高考物理复习课件 力的合成与分解 (2).ppt

2007-20082007-2008高考复习高考复习第一章第一章 力力 物体的平衡物体的平衡2007、7第二单元第二单元力的合成与分解力的合成与分解 2021/8/11 星期三1 基础知识基础知识一合力与分力一合力与分力 1、一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的、一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力做这个力的分力2、合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系。、合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系。二力的合成与分解二力的合成与分解 求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解分解三、力的合成运算法则三、力的合成运算法则（1）平行四边形法则：求两个互成角度的共点力）平行四边形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把的合力，可以把F1，F2的线段作为邻边作平行四边形，它的线段作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；的对角线即表示合力的大小和方向；2021/8/11 星期三2 基础知识基础知识（2）三角形法则：）三角形法则：求两个互成角度的共点力求两个互成角度的共点力F1，F2的合的合力，可以把力，可以把F1，F2首尾相接地画出来，把首尾相接地画出来，把F1，F2的另外两的另外两端连接起来，则此连线就表示合力端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；的大小和方向；（3）共点的两个力）共点的两个力F1，F2的合力的合力F的大小，与它们的夹角的大小，与它们的夹角有关，有关，越大，合力越小；越大，合力越小；越小，合力越大，合力可能越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，比分力大，也可能比分力小，F1与与F2同向时合力最大，同向时合力最大，F1与与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是反向时合力最小，合力大小的取值范围是|F1F2|F（F1F2）（4）三个力或三个以上的力的合力范围在一定的条件下）三个力或三个以上的力的合力范围在一定的条件下可以是：可以是：0F|F1+F2Fn|2021/8/11 星期三3 基础知识基础知识四力的分解计算四力的分解计算力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，两个分力的合力是唯一确定的，两个分力的合力是唯一确定的，而一个已知力可以分解为而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行。要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行。1、按力产生的效果进行分解、按力产生的效果进行分解2、按问题的需要进行分解、按问题的需要进行分解具体问题的条件有：具体问题的条件有：已确定两个分力的大小，可求得分力的方向。已确定两个分力的大小，可求得分力的方向。已确定两个分力的方向，可求得分力的大小。已确定两个分力的方向，可求得分力的大小。已确定一个分力的大小和方向，可求得另上个分力的大已确定一个分力的大小和方向，可求得另上个分力的大小和方向。小和方向。已确定一个分力的大小和另一个分力的方向，可求得一已确定一个分力的大小和另一个分力的方向，可求得一个分力的大小和另一个分力的方向。个分力的大小和另一个分力的方向。2021/8/11 星期三4 基础知识基础知识五、正交分解法五、正交分解法物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，步骤为：步骤为：正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力轴，使尽量多的力在坐标轴上。在坐标轴上。正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。出坐标轴上各力投影的合力。