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力的合成与分解
知识梳理:
(一)力的合成与分解
(1)合力与分力的关系是等效替代关系。
(2)力的合成与分解都遵循平行四边形定则。两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边的平行四边形来确定,这两邻边之间的对角线的长度表示了合力的大小,对角线所指方向表示了合力的方向。
①两个大小一定的力,随两个力的夹角增大而减小。
当两力方向相同(即),合力最大,。
当两力方向相反(即),合力最小,,方向与F1、F2较大的方向相同。
②当F1与F2垂直时,合力,方向与F夹角。
③当时,设F1与F2夹角为,则合力。特别是若,则合力。
(3)二力(F1、F2)合成的合力(F)的取值范围是;
(4)把一个已知力分解为两个互成角度的分力,如果没有条件限制,可以分解为无数对分力。在实际问题中,要根据力产生的实际作用效果或处理问题的方便来决定如何分解。
?
1. 按效果分解
①斜向上拉物体的力的分解
F力的作用效果:
②斜面上物体所受重力的分解
G的作用效果:
2. 正交分解:是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。
注意:如果,这是处理多个力作用下物体平衡问题的好办法,以后会常常用到。
?(二)物体的平衡
平衡状态:静止或匀速直线运动
共点力作用下物体的平衡条件:F合=0
平衡的种类;
不稳平衡、稳定平衡、随遇平衡
影响稳度的因素:
重心的高低、支撑面的大小,重心越低,支撑面越大,稳度就越大
典型例题:
例1、关于合力与分力的大小关系,下列说法正确的是( )
A、合力比分力都大
B、合力至少比一个分力大
C、合力可能比两个分力都小
D、合力可能比两个分力都大
例题2. 把一个力分解为两个力F1和F2,已知合力,分力的夹角为若取某一数值,可使有两个大小不同的数值,则的取值是___________。
PO
P
O
A
B
A、逐渐变大 B、逐渐变小
C、先增大后减小 D、先减小后增大
课堂练习:
1. 把一个力分解为两个力的时候: ( )
A. 一个分力变大时,另一个分力一定要变小
B. 两个分力不能同时变大
C. 无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半
D. 无论如何分解,两个分力不能同时大于这个力的2倍
2、大小不同的在同一平面上的三个共点力,同时作用在一个物体上,以下各组中,能使物体平衡的一组是( )
A. 3N,4N,8N B. 2N,6N,7N
C. 4N,7N,12N D. 4N,5N,10N
3、如图1所示,小球重,处于静止状态,求小球所受挡板的弹力和斜面的支持力
图1
4、 如图12所示,一球被竖直光滑挡板挡在光滑斜面上处于静止状态,现缓慢转动挡板,直至挡板水平,则在此过程中,球对挡板的压力_________,球对斜面的压力_________。(均填如何变化)
5、 如图13所示,物体M处于静止状态,三条绳的拉力之比F1:F2:F3=_______。
6、 如图14所示,一个重G=100N的粗细均匀的圆柱体,放在的V型槽上,其角平分线沿竖直方向,若球与两接触面的,则沿圆柱体轴线方向的水平拉力F=_____N时,圆柱体沿槽做匀速运动。
第三讲 常用力学分析方法
受力分析
对物体受力分析的一般思路
选取研究对象,研究对象可以是质点、结点、物体、物体系
按顺序分析物体受力,一般可按重力、弹力、摩擦力的次序分析,再分析电场力、磁场力等其他力
正确画出受力图,注意不同对象的分析图用隔离法分别画出。对于质点和不考虑力对物体的形变、转动等效果时可将所有力平移到重心上或画在同一点上。
结合具体问题列方程求解
受力分析的注意事项
只分析研究对象所受的力
只分析按性质命名的力
每分析一个力,都要找出它的施力物体
合力和分析不能同时作为物体的受力
AB
A
B
F
A、2 B、3 C、4 D、5
练习2、 如下图所示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们静靠在墙边,然后释放,它们同时沿竖直墙面向下滑.已知mA>mB,则物体B( )
A. 只受一个重力
B、受到重力和一个摩擦力
C、受到重力、一个弹力和一个摩擦力
D、受到重力、一个摩擦力、两个弹力
如何进行力的分解?
一可以按力的实际作用效果来分解,二是按照解决问题是否方便进行分解(一般是正交分解)
思考题:
作用在同一物体的两个力F1、F2,其合力为F,下列说法中正确的是:
F的作用效果与F1的作用效果相同
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