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文档介绍

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本章内容是力学的基础,也是贯穿于整个物理学的核心内容。本章从力的基本定义出发,通过研究重力、弹力、摩擦力,逐步认识力的物质性、力的矢量性、力的互相性,并通过受力分析,分析物体所处的状态或从物体所处的平衡状态,分析物体的受力状况。物体的受力分析法是物理学重要的分析办法。由于它的基础性和重要性,决定了这部分知识在高考中的重要地位。
本章知识的考察重点是:①三种常见力,为每年高考必考内容,明年乃至许数年后,仍将是频繁出现的热点。②力的合成与分解、共点力的平衡等在高考中或单独出现或与动力学、电磁学等相结合,或选择或计算叙述,或易或难,都要出现。
核心知识
课标解读
力的概念
1
理解力是物体之间的互相作用,能找出施力物体和受力物体.
2
懂得力的作用效果.
3
懂得力有大小和方向,会画出力的图示或力的示意图.
4
懂得力的分类.
重力确实概念
5
懂得重力是地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的.
6
懂得重力的大小和方向,会用公式G=mg计算重力.
7
懂得重心的概念以及均匀物体重心的位置.
弹力的概念
8
懂得什么是弹力以及弹力产生的条件.
9
能在力的图示(或力的示意图)中对的画出弹力的方向.
10
懂得如何显示微小形变.
胡克定律
11
懂得在多种形变中,形变越大,弹力越大.
12
懂得胡克定律的内容和合用条件.
13
对一根弹簧,会用公式f=kx进行计算.
摩擦力的概念
14
懂得滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向.
15
会运用公式f=μN进行计算,懂得动摩擦因数跟什么有关
16
懂得静摩擦产生的条件,会判断静摩擦力的方向.
17
懂得最大静摩擦力跟两物间的压力成正比
二力平衡
18
懂得什么是力的平衡.
19
懂得二力平衡的条件.
力的合成和分解
20
理解力的合成和合力的概念.
21
理解力的合成和合力的概念.
22
掌握平行四边形定则,会用作图法、公式法求合力的大小和方向.
23
熟悉力的三角形法.
24
掌握平行四边形定则.
25
理解力的分解和分力的概念.理解力的分解是力的合成逆运算,
26
会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力
矢量和标量及运算
27
懂得什么是矢量,什么是标量.
28
懂得平行四边形定则是矢量加法运算的普遍定则.
受力分析
2
初步熟悉物体的受力分析.
专项一.力的概念、重力和弹力
◎ 知识梳理
要对力有深刻的理解,应从下列几个方面领略力的概念。
1.力的本质
(1)力的物质性:力是物体对物体的作用。提到力必然涉及到两个物体一—施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在。有力时物体不一定接触。
(2)力的互相性:力是成对出现的,作用力和反作用力同时存在。作用力和反作用力总是等大、反向、共线,属同性质的力、分别作用在两个物体上,作用效果不能抵消.
(3)力的矢量性:力有大小、方向,对于同始终线上的矢量运算,用正负号表达同始终线上的两个方向,使矢量运算简化为代数运算;这时符号只表达力的方向,不代表力的大小。
(4)力作用的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响,这就是力的独立作用原理。
2.力的作用效果
力对物体作用有两种效果:一是使物体发生形变_,二是变化物体的运动状态。这两种效果可各自独立产生,也可能同时产生。通过力的效果可检查力的存在。
3.力的三要素:大小、方向、作用点
完整表述一种力时,三要素缺一不可。当两个力 F1、F2的大小、方向均相似时,我们说F1=F2,但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时能够产生不同的效果。
力的大小可用弹簧秤测量,也可通过定理、定律计算,在国际单位制中,力的单位是
牛顿,符号是N。
4.力的图示和力的示意图
(1)力的图示:用一条有向线段表达力的办法叫力的图示,用带有标度的线段长短表达大小,用箭头指向表达方向,作用点用线段的起点表达。
(2)力的示意图:不需画出力的标度,只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。
5.力的分类
(1)性质力:由力的性质命名的力。如;重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。
(2)效果力:由力的作用效果命名的力。如:拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力:合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。
6.重力
(1).重力的产生:
重力是由于地球的吸取而产生的,重力的施力物体是地球。
(2).重力的大小:
由G=mg计算,g为重力加速度,普通在地球表面附近,/秒2,。
由弹簧秤测量:物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。
(3).重力的方向:
重力的方向总是竖直向下的,即与水平面垂直,。
(4).重力的作用点——重心
物体的各部分都受重力作用,效果上,认为各部分受到的重力作用都集中于一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心。
重心跟物体的质量分布、物体的形状有关,重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。
(5).重力和万有引力
重力是地球对物体万有引力的一种分力,万有引力的另一种分力提供物体随处球自转的向心力,同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同,但由此引发的重力变化不大,普通状况可近似认为重力等于万有引力,即:mg=GMm/R2。除两极和赤道外,重力的方向并不指向地心。
重力的大小及方向与物体的运动状态无关,在加速运动的系统中,例如:发生超重和失重的现象时,重力的大小
仍是mg
7.弹力
1.产生条件:
(1)物体间直接接触;
(2)接触处发生形变(挤压或拉伸)。
2.弹力的方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体状况以下:
(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳指向绳收缩的方向.