Fx=F1xF2xFnx Fy=F1yF2yFny共点力合力的大小为共点力合力的大小为 合力方向与合力方向与X轴夹轴夹角角 2021/8/11 星期三5 规律方法规律方法1 1、基本规律与方法的应用、基本规律与方法的应用【例【例1 1】两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正】两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正确的是：（确的是：（）A A、合力比这两个力都大、合力比这两个力都大B B、合力至少比两个力中较小的力大、合力至少比两个力中较小的力大C C、合力可能比这两个力都小、合力可能比这两个力都小D D、合力可能比这两个力都大、合力可能比这两个力都大解析：解析：由合力公式由合力公式F=F=当当=0=00 0时，时，F=FF=F1 1F F2 2；当当=180=1800 0时，时，F=|FF=|F1 1F F2 2|；当当=90=900 0时，时，F=F=当当=120=1200 0且且F F1 1=F=F2 2时，时，F=FF=F1 1=F=F2 2 可见合力可能比任何一个分力都大，也可能比任何一个分可见合力可能比任何一个分力都大，也可能比任何一个分力都小，也可能等于每一个分力力都小，也可能等于每一个分力CD2021/8/11 星期三6 规律方法规律方法【例【例2 2】施用一动滑轮将一物体提起来，不计滑轮与绳】施用一动滑轮将一物体提起来，不计滑轮与绳的质量及其间的摩擦力，则（的质量及其间的摩擦力，则（）A A总可以省力一半；总可以省力一半；B B最大省力一半；最大省力一半；C C拉力可能大于被提物体的重量；拉力可能大于被提物体的重量；D D拉力可能等于被提物体的重量拉力可能等于被提物体的重量 解析：如图所示，当拉力沿竖直方向时省力解析：如图所示，当拉力沿竖直方向时省力一半，当沿一半，当沿2 2的方向上提时拉力肯定大于物体重力一半的方向上提时拉力肯定大于物体重力一半所以所以A A错错B B对，当两绳间夹角等于对，当两绳间夹角等于1201200 0时拉力等于物体重时拉力等于物体重量，所以量，所以D D对，当夹角大于对，当夹角大于1201200 0时，拉力大于物体重量，时，拉力大于物体重量，所以所以c c对对 2021/8/11 星期三7 规律方法规律方法【例【例3 3】A A的质量是的质量是m m，A A、B B始终相对静止，始终相对静止，共同沿水平面向右运动。当共同沿水平面向右运动。当a a1 1=0=0时和时和a a2 2=0.75=0.75g g时，时，B B对对A A的作用力的作用力F FB B各多大？各多大？ABvaGFBF解：解：B B对对A A的的作用力作用力F FB B是是B B对对A A的的支持力和摩擦力的支持力和摩擦力的合力合力。而。而A A所受重力所受重力G G=mgmg和和F FB B的合力是的合力是F F=mama。当当a a1 1=0=0时，时，G G与与F FB B二力平衡，所以二力平衡，所以F FB B大小为大小为mgmg，方，方向竖直向上。向竖直向上。当当a a2 2=0.75=0.75g g时，用平行四边形定则作图：时，用平行四边形定则作图：由已知可得由已知可得F FB B的大小的大小F FB B=1.25=1.25mgmg，方向与竖直方向成，方向与竖直方向成37370 0角角斜向右上方。斜向右上方。2021/8/11 星期三8 规律方法规律方法2 2、用图象法求合力与分力、用图象法求合力与分力F1F2F3F4F5【例【例4 4】设有五个力同时作用】设有五个力同时作用在质点在质点P P，它们的大小和方向，它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和三相当于正六边形的两条边和三条对角线，如图所示，这五个条对角线，如图所示，这五个力中的最小力的大小为力中的最小力的大小为F F，则，则这五个力的合力等于（）这五个力的合力等于（）解析：由正六边形的特点可知，当最小的力为解析：由正六边形的特点可知，当最小的力为F F时，最大时，最大的力为的力为2F2F，不难推出，不难推出F F1 1与与F F4 4合力大小为合力大小为F F3 3，即，即2F2F，方向也，方向也与与F F3 3相同，相同，F F2 2与与F F5 5的合力大小为的合力大小为F F3 3，即，即2F2F，方向也与，方向也与F F3 3相同，相同，故最后合力为故最后合力为6F6F。用力的三角形法则也可得出同样的结论。用力的三角形法则也可得出同样的结论。2021/8/11 星期三9 规律方法规律方法3、用三角形法则分析力的动态变化、用三角形法则分析力的动态变化【例【例5 5】如图所示，将一个重物用两根等长的细绳】如图所示，将一个重物用两根等长的细绳OAOA、OBOB悬挂在半圆形的架子上，在保持重物位置不动的前提下，悬挂在半圆形的架子上，在保持重物位置不动的前提下，B B点固定不动，悬点点固定不动，悬点A A由位置由位置C C向位置向位置D D移动，直至水平，在移动，直至水平，在这个过程中，两绳的拉力如何变化？这个过程中，两绳的拉力如何变化？