高考物理复习 第2章第二节怎样求合力和分力课件 沪科.ppt

第二节怎样求合力和分力第二节怎样求合力和分力2021/8/11 星期三1 课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第二二节节怎怎样样求求合合力力和和分分力力基础知识梳理基础知识梳理2021/8/11 星期三2基础知识梳理基础知识梳理一、力的合成一、力的合成1合力与分力合力与分力(1)定定义义：如如果果一一个个力力_跟跟几几个个力力共共同同作作用用的的效效果果相相同同，这这一一个个力力就就叫叫那那几几个个力力的的_，那几个力就叫，那几个力就叫这这个力的个力的_(2)逻辑逻辑关系：合力和分力是一种关系：合力和分力是一种_关系关系2共点力：作用在物体的共点力：作用在物体的_，或作用，或作用线线的的_交于一点的力交于一点的力3力的合成：求几个力的力的合成：求几个力的_的的过过程程产产生的效果生的效果合力合力分力分力等效替代等效替代同一点同一点延延长线长线合力合力2021/8/11 星期三34力的运算法力的运算法则则(1)平平行行四四边边形形定定则则：求求两两个个互互成成角角度度的的_的的合合力力，可可以以用用表表示示这这两两个个力力的的线线段段为为邻邻边边作作_，这这两两个个邻邻边边之之间间的的对对角角线线就表示合力的就表示合力的_和和_(2)三角形定三角形定则则：把两个矢量：把两个矢量_从从而求出合矢量的方法而求出合矢量的方法(如如图图221)图图221共点力共点力平行四平行四边边形形大小大小方向方向首尾相接首尾相接2021/8/11 星期三4思考感悟思考感悟1生生活活中中人人们们常常说说这这样样一一句句话话“大大家家要要心心往往一一处处想想，劲劲往往一一处处使使，形形成成合合力力”，在在这这句句话话中中的的“合合力力”与与我我们们物物理理语语言言中中的的“合合力力”意意义义一一样样吗吗？提示：提示：1.“大家要心往一大家要心往一处处想，想，劲劲往一往一处处使，形使，形成合力成合力”，在，在这这句句话话中的中的“合力合力”实际实际上只是物理上只是物理学中学中“合力合力”的一种特殊情况的一种特殊情况2021/8/11 星期三5二、力的分解二、力的分解1概念：求一个力的概念：求一个力的_的的过过程程2遵遵循循的的原原则则：_定定则则或或_定定则则3分解的方法分解的方法(1)按力按力产产生的生的_进进行分解行分解(2)_ 分解分解思考感悟思考感悟2合力一定大于分力合力一定大于分力吗吗？提示：提示：2.合力不一定大于分力合力不一定大于分力分力分力平行四平行四边边形形三角形三角形效果效果正交正交2021/8/11 星期三6课堂互动讲练课堂互动讲练一、共点力合成的方法及合力范一、共点力合成的方法及合力范围围的确定的确定1共点力合成的常用方法共点力合成的常用方法(1)作作图图法法从力的作用点沿两个分力的作用方向按同一从力的作用点沿两个分力的作用方向按同一标标度度作出两个分力作出两个分力F1、F2，以，以这这两个力两个力为邻边为邻边作一个作一个平行四平行四边边形，形，这这两个力所两个力所夹对夹对角角线线表示表示这这两个力两个力的合力通常可分的合力通常可分别别用刻度尺和量角器直接量出用刻度尺和量角器直接量出合力的大小和方向合力的大小和方向2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三82021/8/11 星期三92021/8/11 星期三10图图223 图图224 图图2252021/8/11 星期三112合力范合力范围围的确定的确定(1)两个共点力的合成两个共点力的合成|F1F2|F合合F1F2即即两两个个力力大大小小不不变变时时，其其合合力力随随夹夹角角的的增增大大而而减减小小，当当两两力力反反向向时时，合合力力最最小小，为为|F1F2|，当两力同向当两力同向时时，合力最大，合力最大，为为F1F2.