(2)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。
(3)轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向沿杆。
3.弹力的大小
弹力的大小跟形变量的大小有关。
弹簧的弹力,由胡克定律F=kx,k为劲度系数,由本身的材料、长度、截面积等决定,x为形变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长Lo的差:x=|L-L0|,不能将x当作弹簧的长度L
普通物体所受弹力的大小,应根据运动状态,运用平衡条件和牛顿运动定律计算,例2小车的例子就阐明这一点。
◎ 例题评析
【例1】下列有关力的说法中,对的的是( )
A.只有互相接触的两物体之间才会产生力的作用
B.力是不能离开物体而独立存在的,一种力现有施力物体,又有受力物体
C.一种物体先对别的物体施加力后,才干受到反作用力
D.物体的施力和受力是同时的
【分析与解答】 力是物体间的互相作用,不一定发生在直接接触的物体间,直接接触而发生的作用叫接触力,如弹力、摩擦力;通过场发生的作用叫场力,如重力、电场力、磁场力等。物体的施力和受力不分先后,总是同时的。对的答案为B、D
【例2】有关物体的重心,下列说法对的的是
A.物体的重心一定在该物体上
B.形状规则的物体,重心就在其中心处
C.用一根悬线挂起的物体静止时,细线方向一定通过物体的重心
D.重心是物体上最重的一点
【分析与解答】 重心是物体各部分的重力的合力的作用点,薄板物体的重心位置能够用悬挂法拟定,其它形状的物体重心位置也能够用悬挂法想象的讨论。重心不一定在物体上,也固然不是物体中最、重的一点,故AB错,(如一根弯曲的杆,其重心就不在杆上)用悬线挂起物体处在静止时,由二力平衡原理知细线拉力必与重力等大、反向、共线,故C对的。
【例3】如图所示,小车上固定一根折成α角的曲杆,杆的另一端一固定一质量为m的球,则当小车静止时和以加速度a向右加速运动时杆对球的弹力大小及方向如何?
【分析与解答】当小车静止时,根据物体平衡条件可知,杆对球的弹力方向竖直向上,大小等于mg。
当小车加速运动时,设小球受的弹力F与竖直方向成θ角,如图所示,根据牛顿第二定律,有:Fsinθ=ma Fcosθ=mg
解得:F= tanθ=a/g
可见,杆对球弹力的方向与加速度大小有关,只有当加速度a=gtanα、且方向向右时,杆对球的弹力才沿着杆;否则不沿杆的方向。
(4)面与面、点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面,指向被压或被支持的物体,如图所示,球和杆所受弹力的示意图。
【例4】在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为ι、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,如图甲所示.木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 ( )
【分析与解答】:
办法一
选连接体为研究对象,对它进行受力分析,其受力如图乙所示.对连接体整体,由三力平衡得F-Fl-F2=0,其中,F1=μm1g,F2=μm2g.选木块2为研究对象,其受力如图丙所示,由三力平衡得F-F2-F弹=O,其中,F弹为弹簧的弹力.
综合以上各式得,F弹=μm1g.设弹簧的伸长长度为ι,由胡克定律得F弹=kx
即x=μm1g/k.因此当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为ι+x=ι+μm1g/.能够说,这一解法被不少同窗所采用.
办法二
选木块l为研究对象,其受力如图丁所示,由二力平衡得F弹-F1=0,而F1=μm1g,由以上两式得F弹=μmlg.参考办法一,所求距离是ι+μmlg/k.显然,这一创新的解法比较简朴,而第一种解法是常规的却是较麻烦的解法.它们是由选择的研究对象不同而出现的.
专项二.摩擦力
◎ 知识梳理
摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种,它们的产生条件和方向判断是相近的。 .
