《力的合成与分解》PPT课件.ppt

,2、3力的合成与分解,一、基本概念,1、力的合成,（1）合力：如果几个力同时作用于一个物体，我们可以求出这样一个力，这个力产生的_跟原来几个力共同产生的_相同，这个力就叫做那几个力的合力。可见，合力与原来几个力是_的关系,效果,效果,等效替代,（2）力的合成_叫做力的合成,求几个力的合力,（3）原则：等效替代,（4）矢量与标量的根本区别：标量：运算满足代数加法矢量：运算中遵守平行四边形定则,（5）共点力：特征是作用线“_”，而不一定是力的作用点“共点”。,共点,合力一定大于分力吗?,2、力的分解,（1）分力：如果一个力作用在物体上产生的效果与其他_共同作用在物体上产生的效果_，这几个力就叫做那个力的分力。显然，这几个力与那个力也是_关系。,几个力,相同,等效替代,（2）力的分解：_叫做力的分解,求一个已知力的分力,注意：即使是同一个力，在不同的情况下所产生的效果往往也会是不同的。,(1)合力和分力不能同时共存，不能既考虑了合力，又考虑分力，这就增加了力。,(2)不要把受力分析与力的分解相混淆，受力分析的对象是某一个物体，分析的力是实际受到的性质力；而力的分解的对象则是某一个力，是用分力代替这个力。,合力和分力是一种等效替代关系，求几个已知分力的合力必须要明确这个合力是虚设的等效力，并非真实存在的力，合力没有性质可言，也找不到施力物体。反之，把一个已知力分解为两个分力，这两个分力也并非存在。无性质可言，当然也找不到施力物体。因此在进行受力分析时，要注意以下几点：,正确理解合力、分力及二者的关系,(3)合力与分力是从力对同一物体产生的作用效果相同来定义的，因此，作用在不同物体上的力，不能合成，因为它们的作用效果不会相同。,3、矢量的运算法则,（1）平行四边形定则,求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为_作平行四边形，它的_（在两个有向线段F1、F2之间）就表示合力的大小和方向。,邻边,对角线,（2）三角形定则,是平行四边形定则的简化，本质相同。,F1,F2,F合,根据平行四边形定则，合力和两个分力必构成一个封闭的矢量三角形，叫做力的三角形定则。,由三角形定则可推广到多个力的合成情况：由共点O顺次首尾相连作出各力的图示，然后由共点O向最后一个力的末端所连接的有向线段即为要求的合力。,F1,F2,F3,F合,O,（3）同一直线上的矢量运算,把矢量运算化为代数运算：选择一个正方向，与正方向同向的矢量规定为正值，反向的规定为负值；未知矢量通常可以认为是正值，如果计算结果为负值，则说明实际方向与假设相反。,不再同一直线的矢量计算，可以通过作图，依据问题中的条件和问题的特征，灵活运用正弦定理、余弦定理、相似三角形对边成比例等方法。,二、规律总结,1、合力大小,（1）二力（F1、F2）的合力F的取值范围,（F1、F2）大小一定时，F随它们夹角的增大而减小,=00时，F=F1+F2,=1800时，,=900时，,=1200时，若F1=F2，则F=F1=F2,（2）三个力或三个以上力的合力取值范围,若F1=5N，F2=1N，F3=2N，合力最小值,若F1=5N，F2=8N，F3=4N，合力最小值,若可构成闭合三角形，则合力取值范围：0F|F1+F2F3|若最大力Fm大于其他力之和，则合力取值范围：Fm-F其他F|F1+F2F3|,三力情况,n个力F1、F2、F3、Fn，合成：最大值：同向时Fmax=F1+F2+F3+Fn最小值：若n个力中最大力Fm小于其他力之和，则合力最小值是0若n个力中最大力Fm大于其他力之和，则合力的最小值是Fm-F其他,重要推论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零。,2、分解力的方法,遵循原则：,确定两个分力的方向,根据两个分力方向画出平行四边形,再根据平行四边形和学过的数学知识求出两个分力的大小和方向,力的合成的结果是唯一的，而同一个力的分解方法是任意的。通常力的分解的依据有两种：根据力的效果进行分解根据解决问题方便或需要进行分解,（1）具体问题的定解条件,分解已知力F，只有唯一一组分力的条件：,a、已知两个不平行分力的方向,b、已知一个分力的大小和方向,讨论：分解已知力F，若已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，则有几种分解结果？,当F2Fsin时，无解,当F2=Fsin时，唯一解,此时F2值最小,当FsinF2F时，有两解,当F2F时，唯一解,合力大小方向不变，一个分力方向不变时，另一个分力有极值。一般由作图法确定,一个分力大小方向确定，合力方向确定时，另一个分力有最小值,（2）力的正交分解法,在物理问题中，常常把一个力分解为互相垂直的两个分力，这种分解方法叫正交分解法。根据平行四边形定则，每一个力都分解到互相垂直的两个方向上，分别求出这两个方向上的力的代数和Fx、Fy，然后再求合力。这是求多个力的合力的常用方法，也是对物体利用平衡条件或牛顿运动定律列方程时常用的方法。,选择坐标方向的原则：,尽可能使未知的力不被分解，或使尽可能少的未知力被分解,使尽可能多的力落在坐标轴上，即，使尽可能多的力不被分解,使未知力沿坐标轴的正方向,例：物体匀速向上，求摩擦力f,三、题型分析,创新P26应用1,创新P27应用3,1、合力或分力计算,例1、使用一动滑轮将一物体提起来，不计滑轮与绳的质量及其间的摩擦力，则（）A总可以省力一半B最大省力一半C拉力可能大于被提物体的重量D拉力可能等于被提物体的重量,解析：如图所示，当拉力沿竖直方向时省力一半，当沿2的方向上提时拉力肯定大于物体重力一半所以A错B对，当两绳间夹角等于1200时拉力等于物体重量，所以D对，当夹角大于1200时，拉力大于物体重量，所以C对,BCD,例2、A的质量是m，A、B始终相对静止，共同沿水平面向右运动。当a1=0时和a2=0.75g时，B对A的作用力FB各多大？,解：B对A的作用力FB是B对A的支持力和摩擦力的合力。而A所受重力G=mg和FB的合力是F=ma,当a1=0时，G与FB二力平衡，所以FB大小为mg，方向竖直向上。,当a2=0.75g时，用平行四边形定则作图,可得FB=1.25mg，方向与竖直方向成370角斜向右上方。,例3：某压榨机的结构示意图如图，其中B点为固定铰链。若在A铰链处作用一垂直于壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D。设C与D光滑接触，杆的重力不计，压榨机的尺寸如图所示，求物体D所受压力大小是F的多少倍？（滑块C重力不计）,解析：力F的作用效果是对AC、AB杆产生沿两杆的方向的力F1、F2，力F1产生对C的向左的力和向下的压力。,F1,N,N=5F,2、分析力的动态变化,例1、如图竖直平面内的圆环上，等长的两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G的物体。使OA绳固定不动，将OB绳沿圆形支架从C点逐渐缓慢地顺时针方向转动D位置。在OB绳