用图解法巧解力的合成与分解.ppt

用图解法巧解力的合成与分解,在分析力的合成与分解问题的动态变化时，用公式法讨论有时很繁琐，而用作图法解决就比较直观、简单，但学生往往没有领会作图法的实质和技巧，或平时对作图法重视不够，导致解题时存在诸多问题下面结合实例用图解法来探究力的合成与分解问题的动态变化,例1 如图1所示，物体在沿粗糙斜 面向上的拉力F作用下处于静止状态 当F逐渐增大到物体即将相对于斜面 向上运动的过程中，斜面对物体的作用力可能 ( ) A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大后减小 D先减小后增大,图1,解析 因为初始状态拉力F的大 小未知，所以斜面对物体的摩擦 力大小和方向未知，故在F逐渐增 大的过程中，斜面对物体的作用 图2 力的变化存在多种可能斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力与摩擦力的合力因为物体始终保持静止状态，所以斜面对物体的作用力和物体重力G与拉力F的合力是平衡力因此，判断斜面对物体的作用力的变化就转化为分析物体的重力G和拉力F的合力的变化物体的重力G和拉力F的合力的变化如图2所示,由图可知，当初始状态FGsin时，随着拉力F逐渐增大，F合逐渐增大，斜面对物体的作用力也逐渐增大，选项A正确当初始状态FGsin时，随着拉力F逐渐增大，F合先减小后增大，斜面对物体的作用力也先减小后增大，选项D正确,答案 AD,名师归纳 本题属于探究两个分力的夹角()不变，当其中一个力的大小和方向不变，另一个力增大时，合力F合的变化情况通过分析知，当90时，F合随着其中一个力的增大而增大当90时，F合的变化情况比较复杂，其中F合和增大的那个力的方向垂直时，F合有最小值,答案 AC,名师归纳 F和F1、F2组成闭合三角形，在F1和F的夹角保持不变时，若F2Fsin，则有惟一解；若F2Fsin，则有两个解；若F2Fsin，则无解,例3 如图4所示，用细绳系住放 在倾角为的光滑斜面上的球，当 细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖 图4 直方向的过程中，细绳上的拉力将 ( ) A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大后减小 D先减小后增大,解析 球的重力有两个效果，即拉 细绳和压斜面用图解法分析该题， 作出力的分解图示如图5所示由图 可知，当细绳由水平方向逐渐向上偏 移至竖直方向时，细绳上的拉力F2将 图5 先减小后增大，当F2和F1的方向垂直时，F2有极小值；而球 对斜面的压力F1逐渐减小故选项D正确,答案 D,名师归纳 本题是把一个力(G)分解为两个分力(F1、F2)的典型问题，其特点是一个分力(F1)的方向不变，大小可变；而另一个分力的大小和方向都可变通过以上分析可知，大小和方向都可变的分力(F2)的大小往往存在极值，且F2F1时，F2有极小值；而方向不变、大小可变的力(F1)是单调变化的要特别关注的是，我们所研究的过程是否包含极值状态，即F2F1的状态例如当细绳由沿斜面向上顺时针缓慢偏移至竖直方向的过程中，细绳上的拉力就逐渐增大，而不能认为先减小再增大,例4 如图6所示，在“共点力合 成”的实验中，橡皮条一端固定于 P点，另一端连接两个弹簧测力计， 分别用F1和F2拉两个弹簧测力计， 图6 将这端的结点拉至O点现让F1大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，要使这端的结点仍位于O点，则关于F2的大小和图中的角，下列说法中正确的是 ( ) A增大F2的同时增大角 B增大F2的同时减小角 C增大F2而保持角不变 D减小F2的同时增大角,解析 依题意知，在F2和角变 化的过程中，F1和F2的合力不变 又因为F1大小不变，所以以结点O 为圆心，以F1的大小为半径画圆， 图7 作出三力的矢量图如图7所示由图可知，当角增大时，F2一定增大，而180的变化比较复杂当F1F2时，有最大值，就有最小值当初始状态90时，随着角的增大，减小，增大，故选项A正确；当初始,状态90时，若F1沿顺时针方向转动且保持90，随着角的增大，增大，减小，故选项B正确；当初始状态90时，若F1沿顺时针方向转动且使90，初态和末态的相等，则也相等，此时选项C正确,答案 ABC,名师归纳 本题是把一个力分解为两个分力的又一典型问题，其特