知识讲解力的合成与分解基础

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力的合成与分解

要点一、力的合成

要点诠释:

合力与分力

①定义:一个力产生的效果跟几个力的共同作用产生的效果相同,则这个力就叫那几个力的合力,那几个力叫做分力。

②合力与分力的关系:等效替代。

要点二、共点力

要点诠释:

1.共点力:一个物体受到两个或更多个力的作用,若它们的作用线交于一点或作用线的延长线交于一点,这一组力就是共点力。

说明:

①平行四边形定则只适用于共点力的合成,对非共点力的合成不适用。

②今后我们所研究的问题,凡是涉及力的运算的题目,都是关于共点力方向的问题。

2.合力与分力的大小关系:

由平行四边形可知:F、F夹角变化时,合力F的大小和方向也发生变化。21(1)合力F的范围:|F-F|≤F≤F+F。2211①两分力同向时,合力F最大,F=F+F。21②两分力反向时,合力F最小,F=|F-F|。21③两分力有一夹角θ时,如图甲所示,在平行四边形OABC中,将F平移到F末端,则F、F、F围成一2121个闭合三角形。如图乙所示,

由三角形知识可知;|F-F|<F<F+F。2211综合以上三种情况可知:

①|F-F|≤F≤F+F。2211②两分力夹角越大,合力就越小。

③合力可能大于某一分力,也可能小于任一分力.

要点三、力的分解

要点诠释:

力的分解定则:平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算.

两个力的合力唯一确定,一个力的两个分力不是唯一的,如果没有其他限制,对于一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图所示).即同一个力F可以分解成无数对大小、方向不同的分

力.

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要点四、实际分解力的方法要点诠释: 1.按效果进行分解在实际分解中,常将一个力沿着该力的两个效果方向进行分解,效果分解法的方法步骤:①画出已知力的示意图;确定出分力的方向;②根据此力产生的两个效果③以该力为对角线作出两个分力方向的平行四边形,即作出两个分力.利用平行四边形定则求分力的方法2.①作图法:利用平行四边形作出其分力的图示,按给定的标度求出两分力的大小,用量角器量出各分

力与已知力间的夹角即分力的方向.②计算法:利用力的平行四边形定则将已知力按几何方法求解,作出各力的示意图,再根据解几何知

识求出各分力的大小,确定各分力的方向.由上可知,解决力的分解问题的关键是根据力的作用效果,画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题.因此其解题的基本思路可表示为

力按作用效果分解的几个典型实例3.

实例分析

地面上物体受斜向上的拉力F,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F可分解为水平向前的力F和竖直向上的力F 21

的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一是使质量为m

;二是使物体压紧斜面的分物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1??mg cos=Fmg sinF=力F,,

221

的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时.其重m质量为

;二是使球压紧斜F力产生两个效果:一是使球压紧板的分力1mg?mg tanF=?F,,面的分力F212?cos

质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上,其重力产生两个效果:一是使球压紧竖直墙壁的分力F;二是使球拉紧悬线1mg?F2?cos?mg tanF= F的分力,,21

A、B两点位于同一平面上,质量为m的物体由AO、BO两线拉

住,其重力产生两个效果:一是使物体拉紧AO线的分力F2;二是使物体拉紧BO线的分力质量为m的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一是拉伸AB的分力F;二是拉伸

?FF?21?2sin,F的分力BC28

1mg

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的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一质量为m?tan?mgF,,;二是压缩FBC的分力

F是拉伸AB的分力12m co

要点五、力的分解中定解条件要点诠释:为平行四边形的一条对角线作分解为两个分力,根据力的平行四边形定则,是以这个力FF 将一个力一个平行四边形,在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形,这说明两个力的合力可唯一确定,一个力的分力不是唯一的,要确定一个力的两个分力,一定要有定解条件.和两个分力的方向,则两个分力有唯一确定的值.如图甲所示,要求把已大小、方向) (1)已知合力(的平行线,画出力的平行四边形、OB(箭头)端作OAOA知力F分解成沿、OB方向的两个分力,可从F的矢.、得两个分力FF21,则另一个分力有唯一确定的值.如图乙所示,已知)大小、方向)和一个分力(大小、方向(2)已知合力( .和F的矢端,即可作出力的平行四边形得另一个分力FF(合力),分力F,则连接F211

的矢端为圆心,和两分力大小,则两分力有两组解,如图所示,分别以O点和F(3)已知合力(大小、方向) F、F大小为半径作圆,两圆交于两点,作出三角形如图.以21

和一个分力的方向,则另一分力无确定值,且当两分力垂直时有最小值.如图(大小、方向)(4)已知合力 F的夹角为θ,分析方法如下:所示,假设F与1

F1的交点即可确定解释的情形.以F的尾端为圆心,以F的大小为半径画圆,看圆与2无交点,无解;(如圆①)与F<①当FFsinθ时,圆12有一交点,故有唯—解,且F最小;与=FFsinθ时,圆(如圆②)F ②当212有两交点,有两解;(如圆③)与F时,圆F ③当Fsin θ<<F12有一交点,有唯—解.F(>④当FF时,圆如圆④)与12要点六、实验验证力的平行四边形定则要点诠释: 1.实验目的:验证力的平行四边形定则、铅笔、三角板、刻度尺、图实验器材:方木板、白纸、弹簧测力计(两个)2.、橡皮筋、细绳套(两个)8

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