2013届高考物理基础知识梳理专项复习4.ppt

第二节怎样求合力和分力 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第二节怎样求合力和分力 基础知识梳理 基础知识梳理 一 力的合成1 合力与分力 1 定义 如果一个力 跟几个力共同作用的效果相同 这一个力就叫那几个力的 那几个力就叫这个力的 2 逻辑关系 合力和分力是一种 关系 2 共点力 作用在物体的 或作用线的 交于一点的力 3 力的合成 求几个力的 的过程 产生的效果 合力 分力 等效替代 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 2 三角形定则 把两个矢量 从而求出合矢量的方法 如图2 2 1 图2 2 1 共点力 平行四边形 大小 方向 首尾相接 思考感悟1 生活中人们常说这样一句话 大家要心往一处想 劲往一处使 形成合力 在这句话中的 合力 与我们物理语言中的 合力 意义一样吗 提示 1 大家要心往一处想 劲往一处使 形成合力 在这句话中的 合力 实际上只是物理学中 合力 的一种特殊情况 二 力的分解1 概念 求一个力的 的过程 2 遵循的原则 定则或 定则 3 分解的方法 1 按力产生的 进行分解 2 分解 思考感悟2 合力一定大于分力吗 提示 2 合力不一定大于分力 分力 平行四边形 三角形 效果 正交 课堂互动讲练 一 共点力合成的方法及合力范围的确定1 共点力合成的常用方法 1 作图法从力的作用点沿两个分力的作用方向按同一标度作出两个分力F1 F2 以这两个力为邻边作一个平行四边形 这两个力所夹对角线表示这两个力的合力 通常可分别用刻度尺和量角器直接量出合力的大小和方向 图2 2 3图2 2 4图2 2 5 2 合力范围的确定 1 两个共点力的合成 F1 F2 F合 F1 F2即两个力大小不变时 其合力随夹角的增大而减小 当两力反向时 合力最小 为 F1 F2 当两力同向时 合力最大 为F1 F2 2 三力合成 三个力共线且同向时 其合力最大 为F1 F2 F3 以这三个力的大小为边 如果能组成封闭的三角形 则其合力最小值为零 若不能组成封闭的三角形 则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的和的绝对值 三个大小为F的力夹角互为120 时 合力为零 名师点睛 合力和分力的关系蕴含着 等效替换 思想 合力与分力的关系遵循平行四边形定则 合力的大小等于各分力的矢量和 而不是代数和 合力的大小不一定大于分力 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 在研究共点力合成实验中 得到如图2 2 6所示的合力与两力夹角 的关系曲线 关于合力F的范围及两个分力的大小 下列说法中正确的是 A 2N F 14NB 2N F 10NC 两力大小分别为2N 8ND 两力大小分别为6N 8N 图2 2 6 二 力的分解方法 按力的作用效果分解1 按力的作用效果分解 1 根据力的实际作用效果确定两个分力的方向 2 再根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 力的分解的唯一性和多解性 1 已知合力和两个分力的方向 求两个分力的大小 如图2 2 7所示 已知F和角 显然该力的平行四边形是唯一确定的 即F1和F2的大小是唯一确定的 图2 2 7图2 2 8 2 已知合力和一个分力的大小和方向 求另一分力的大小和方向 如图2 2 8所示 已知F F1和 则F2的大小和方向 角 也已确定 是唯一确定的 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F2 Fsin 且F2 F 则有两解 如图2 2 9甲所示 第二种情况是F2 Fsin 则有唯一解 如图乙所示 第三种情况是F2 Fsin 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 如图丙所示 第四种情况是F2 F 则有唯一解 如图丁所示 图2 2 9 三 正交分解法在力的合成与分解中的应用1 正交分解法把一个力分解为互相垂直的两个分力 特别是物体受多个力作用时 把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去 然后分别求出每个方向上力的代数和 2 利用正交分解法求合力 1 正确选择直角坐标系 通常选择共点力的作用点为坐标原点 直角坐标系的选择应使尽量多的力落在坐标轴上 名师点睛 在实际问题中进行力的分解时 有实际意义的分解方法是按力的实际效果进行的 而正交分解法则是根据需要而采用的一种方法 其主要目的是将一般的矢量运算转化为代数运算 经典题型探究 图2 2 11 思路点拨 画框所受重力的效果是使两根细绳被拉紧 因此本题可根据力的实际作用效果将重力进行分解 图2 2 12 答案 0 5m 互动探究1在绳能承受的最大拉力为10N时 两钉柱间距又为多大 如图2 2 13所示 质量为m的球放在倾角为 的光滑斜面上 试分析挡板AO与斜面间的倾角 为多大时 AO所受压力最小 图2 2 13 解析 以球作为研究对象 球所受重力G产生的效果有两个 对斜面产生了压力F1 对挡板产生了压力F2 根据重力产生的效果将重力分解 如图2 2 14所示 图2 2 14 当挡板与斜面的夹角 由图示位置变化时 F1大小改变 但方向不变 始终与斜面垂直 F2的大小 方向均改变 如图中画出的一系列虚线表示变化的F2 由图可看出 当F2与F1垂直即 90 时 挡板AO所受压力最小 最小压力F2min mgsin 答案 见解析 方法总结 此类问题的特点是合力大小和方向确定 且其中一个分力的方向不变 用此法直观 简单 互动探究2例2中 角为多大时 球对斜面的压力最小 解析 由例题图示可知 当 180 时 对斜面压力最小 最小值为零 答案 见解析 满分样板12分 如图2 2 15所示 用绳AC和BC吊起一重100N的物体 两绳AC BC与竖直方向的夹角分别为30 和45 求 绳AC和BC对物体的拉力的大小 图2 2 15 思路点拨 对物体受力分析 建立直角坐标系 然后对力进行正交分解 最后列方程求解Fx 0 Fy 0 解题样板规范步骤 该得的分一分不丢 图2 2 16 反思领悟 一般情况下