解析：根据力的作用效果，把解析：根据力的作用效果，把F F分解，分解，其实质是合力的大小方向都不变，其实质是合力的大小方向都不变，一个分力的方向不变，另一个分力一个分力的方向不变，另一个分力的大小方向都在变化，由图中不不的大小方向都在变化，由图中不不看出：看出：OBOB绳子中的拉力不断增大，绳子中的拉力不断增大，而而OAOA绳中的拉力先减小后增大，当绳中的拉力先减小后增大，当OAOA与与OBOB垂直时，该力最小。垂直时，该力最小。2021/8/11 星期三10 规律方法规律方法 【例【例6 6】如图所示，质量为】如图所示，质量为m m的球放在倾角为的球放在倾角为的光滑斜面上，试分析的光滑斜面上，试分析挡板挡板AOAO与斜面间的倾角与斜面间的倾角多大时，多大时，AOAO所受所受压力最小？压力最小？解析：解析：以球为研究对象，以球为研究对象，受力如图所示受力如图所示当挡板与斜面的夹角当挡板与斜面的夹角由图示位置变化时由图示位置变化时N N1 1大小改变但方向不变始终与大小改变但方向不变始终与斜面垂直：斜面垂直：N N2 2的大小、方向均改变由图可看出当的大小、方向均改变由图可看出当N N2 2与与N N1 1垂直即垂直即90900 0时，挡板时，挡板AOAO所受压力最小，最小压力所受压力最小，最小压力N N2min2min=mgsin=mgsin用解析法进行分析，根据正弦定理有用解析法进行分析，根据正弦定理有N N2 2/sin=mg/sin/sin=mg/sin所以所以N N2 2=mgsin/sin=mgsin/sin。当当9090900 0时，时，sinNsinN2 2；当当=90=900 0时，时，N N2 2有最小值有最小值N N2min2min=mgsin=mgsin 2021/8/11 星期三11 规律方法规律方法4 4、正交分解和等效替代、正交分解和等效替代【例【例7 7】如图所示，】如图所示，A A、B B质量分别为质量分别为m mA A和和m mB B，叠放在倾角为，叠放在倾角为的斜面上以相同的速度匀速下滑，则（的斜面上以相同的速度匀速下滑，则（）（A A）ABAB间无摩擦力作用间无摩擦力作用 （B B）B B受到的滑动摩擦力大小为（受到的滑动摩擦力大小为（m mA Am mB B）gsingsin（C C）B B受到的静摩擦力大小为受到的静摩擦力大小为m mA Agsin gsin （D D）取下）取下A A物体后，物体后，B B物体仍能匀速下滑物体仍能匀速下滑解析：隔离解析：隔离A A、B B，A A受力如图（受力如图（b b）所示，）所示，由平衡条件得：由平衡条件得：m mA Agsingsinf fA A=0 =0 N NA A一一m mA Agcosgcos0 0 B B受力如图（受力如图（C C）所示，）所示，由平衡条件得：由平衡条件得：m mB Bgsingsinf fA A/f fB B=0 N=0 NB B一一m mB BgcosNgcosNA A/=0=0 2021/8/11 星期三12 规律方法规律方法A.A.B B相对静止，相对静止，f fA A为静摩擦力，为静摩擦力，B.B.B B在斜面上滑动，在斜面上滑动，f fB B为滑动为滑动C.C.摩擦力摩擦力 f fB BNNB B 联立联立式式式得：式得：f fA A=m=mA Agsingsin，f fB B=（m mA A十十m mB B）gsingsin，=tg=tg取下取下A A后，后，B B受到的滑动磨擦力为受到的滑动磨擦力为f fB BmmB Bgcos=mgcos=mB Bgsingsin，B B所受摩擦力仍等于重力沿斜面的下滑分力，所以所受摩擦力仍等于重力沿斜面的下滑分力，所以B B仍仍能作匀速直线运动能作匀速直线运动 综上所述，本题应选择（综上所述，本题应选择（B）、（）、（C）、（）、（D）。）。2021/8/11 星期三13 规律方法规律方法【例【例8 8】某压榨机的结构示意图如图】某压榨机的结构示意图如图,其中其中B B为固定铰链为固定铰链,若在若在A A处作用于壁的力处作用于壁的力F,F,则由于力则由于力F F的作用，使滑块的作用，使滑块C C压压紧物块紧物块D D，设，设C C与与D D光滑接触，杆的重力不计，求物体光滑接触，杆的重力不计，求物体D D受受到的压力大小是到的压力大小是F F的几倍？（滑块重力不计）的几倍？（滑块重力不计）解析：力解析：力F F的作用效果是对的作用效果是对ACAC、ABAB杆杆产生沿两杆的方向的力产生沿两杆的方向的力F F1 1、F F2 2，力，力F F1 1产生对产生对C C的向左的力和向下的压力。的向左的力和向下的压力。由图可知由图可知tan=100/10=10tan=100/10=10，F F1 1=F=F2 2=F/2cos=F/2cos，N=FN=F1 1sin=Fsin/2cos=5Fsin=Fsin/2cos=5F。2021/8/11 星期三14作业1、复习世纪金榜第一章第二单元。、复习世纪金榜第一章第二单元。2、完成、完成P7P8页相应练习题页相应练习题.2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16