力的合成与分解.doc

此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除第三章 相互作用-力的合成和分解编写人：侯振坚 审核人：高二物理 使用时间：2018-6【学习目标】1、力的合成和分解 。2、 理解力的平行四边形定则。【课前预习】知识归纳：1合力与分力：如果一个力产生的 跟几个共点力共同作用产生的 相同，这一个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力合力和分力是 的关系2共点力：作用在物体的同一点，或作用线的 于一点的力。3力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成 平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的 和 三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法4 力的分解：求一个已知力的分力的过程叫做力的分解，力的分解遵循平行四边形定则或三角形定则，力的分解方法： （一）(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 例：已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，对力F进行分解，则有三种可能(F1与F的夹角为)如图所示：F2Fsin 时 F2Fsin 或F2F时有 Fsin F2F时有 （二）正交分解把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法，在多个共点力作用下，运用正交分解法的目的是用代数运算公式来解决矢量的运算。在力的正交分解法中，分解的目的是为了求合力，尤其适用于物体受多个力的情况。 在运用正交分解法解题时，一般按如下步骤：(1)、以力的作用点为原点作直角坐标系，标出x轴和y轴，如果这时物体处于平衡状态，则两轴的方向可根据自己需要选择（以少分解力为最简），如果力不平衡而产生加速度，则x轴（或y轴）一定要和加速度的方向重合（即：一般沿运动方向和垂直于运动方向建立坐标轴）。(2)、将与坐标轴成角度的力分解成x轴和y轴方向的两个分力，并在图上标明，用符号Fx和Fy表示；(3)、在图上标出与x轴或与y轴的夹角，然后列出Fx、Fy的数学表达式。如：F与x轴夹角分别为，则。与两轴重合的力就不需要分解了。 (4)、列出x轴方向上和各分力的合力和y轴方向上的各分力的合力的两个方程，然后再求解。5受力分析的步骤(1)明确研究对象：研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统(2)隔离物体分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用(3)画受力示意图：物体所受的各个力应画成共点力，力的作用点可沿力的作用线移动(4)检查受力分析是否有误：检查画出的每一个力能否找到它的施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，如果不能，则必然发生了漏力、多力或错力的现象自主检测1一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上且等于240 N，求另一个分力的大小课 堂 探 究探究1共点力的合成及合力范围的确定【例1】一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3的作用，其大小分别为F142 N、F228 N、F320 N，且F1的方向指向正北，下列说法中正确的是()A这三个力的合力可能为零BF1、F2两个力的合力大小可能为20 NC若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48 N，方向指向正南D若物体处于静止状态，则F2、F3的合力大小一定为42 N，方向与F1相反，为正南【变式1】一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是()A三力的合力有最大值F1F2F3，方向不确定B三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向C三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向D由题给条件无法求合力大小探究2力的分解【例2】如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为，重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为()A. B. C.mgtan D.mgcot探究3正交分解法的应用【例3】如图所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.1 B2 C. D1【变式3】如图是拔桩装置当用大小为F、方向竖直向下的作用力拉图中长绳上的E点时，绳CE部分被水平拉直，绳CA被拉到竖直，绳DE与水平方向的夹角为，绳BC与竖直方向的夹角为.则绳CA拔桩的作用力的大小是()AFtantan BFtancotCFcottan DFcotcot【当堂检测】1用原长为8 cm的橡皮筋跨过光滑的定滑轮把一根木棒悬挂起来，稳定后木棒处于水平状态，橡皮筋长度变为10 cm，橡皮筋与水平棒的夹角为30，橡皮筋的劲度系数k2 N/cm，g10 m/s2，则木棒的质量是()A4 kg B0.4 kg C2 kg D0.2 kg2如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直杆的下端有一个轻滑轮O.一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重力为G的物体BO段细线与天花板的夹角30.系统保持静止，不计一切摩擦，下列说法中正确的是()A细线BO对天花板的拉力大小是 Ba杆对滑轮的作用力大小是Ca杆和细线对滑轮的合力大小是G Da杆对滑轮的作用力大小是Gbuffet n. 自助餐；饮食柜台Arctic adj. 北极的；北极区的【课后巩固检测】1如图所示，两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点（如图甲所示）和跨过滑轮的轻绳BC上（如图乙所示），图甲中轻杆AB可绕A点转动，图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内，已知 = 30，则图甲中轻杆AB受到绳子的作用力F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为 （ ）impact n. 撞击；冲击；巨大的影响AF1 = mg、F2 = mg BF1 = mg、F2 = mgCF1 = mg、F2 = mg DF1 = mg、F2 = mgnosebleed n. 鼻出血；流鼻血rocket n. 火箭grand adj. 大的；豪华的；雄伟的summary n. 总结；摘要；概要2如图所示，杆BC的B端用铰链接在竖直墙上，另一端C为一滑轮重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡若将绳的A端沿墙缓慢向下移（BC杆、滑轮