初中物理之《力的合成》知识点演示教学
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重点知识:1.力的合成利用一个力(合力)产生的效果跟几个力(分力)共同作用产生的效果相同,而做的一种等效替代。
力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。
(1)合力和分力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。
合力与分力的关系是等效替代关系,即一个力若分解为两个分力,在分析和计算时,考虑了两个分力的作用,就不可考虑这个力的作用效果了;反过来,若考虑了合力的效果,也就不能再去重复考虑各个分力的效果。
(2)共点力:物体同时受几个力作用,如果这些力的作用线交于一点,这几个力叫共点力。
如图(a)所示,为一金属杆置于光滑的半球形碗中。
杆受重力及A、 B两点的支持力三个力的作用;N1作用线过球心,N2作用线垂直于杆,当杆在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时,这三力的作用线必汇于一点,所以重力G 的作用线必过 N1、N2的交点0;图(b)为竖直墙面上挂一光滑球,它受三个力:重力、墙面弹力和悬线拉力,由于球光滑,它们的作用线必过球心。
(3)力的合成定则:① 平行四边形定则:求共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形,它的对角线即表示合力的大小和方向,如图a。
② 三角形定则:求F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的有向线段首尾相接,从F1的起点指向F2的末端的有向线段就表示合力F的大小和方向,如图b。
2.合力的计算(1)合力的大小:若两个共点力F1,F2的夹角为θ,根据余弦定理,其合力大小为: .合力的范围是:|F1-F2|≤F≤F1+F2,还可以看出:合力可能大于分力,可能小于分力,也可能等于分力。
(合力与分力的关系就是平行四边形的对角线与邻边的关系;对角线可以大于邻边,也可以小于邻边,还可以等于邻边;合力与分力的关系还可以看成是三角形三边的关系,任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边)(3)同一直线上的矢量运算:几个力在一条直线上时,先在此直线上选定正方向,与其同向的力取正值,反之取负值,然后进行代数运算求其合力。
初中物理之《力的合成》知识点
1.合力与分力
(1)定义:一个力产生的效果跟原来几个力的共同效果,这个力就叫做那几个力的,原来的几个力叫做。
(2)关系:合力与分力之间是“”关系。
2.力的合成
(1)定义:求几个力的的过程叫做力的合成。
力的合成实际上就是要找一个力去代替几个已知的力,
而不改变其作用效果,即合力和分力可以。
(2)平行四边形定则:两个力合成时,以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代表,这个法则叫做平行四边形定则。
关键一点:(1)合力与分力满足平行四边形定则而不是算术法则,故合力可以大于、等于或小于分力。
(2)不仅力的合成遵循平行四边形定则,一切矢量的运算都遵循这个定则。
3.合力与分力的关系
1、两个力在同一直线上:
两个力同向时,两个力的合力等于两个力的‗‗‗‗‗‗‗‗,即‗‗‗‗‗‗‗‗‗,方向与‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗。
两个力反向时,两个力的合力等于两个力的‗‗‗‗‗‗‗‗,即‗‗‗‗‗‗‗‗,方向与大的力同向。
2、两分力大小一定时,夹角θ越大,合力就越小,夹角θ越小,合力越大。
(1)当θ=0°时,(两个分力方向相同)合力最大,F =‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗(合力与分力同向)
(2)当θ=180°时(两个分力方向相反)合力最小,F=‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗(合力与分力中较大的力同向)
(3)合力的取值范围,‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗。
3、合力可能大于某一分力,可能等于某一分力,也可能小于某一分力。
4、合力不变的情况下,夹角越大,两个等值分力的大小越大。
5、两个力夹角θ一定,F
1大小不变,增大F
2
,其合力F怎样变化?
①当θ≤90°时,F合变大。
②当θ>90°时,F合先变小后变大。
4.多力合成的方法
先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
5.求合力
1、作图法:
①根据平行四边形定则按同一标度作出两个分力F1、F2力的图示;
②画出平行四边形;
③量出对角线的长度,根据选定的标度求出合力的大小;
④用量角器量出合力与某个分力的夹角,表示合力的方向。
2、计算法:
根据平行四边形定则作出力的示意图,利用合力与分力组成的平行四边形内的三角形关系,求合力大小和方向。
6.共点力
如果一个物体受到两个或更多力的作用,而且这些力都共同作用在物体的‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗上,或者它们的相交于同一点,这样的一组力叫做共点力。
共点力的合成遵循平行四边形定则。
注:力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力。
7.三个力的合力范围
最大值:F合=F1+F2+F3
最小值:
①先求任两个力F1、F2合力大小范围:
︱F1-F2︱≤F ≤F1+F2;
②若F3在此范围内,三个力的合力最小值为0。
③若F3不在此范围内,三个力的合力最小值为F3与F的最小值。