力的合成与分解共点力的平衡(陈).doc

力的合成与分解共点力的平衡学习目标 ： 1、理解力的合成、力的分解。掌握平行四边形定则。 2、掌握共点力作用下物体的平衡。学习要求、方法 ：1、通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的研究方法等效替代法 2、掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则进行力的合成与分解3、掌握共点力平衡条件，会根据共点力平衡条件求解平衡问题。学习过程：一、力的合成与分解1合力与分力：如果几个力共同作用产生的 与某一个力单独作用时的 相同，则这一个力为那几个力的，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 的过程叫做力的合成力的分解：求一个力的的过程，力的分解与力的合成互为 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(2)三角形定则：把两个矢量的从而求出合矢量的方法(如图甲、乙所示)5合力范围的确定（1）两个共点力的合成|F1F2|F合F1F2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|F1F2|，当两力同向时，合力最大，为F1F2.（2）三个共点力的合成三个力共线且同向时，其合力最大，为F1F2F3.任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的和的绝对值例关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是()A合力大小随两力夹角增大而增大B合力的大小一定大于分力中最大者C两个分力夹角小于180时，合力大小随夹角减小而增大D合力的大小不能小于分力中最小者力的分解方法（1）按力产生的效果进行分解. （2）正交分解法例如右图所示，某同学斜垮书包，书包质量为4 kg，书包带与水平方向夹角为53，则书包带对人肩膀的作用力大小约是(不计书包与人身体间的摩擦，sin 530.8，cos 530.6)()A50 N B40 NC32 N D30 N 二、受力分析1定义：把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都分析出来，并画出物体受力示意图的过程2受力分析的一般顺序先分析 (重力、电场力、磁场力)，再分析 (弹力、摩擦力)，最后分析其他力3受力分析的步骤：(1)确定研究对象，并隔离出来； (2)按受力分析的顺序进行受力分析 (3)检查受力图，找出所画力的施力物体，分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速)，否则必然是多力或漏力； (4)合力或分力不能重复列为物体所受的力 4受力分析时应注意的问题： (1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间，因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在，如果存在，则根据弹力和摩擦力的方向，画好这两个力 (2)画受力图时要逐一检查各个力，找不到施力物体的力一定是无中生有的同时应只画物体的受力，不能把对象对其它物体的施力也画进去受力分析方法：（1）假设法例在图中a、b均处于静止状态，各个接触面间均光滑。则a、b间一定有弹力的是（）水平地面线竖直两线竖直（2）整体法与隔离法整体法：就是把几个物体视为一个整体，受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力，不考虑整体内部之间的相互作用力。 隔离法：就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来，只分析该物体以外的物体对该物体的作用力，不考虑物体对其它物体的作用力。 例4：三个相同物体叠在一起，作用在B物体上的的水平力F为2N，三个物体均静止，求物体AB之间，BC之间，C与水平桌面之间摩擦力？例5：如图所示，光滑的两个球体直径为d，置于一直径为D的圆桶内，且有dD2d，在桶与球接触的三点A、B、C处，受到的作用力大小分别为FA、FB、FC，如果桶的直径增大，但仍小于2d，则关于FA、FB、FC的说法正确的是 （ ） AFB不变 、FA大于FC BFB不变 、FA小于FCCFB不变、 FA等于FC DFB减小 、FA等于FC 【总结】方法选择 ：所涉及的物理问题是 ，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用；当涉及的物理问题是 ，要应用隔离分析法，这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。 三、共点力作用下物体的平衡1平衡态(1)静止：物体的都等于零的状态(2)匀速直线运动：物体的 不为零，其 为零的状态2平衡条件(1)物体所受合外力为零，即F合0.(2)若采用正交分解法，平衡条件表达式为Fx0，Fy0.3共点力作用下物体的平衡条件的推论（1）若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，则这两个力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，即二力平衡（2）若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与第三个力大小 、方向 、作用在同一条直线上（3）当物体受到三个力作用而达到平衡时，这三个力必在同一平面内，且三个力的作用线或作用线的延长线必相交于一点（4）当物体受到几个力达到平衡时，顺次平移这些力的作用线，使其首尾相接，则必构成一个封闭的多边形 4.求解平衡问题的常用方法（1）合成法：适用于求解三力平衡问题.（2）正交分解法：适用于求解多力平衡问题.例6(2010广东理综)右图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G，下列表述正确的是()AFA一定小于G BFA与FB大小相等CFA与FB是一对平衡力 DFA与FB大小之和等于G例7（2012新课标，24）拖把是由托杆和拖把头构成的擦地工具。设拖把头的质量为m，托杆的质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数，重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿托杆方向推拖把，托杆与竖直方向夹角为若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小？ 练习1如下图所示，a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的() 2如右图所示，楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角37，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为m0.5 kg，刷子可视为质点，且沿天花板向上匀速运动，取sin 370.6，试求刷子与天花板间的动摩擦因数【总结】2. 分解力的方法（1）正交分解法：将一个力（矢量）分解成互相垂直的两个分力（分矢量），即在直角坐标系中将一个力（矢量）沿着两轴方向分解成Fx和Fy，它们之间的关系为： （2）图解法：根据平行四边形定则，利用邻边及其夹角跟对角线长短的关系分析力的大小变化情况的方法，通常叫做图解法. 也可将平行四边形定则简化成三角形定则处理，更简单。图解法具有直观、简便的特点，多用于定性研究，应用图解法时应注意正确判断某个分力方向的变化情况及其空间范围。例4如图所示，在一个半圆环上用两根细线悬挂一个重G的物体，设法使OA线固定不动，将OB线从竖直位置沿半圆环缓缓移到水平位