1.产生的条件:
(1)互相接触的物体间存在压力;
(2)接触面不光滑;
(3)接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)。
注意:不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力,运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力。静摩擦力是保持相对静止的两物体之间的摩擦力,受静摩擦力作用的物体不一定静止。滑动摩擦力是含有相对滑动的两个物体之间的摩擦力,受滑动摩擦力作用的两个物体不一定都滑动。
2.摩擦力的方向:
沿接触面的切线方向(即与引发该摩擦力的弹力的方向垂直),与物体相对运动(或相对:运动趋势)的方向相反。例如:静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面(斜面)向上。
注意:相对运动是以互相作用的另一物体为参考系的运动,与以地面为参考系的运动不同,故摩擦力是妨碍物体间的相对运动,其方向不一定与物体的运动方向相反。例如:站在公共汽车上的人,当人随车一起启动(即做加速运动)时,如图所示,受重力G、支持力N、静摩擦力f的作用。当车启动时,
人相对于车有向后的运动趋势,车给人向前的静摩擦力作用;此时人随车向前运动,受静摩擦力方向与运动方向相似。
3.摩擦力的大小:
(1)静摩擦大小跟物体所受的外力及物体运动状态有关,只能根据物体所处的状态(平衡或加速)由平衡条件或牛顿定律求解。静摩擦力的变化存在一种最大值-----最大静摩擦力,即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小(最大静摩擦力与正压力成正比)。
(2)滑动摩擦力与正压力成正比,即f=,μ为动摩擦因数,与接触面材料和粗糙程度有关;N指接触面的压力,并不总等于重力。
◎ 例题评析
【例5】如右图所示,质量为m的木块在倾角为θ的斜面上沿不同方向以不同速度Vl、V2、V3滑行时,小木块受到的滑动摩擦力多大?斜面受到的滑动摩擦力多大?(已知木块与斜面间的动摩擦因数为μ).
【分析与解答】:①(公式法)不管小木块沿斜面对哪个方向运动,其
受到斜面支持力N都等于mgcosθ,故小木块受到的滑动
摩擦力均为:f=μN=μmgcosθ
②木块受斜面的滑动摩擦力为f=μmgcosθ,则由牛顿第
三定律知,斜面受木块的滑动摩擦力大小也为f=μmgcosθ
【例6】以下图所示,拉力F使叠放在一起的A、B两物体以共同速度沿F方向做匀速直线运动,则 ( )
A.甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用,方向与F方向相似。
B.甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用,方向与,方向相反
C.甲、乙图中A物体均不受静摩擦力作用
D.甲图中A物体不受静摩擦力作用,乙图中A物体受静摩擦力作用,方向与F方向相似
【分析与解答】: 假设甲图中A物体受静摩擦力作用,则它在水平方向上受力不平衡,将不可能随B物体一起做匀速直线运动,因此A物体不受静摩擦力作用,这样就排除了A、B两项的对的性.c、D两项中哪个对的,由乙图中A物体与否受静摩擦力鉴定.假设乙图中A物体不受静摩擦力作用,则它将在其重力沿斜面的分力作用下向下滑.不能随B物体保持沿斜面对上的匀速直线运动.因此乙图中A物体一定受静摩擦力作用,且方向与F方向相似,c项是不对的的.
答案:D
专项三.力的合成与分解
◎ 知识梳理
1.力的合成
运用一种力(合力)产生的效果跟几个力(分力)共同作用产生的效果相似,而做的一种等效替代。力的合成必须遵照物体的同一性和力的同时性。
(1)合力和分力:如果一种力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相似,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,即一种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在平衡状态时,这三力的作用线必汇于一点,因此重力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:
平行四边形定则:求共点力F1、F2的合力,能够把表达F1、F2的线段为邻边作平行四边形,它的对角线即表达合力的大小和方向,如图a。
三角形定则:求F1、F2的合力,能够把表达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达合力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: .
合力的范畴是:|F1-F2|≤F≤F1+F2,
还能够看出:合力可能不不大于分力,可能不大于分力,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;对角线能够不不大于邻边,也能够不大于邻边,还能够等于邻边;合力与分力的关系还能够当作是三角形三边的关系,任意两边之和不不大于第三边,任意两边之差不大于第三边)
(2)合力的方向:若F与F1的夹角为,则:tan=,当时tan=
(3)同始终线上的矢量运算: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。这时“+”或“-”只代表方向,不代表大小。
(4)同一根轻绳中各处张力相等,另外当大小相等的两力夹角为1200时,合力大小等于两分力大小.