(2)三力合成三力合成三三个个力力共共线线且且同同向向时时，其其合合力力最最大大，为为F1F2F3.2021/8/11 星期三12以以这这三三个个力力的的大大小小为为边边，如如果果能能组组成成封封闭闭的的三三角角形形，则则其其合合力力最最小小值值为为零零，若若不不能能组组成成封封闭闭的的三三角角形形，则则合合力力最最小小值值的的大大小小等等于于最最大大的的一个力减去另外两个力的和的一个力减去另外两个力的和的绝对值绝对值三个大小三个大小为为F的力的力夹夹角互角互为为120时时，合力，合力为为零零【名名师师点睛点睛】合力和分力的关系合力和分力的关系蕴蕴含着含着“等效等效替替换换”思想合力与分力的关系遵循平行四思想合力与分力的关系遵循平行四边边形形定定则则，合力的大小等于各分力的矢量和，而不，合力的大小等于各分力的矢量和，而不是代数和，合力的大小不一定大于分力是代数和，合力的大小不一定大于分力2021/8/11 星期三13即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1.在在研研究究共共点点力力合合成成实实验验中中，得得到到如如图图226所所示示的的合合力力与与两两力力夹夹角角的的关关系系曲曲线线，关关于于合合力力F的的范范围围及两个分力的大小，下列及两个分力的大小，下列说说法中正确的是法中正确的是()A2 NF14 NB2 NF10 NC两力大小分两力大小分别为别为2 N、8 ND两力大小分两力大小分别为别为6 N、8 N图图2262021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15二、力的分解方法二、力的分解方法按力的作用效果分解按力的作用效果分解1按力的作用效果分解按力的作用效果分解(1)根据力的根据力的实际实际作用效果确定两个分力的方向；作用效果确定两个分力的方向；(2)再根据两个分力方向画出平行四再根据两个分力方向画出平行四边边形；形；(3)最后由平行四最后由平行四边边形知形知识识求出两分力的大小求出两分力的大小2力的分解的唯一性和多解性力的分解的唯一性和多解性(1)已知合力和两个分力的方向，求两个分力的已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小如大小如图图227所示，已知所示，已知F和角和角、，显显然然该该力的平行四力的平行四边边形是唯一确定的，即形是唯一确定的，即F1和和F2的大小是唯一确定的的大小是唯一确定的2021/8/11 星期三16图图227 图图2282021/8/11 星期三17(2)已已知知合合力力和和一一个个分分力力的的大大小小和和方方向向，求求另另一一分分力力的的大大小小和和方方向向如如图图228所所示示，已已知知F、F1和和，则则F2的大小和方向的大小和方向(角角也已确定也已确定)是唯一确定的是唯一确定的(3)已已知知合合力力、一一个个分分力力的的方方向向和和另另一一分分力力的的大大小小，即即已已知知F、(F1与与F的的夹夹角角)和和F2的的大大小小，这这时时则则有有如如下的几种可能情况：下的几种可能情况：第第一一种种情情况况是是F2Fsin且且F2F，则则有有两两解解，如如图图229甲所示甲所示第第二二种种情情况况是是F2Fsin，则则有有唯唯一一解解，如如图图乙乙所所示示第三种情况是第三种情况是F2Fsin，则则无解，因无解，因为为此此时时按所按所给给的条件是无法的条件是无法组组成力的平行四成力的平行四边边形的如形的如图图丙所示丙所示2021/8/11 星期三18第第四四种种情情况况是是F2F，则则有有唯唯一一解解如如图图丁丁所所示示图图2292021/8/11 星期三192021/8/11 星期三202021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22三、正交分解法在力的合成与分解中的三、正交分解法在力的合成与分解中的应应用用1正交分解法正交分解法把把一一个个力力分分解解为为互互相相垂垂直直的的两两个个分分力力，特特别别是是物物体体受受多多个个力力作作用用时时，把把物物体体受受到到的的各各力力都都分分解解到到互互相相垂垂直直的的两两个个方方向向上上去去，然然后后分分别别求出每个方向上力的代数和求出每个方向上力的代数和2利用正交分解法求合力利用正交分解法求合力(1)正确正确选择选择直角坐直角坐标标系，通常系，通常选择选择共点力的共点力的作用点作用点为为坐坐标标原点，直角坐原点，直角坐标标系的系的选择应选择应使使尽量多的力落在坐尽量多的力落在坐标轴标轴上上2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24【名名师师点点睛睛】在在实实际际问问题题中中进进行行力力的的分分解解时时，有有实实际际意意义义的的分分解解方方法法是是按按力力的的实实际际效效果果进进行行的的，而而正正交交分分解解法法则则是是根根据据需需要要而而采采用用的的一一种种方方法法，其其主主要要目目的的是是将将一一般般的的矢矢量量运运算算转转化化为为代数运算代数运算2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28经典题型探究经典题型探究题型一题型一根据力的作用效果分解根据力的作用效果分解例例例例1 