与F2的夹角为, tan 以下是合力计算的几种特殊情况:,相互垂直的两个力的合成,如图224所示 由几何知识,合力大小F ,方向tan,夹角为的大小相同的两个力的合成,如图225所示 由几何知识,作出的平行四边形为菱形,其对角线相互垂直且平分,则合力大小F2F1cos ,方向与F1夹角为 . 夹角为120的两等大的力的合成,如图226所示 由几何知识得出对角线将画出的平行四边形分为两个等边三角形,故合力的大小与分力相等,2合力大小范围的确定 (1)两个共点力的合力范围:|F1F2|FF1F2. 即当两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减 小当两力反向时,合力最小,为|F1F2|;当两力同 向时,合力最大,为F1F2. (2)三个或三个以上力的合力最大值是
3、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Fn 小于或等于其余力的代数和F,则合力F的最小值Fmin 0;若其中最大的力Fn大于其余力的代数和F,则合 力F的最小值FminFnF.,1确定以下两组共点力的合力范围: (1)3 N,5 N,7 N; (2)3 N,5 N,9 N.,解析:(1)3 N和5 N的合力范围为2 NF8 N. 若取F7 N,则和第三个力(7 N)合成时,合力可以为零,即Fmin0.,若取F8 N,则和第三个力(7 N)合成时合力可取最大值, 即Fmax15 N. 综上知合力的范围为0F合15 N. (2)3 N和5 N的合力最大为8 N,故和第三个力(9 N)合成时 最小为Fmin1 N;最大为Fmax17 N,即1 NF合17 N.,答案:(1)0F合15 N(2)1 NF合17 N,1按力的效果分解 (1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向; (2)再根据两个实际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 如图227所示,物体的重力G按 产生的效果分解为两个分力,F1使 物体下滑,F2使物体压紧斜面,2
4、按问题的需要进行分解,具体分以下三个方面: (1)已知合力和两个分力的方向,求两个分力的大小如图 228所示,已知F和、,显然该力的平行四边形 是唯一确定的,即F1和F2的大小也被唯一地确定了,(2)已知合力和一个分力的大小与方向,求另一分力的大小和 方向如图229所示,已知F、F1和,显然此平行四 边形是唯一确定的,即F2的大小和方向(角也已确定)也被 唯一地确定了 (3)已知合力、一个分力的方向和另一分力的大小,即已知F、 (F1与F的夹角)和F2的大小,这时则有如下的几种可能情况: 第一种情况是FF2Fsin,则有两解,如图2210所示,第二种情况是F2Fsin时,则有唯一解,如图2211所示 第三种情况是F2Fsin时,则无解,因为此时按所给的条件是无法组成力的平行四边形的如图2212所示,第四种情况是F2F时,则有唯一解如图2213所示,3正交分解法 (1)定义:把各个力沿相互垂直的方向分解的方法 (2)优点:把物体所受的不同方向的各个力都分解到相互垂 直的两个方向上去,然后再求每个方向上的分力的代数 和,这样就把复杂的矢量运算转化成了简单的代数运算, 最后再求两个互成90角
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