3.力的分解
(1)在分解某个力时,要根据这个力产生的实际效果或按问题的需要_进行分解.
(2)有拟定解的条件:
①已知合力和两个分力的方向,求两个分力的大小.(有唯一解)
②已知合力和一种分力的大小与方向,求另一种分力的大小和方向.(有一组解或两组解)
③已知合力、一种分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小.(有两个或唯一解)
(3)力的正交分解:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的办法.运用力的正交分解法能够求几个已知共点力的合力,它能使不同方向的矢量运算简化为同始终线上的矢量运算.
力的分解问题的核心是根据力的作用效果,画出力的平行四边形,接着就转化为一种根据知边角关系求解的几何问题。
4、解决力的合成与分解问题的办法
1.力的图示法:按力的图示作平行四边形,然后量出对角线的长短并找出方向.
2.代数计算法:由正弦或余弦定理解三角形求解.
3.正交分解法:将各力沿互相垂直的方向先分解,然后求出各方向的合力,再合成.
4.多边形法:将各力的首尾依次相连,由第一种力的始端指向最后一种力的尾端的有向线段表达合力的大小和方向.
◎ 例题评析
【例7】.在倾角为α的斜面上,放一质量为m的光滑小球,小球被竖直的木板挡住,则球对斜面的压力为 ( )
【分析与解答】:小球的重力产生两个效果:水平挤压木板;垂直斜面方向压紧斜面.故可将重力沿水平方向和垂直斜面方向分解为Fl、F2如右图所示,根据平行四边形定则,可得:F=mg/cosα.
答案:C
【例8】分解一种力,若已知它的一种分力的大小和另一种分力的方向,下列对的的是 ( )
A.只有唯一组解 B.一定有两组解
C.可能有无数组解 D.可能有两组解
专项四.受力分析
◎ 知识梳理
受力分析就是把研究对象在给定物理环境中所受到的力全部找出来,并画出对应受力图。
1.受力分析的根据
(1)根据多种力的产生条件和性质特点,每种力的产生条件提供了其存在的可能性,由于力的产生因素不同,形成不同性质的力,这些力又可归结为场力和接触力,接触力(弹力和摩擦力)的拟定是难点,两物体直接接触是产生弹力、摩擦力的必要条件,弹力产生因素是物体发生形变,而摩擦力的产生,除物体间互相挤压外,还要发生相对运动或相对运动趋势。
(2)根据作用力和反作用力同时存在,受力物体和施力物体同时存在。首先物体所受的每个力都有施力物体和它的反作用力,找不到施力物体的力和没有反作用力的力是不存在的;另首先,根据作用力和反作用力的关系,可灵活变换研究对象,由作用力判断出反作用力。
(3)根据物体所处的运动状态:有些力存在与否或者力的方向较难拟定,要根据物体的运动状态,运用物体的平衡条件或牛顿运动定律判断。
2.受力分析的程序
(1)根据题意选用研究的对象.选用研究对霖豹原慰是要使对留题懿研穷尽量藩侵j研究对象能够是单个物体或物体的某一部分,也能够是由几个物体构成的系统.
(2)把研究对象从周边的物体中隔离出来,为避免遗漏某个力,要养成按普通环节分析的好习惯.普通应先分析重力;然后围绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力;最后再分析其它场力(电场力、磁场力)等.
(3)每分析一种力,都要想一想它的施力物体是谁,这样能够避免分析出某些不存在的力.如竖直上抛的物体并不受向上的推力,而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”.
(4)画完受力图后要进行定性检查,看一看根据你画的受力图,物体能否处在题目中所给的运动状态.
3.受力分析的注意事项
(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其它物体所施的力.
(2)只分析根据性质命名的力.
(3)每分析一种力,都应找出施力物体.
(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力.
4.受力分析的惯用办法:隔离法和整体法
(1).隔离法
为了搞清系统(连接体)内某个物体的受力和运动状况,普通可采用隔离法.
运用隔离法解题的基本环节是:
明确研究对象或过程、状态;
将某个研究对象、某段运动过程或某个状态从全过程中隔离出来;
画出某状态下的受力图或运动过程示意图;
选用适宜的物理规律列方程求解.
(2).整体法
当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,普通可采用整体法.运用整体法解题的基本环节是:
明确研究的系统和运动的全过程;
画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图;
选用适宜的物理规律列方程求解.
隔离法和整体法经常交叉运用,从而优化解题思路和办法,使解题简捷明快.