12021/8/11 星期三29图图2211【思思路路点点拨拨】画画框框所所受受重重力力的的效效果果是是使使两两根根细细绳绳被被拉拉紧紧，因因此此本本题题可可根根据据力力的的实实际际作作用用效效果将重力果将重力进进行分解行分解2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31图图2212【答案答案】0.5 m2021/8/11 星期三32互互动动探探究究1在在绳绳能能承承受受的的最最大大拉拉力力为为10 N时时，两两钉钉柱柱间间距又距又为为多大？多大？2021/8/11 星期三33题型二题型二利用图示法解动态极值问题利用图示法解动态极值问题例例例例2 2如如图图2213所所示示，质质量量为为m的的球球放放在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上，试试分分析析挡挡板板AO与与斜斜面面间间的的倾倾角角为为多大多大时时，AO所受所受压压力最小？力最小？图图22132021/8/11 星期三34【解解析析】以以球球作作为为研研究究对对象象球球所所受受重重力力G产产生生的的效效果果有有两两个个：对对斜斜面面产产生生了了压压力力F1，对对挡挡板板产产生生了了压压力力F2.根根据据重重力力产产生生的的效效果果将将重重力力分分解解，如如图图2214所示所示图图22142021/8/11 星期三35当当挡挡板板与与斜斜面面的的夹夹角角由由图图示示位位置置变变化化时时，F1大大小小改改变变，但但方方向向不不变变，始始终终与与斜斜面面垂垂直直；F2的的大大小小、方方向向均均改改变变(如如图图中中画画出出的的一一系系列列虚虚线线表表示示变变化化的的F2)，由由图图可可看看出出，当当F2与与F1垂垂直直即即90时时，挡挡板板AO所所受受压压力力最最小小，最最小小压压力力F2 minmgsin.【答案答案】见见解析解析【方法方法总结总结】此此类问题类问题的特点是合力大小和的特点是合力大小和方向确定，且其中一个分力的方向不方向确定，且其中一个分力的方向不变变，用此，用此法直法直观观、简单简单2021/8/11 星期三36互互动动探探究究2例例2中中，角角为为多多大大时时，球球对对斜面的斜面的压压力最小？力最小？解解析析：由由例例题题图图示示可可知知，当当180时时，对对斜面斜面压压力最小，最小力最小，最小值为值为零零答案：答案：见见解析解析2021/8/11 星期三37题型三题型三正交分解法的应用正交分解法的应用例例例例3 3(满满分分样样板板12分分)如如图图2215所所示示，用用绳绳AC和和BC吊吊起起一一重重100 N的的物物体体，两两绳绳AC、BC与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角分分别别为为30和和45.求求：绳绳AC和和BC对对物体的拉力的大小物体的拉力的大小图图22152021/8/11 星期三38【思思路路点点拨拨】对对物物体体受受力力分分析析，建建立立直直角角坐坐标标系系，然然后后对对力力进进行行正正交交分分解解，最最后后列列方方程程求求解解Fx0，Fy0.解解题样题样板板 规规范步范步骤骤，该该得的分一分不得的分一分不丢丢！图图22162021/8/11 星期三392021/8/11 星期三40【反反思思领领悟悟】一一般般情情况况下下，应应用用正正交交分分解解建建立立坐坐标标系系时时，应应尽尽量量使使所所求求量量(或或未未知知量量)“落落”在在坐坐标标轴轴上上，这这样样解解方方程程较较简简单单，但但在在本本题题中中，由由于于两两个个未未知知量量FAC和和FBC与与竖竖直直方方向向夹夹角角已已知知，所所以以坐坐标标轴轴选选取取了了沿沿水平和水平和竖竖直两个方向直两个方向2021/8/11 星期三41本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用2021/8/11 星期三422021/8/11 星期三43