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高中物理必修一力的分解和合成.docx

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高中物理必修一力的分解和合成.docx

上传人:lu2yuwb 2022/8/30 文件大小:476 KB

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文档介绍

文档介绍:高中物理必修一力的合成和分解
一、学****目标:
1. 理解合力、分力、力的合成和分解。
2. 掌握平行四边形定那么的含义和使用方法,会进行力的合成和分解。
3. 会进行受力分析,会用正交分解法求解力的平衡问题。
二、重点、难点:的大小和方向。
注意:一个力可以分解为无数多对分力。如下图,要确定一个力的两个分力,一定要有定解的条件。
〔2〕对力分解时有解、无解的讨论
力分解时有解或无解,简单地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形〔或三角形〕,如果能构成平行四边形〔或三角形〕,说明该合力可以分解成给定的分力,即有解。如果不能构成平行四边形〔或三角形〕,说明该合力不能按给定的分力分解,即无解。具体情况有以下几种:
①两分力的方向〔不在同一直线上〕。如下图,要求把力分解成沿OA、OB方向的两个分力,可以从F的箭头处开始作OA、OB的平行线,画出力的平行四边形,即可得两分力F1、F2。
②一个分力的大小和方向。如下图,一个分力为F1,那么先连接合力F和分力F1的箭头,即为平行四边形的另一邻边,作出平行四边形,可得另一分力F2。

③两个分力的大小,有两解。
④一个分力的大小和另一个分力的方向,以表示合力F的线段末端为圆心,以表示的大小的线段长度为半径作圆。
Ⅰ. 当时,圆与F1无交点,此时无解,如图甲所示。
Ⅱ. 当时,圆与相切,此时有一解,如图乙所示。

Ⅲ. 当时,圆与有两交点,此时有两解,如图丙所示。

Ⅳ. 当时,圆与只有一个交点,此时只有一解,如图丁所示。

〔3〕力的正交分解法
1〕当物体受力较多时,我们常把物体受力沿互相垂直的两个方向分解,根据=0,=0 列方程求解。
把一个力分解成两个互相垂直的分力的方法叫做力的正交分解法。
根本思想:力的等效与替代
正交分解法是在平行四边形定那么的根底上开展起来的,其目的是用代数运算解决矢量运算。
设力为F,现在要把它分解成两个分别沿x轴和y轴的分力。
如下图,将力F沿力x、y方向分解,可得:
注意:①恰当地建立直角坐标系xOy,多数情况选共点力作用的交点为坐标原点,坐标轴方向的选择具有任意性,原那么是:使坐标轴与尽量多的力重合,使需要分解的力尽量少和容易分解。
②将各力沿两坐标轴依次分解为互相垂直的两个分力。注意:与坐标轴正方向同向的分力取正值,与坐标轴负方向同向的分力取负值。
2〕①平衡状态:使物体保持静止状态或匀速直线运动状态
②共点力作用下物体的平衡条件:物体受到的合外力为零。即F合=0
说明:①物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时,取出其中的一个力,那么这个力必与剩下的〔N-1〕个力的合力等大
反向。
②假设采用正交分解法求平衡问题,那么其平衡条件为:Fx合=0,Fy合=0;
知识点一:对合力、分力、共点力的理解
【例1】以下关于合力与分力的表达,不正确的选项是〔 〕
A. 一个物体受到几个力的作用,同时也受到这几个力的合力的作用
B. 几个力的合力总是大于它各个分力中最小的力
C. 合力和它相应的分力对物体的作用效果相同
D. 力的合成就是把几个力的作用效果用一个力来代替
【例2】下面关于共点力的说法中正确的选项是〔 〕
A. 物体受到的外力一定是共点力
B. 共点力一定是力的作用点在物体上的同一点上
C. 共点力可以是几个力的作用点在物体的同一点上,也可以是几个力的作用线交于同一点
D. 以上说法都不对
知识点二:力的合成与平行四边形定那么的理解和应用
【例1】有两个共点力,F1=2N,F2=4N,它们的合力F的大小可能是〔 〕
A. 1N B. 5N C. 7N D. 9N
拓展1、大小分别是5 N、7 N、9 N的三个力的合力F的大小范围是〔 〕
A. 2 N≤F≤20 N B. 3 N≤F≤21 N C. 0≤F≤20 N D. 0≤F≤21 N
【例2】如下图,AB为半圆的一条直径,P点为圆周上的一点,在P点作用了三个共点力F1、
F2、F3,求它们的合力。
【例3】两位同学共同提一桶水,水和桶的总质量是15 kg,两人的手臂与竖直方向的夹角都是30°,那么这两位同学所用的力相同,大小为____________。
拓展2、如图,跳伞运发动翻开伞后经过一段时间,,圆顶形降落伞伞面的重力为G2,伞面下有8条相同的拉线,一端与飞行员相连〔拉线重力不计〕,另一端均匀分布在伞面边缘上〔图中没有把拉线都画出来〕,每根拉线和竖直方向都