◎ 例题评析
【例9】 如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,试分析小车受哪几个力的作用
【分析与解答】 对M和m整体分析,它们必受到重力和地面支持力,由于小车静止,由平衡条件知墙面对小车必无作用力。以小车为研究对象,如图所示,它受四个力:重力Mg,地面的支持力FN,,m对它的压力F2和静摩擦力f,由于m静止,可知f和FN的合力必竖直向下。
【阐明】 M与墙有接触,但与否有挤压,应由M和m的状态决定。若m沿M加速下滑,加速度为a,则墙对M就有弹力作用,弹力FN水平.
【注意】 ①为避免丢力,在分析接触力时应绕研究对象观察一周,对每个接触点要逐个分析。②不能把作用在其它物体上的力错误地认为通过力的传递作用在研究对象上。③对的画出受力示意图。画图时要标清力的方向,对不同的力标示出不同的符号。

【例10】一种底面粗糙,质量为M的劈放在粗糙水平面上,劈的斜面光滑且与水平面夹角为300,现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球与斜面的夹角为30。,如图所示。
(1)当劈静止时绳子中拉力大小为多少?
(2)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的岸倍,为使整个系统静止,值必须符合什么条件?
【分析与解答】 (1)以水平方向为x轴,建立坐标系,并受力分析如图所示。
(2)以劈和小球整体为研究对象,受力分析如图
A
C
B
F
α
【例11】如图所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力,现物块静止不动,则摩擦力的大小为_________。
【分析与解】:物块ABC受到重力、墙的支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡,由平衡条件不难得出静摩擦力大小为

A
B
C
F
θ
θ
【例12】如图所示,物体的质量为2kg,两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一种方向与水平线成θ=600的拉力F,若要使两绳都能伸直,求拉力F的大小范畴。
【分析与解】:作出A受力图如图28所示,由平衡条件有:
-F2-F1cosθ=0,
Fsinθ+F1sinθ-mg=0
G
F2
F1
F
x
y
θ
θ
要使两绳都能绷直,则有:F1
由以上各式可解得F的取值范畴为:。
专项五.共点力作用下物体的平衡
◎ 知识梳理
1.共点力的鉴别:同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点就是共点力。这里要注意的是“同时作用”和“同一物体”两个条件,而“力的作用线交于一点”和“同一作用点”含义不同。当物体可视为质点时,作用在该物体上的外力均可视为共点力:力的作用线的交点既能够在物体内部,也能够在物体外部。 ,
2.平衡状态:对质点是指静止状态或匀速直线运动状态,对转动的物体是指静止状态或匀速转动状态。
(1)二力平衡时,两个力必等大、反向、共线;
(2)三力平衡时,若是非平行力,则三力作用线必交于一点,三力的矢量图必为一闭合三角形;
(3)多个力共同作用处在平衡状态时,这些力在任一方向上的合力必为零;
(4)多个力作用平衡时,其中任一力必与其它力的合力是平衡力;
(5)若物体有加速度,则在垂直加速度的方向上的合力为零。
3.平衡力与作用力、反作用力
一对平衡力
一对作用力与反作用力
作用对象
只能是同一物体,
分别作用在两个物体上
力的性质
能够是不同性质的力
一定是同一性质的力
作用效果
两者的作用互相抵消
各自产生自己的效果,互不影响。
共同点:一对平衡力和一对作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在一条直线上的两个力。
【注意】①一种力能够没有平衡力,但一种力必有其反作用力。
②作用力和反作用力同时产生、同时消失;对于一对平衡力,其中一种力存在与否并不一定影响另一种力的存在。
4.正交分解法解平衡问题
正交分解法是解共点力平衡问题的基本办法,其优点是不受物体所受外力多少的限制。
解题根据是根据平衡条件,将各力分解到互相垂直的两个方向上。
正交分解方向的拟定:原则上可随意选用互相垂直的两个方向;但是,为解题方便普通的做法是:①使所选用的方向上有较多的力;②选用运动方向和与其相垂直的方向为正交分解的两个方向。在直线运动中,运动方向上能够根据牛顿运动定律列方程,与其相垂直的方向上受力平衡,可根据平衡条件列方程。③使未知的力特别是不需要的未知力落在所选用的方向上,从而能够方便快捷地求解。
解题环节为:选用研究对象一受力分析一建立直角坐标系一找角、分解力一列方程一求解。
◎ 例题评析
【例13】如图所示,一种半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为ml和mz的小球,当它们处在平衡状态时,质量为m1的小球与0点的连线与水平线的夹角为

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