受力分析力合成与分解.ppt

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1、特别提示特别提示受力分析是高中物理的基础，它贯穿于力学、电受力分析是高中物理的基础，它贯穿于力学、电磁学等各部分磁学等各部分.正确地对研究对象进行受力分析是正确地对研究对象进行受力分析是解决问题的关键解决问题的关键.若受力分析出错，则若受力分析出错，则“满盘皆输满盘皆输”.受力分析单独考查的也有，但更多的是结合其他受力分析单独考查的也有，但更多的是结合其他知识解决综合性问题知识解决综合性问题.第第3 3课时课时 受力分析受力分析 力的合成与分解力的合成与分解 考点自清考点自清一、受力分析一、受力分析受力分受力分析一般析一般顺序顺序 一般顺序：一般顺序：重力、弹力、摩擦力、电场力、磁重力、弹力、

2、摩擦力、电场力、磁场力；场力；说明：说明：分析弹力：环绕物体一周，找出跟研究对象分析弹力：环绕物体一周，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接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；是否有弹力作用；分析摩擦力：对凡有弹力作用的地方逐一进分析摩擦力：对凡有弹力作用的地方逐一进行分析；行分析；对于电场力和磁场力要注意场的方向和电荷对于电场力和磁场力要注意场的方向和电荷的正负的正负热点一热点一 受力分析常用的方法及步骤受力分析常用的方法及步骤1.1.整体法与隔离法整体法与隔离法整体法整体法 隔离法隔离法概念概念 将加速度相同的几个将加速度相同的几个物体作为物体作为一个

3、整体一个整体来来分析的方法分析的方法 将研究对象与周将研究对象与周围物体分隔开分围物体分隔开分析的方法析的方法 选用选用原则原则 研究研究系统外的物体系统外的物体对对系统整体的作用力系统整体的作用力（外（外力）力）或系统整体的加速或系统整体的加速度度 研究研究系统内物体系统内物体之间的相互作用之间的相互作用力力（内力）（内力）注意注意问题问题 受力分析时受力分析时不要再考不要再考虑虑系统内物体间的相系统内物体间的相互作用力互作用力（内力）（内力）一般隔离一般隔离受力较受力较少少的物体的物体 整体法、隔离法在受力分析时的原则：整体法、隔离法在受力分析时的原则：一般先整体后隔离，隔离时隔离受力较少

4、的物体一般先整体后隔离，隔离时隔离受力较少的物体 热点二热点二 共点力合成的方法及合力范围的确定共点力合成的方法及合力范围的确定1.1.共点力合成的常用方法共点力合成的常用方法 (1)(1)作图法作图法 两种作图法：两种作图法：平行四边形定则平行四边形定则F2F1F合合三角形法三角形法F2F1F合合热点二热点二 共点力合成的方法及合力范围的确定共点力合成的方法及合力范围的确定1.1.共点力合成的常用方法共点力合成的常用方法 (1)(1)作图法作图法(2)(2)解析法解析法根据力的平行四边形定则作出力的合成的图示，根据力的平行四边形定则作出力的合成的图示，如图如图2 2所示所示.图图2 2它与它

5、与F F2 2的夹角为的夹角为.以下是合力计算的几种特殊情况：以下是合力计算的几种特殊情况：图图4 4图图5 5图图3 3热点三热点三 力的分解的两种方法力的分解的两种方法1.1.按力的效果分解按力的效果分解如图如图6 6所示所示,物体的重力物体的重力G G按产生的效果分解为两个分按产生的效果分解为两个分力力,F F1 1使物体下滑使物体下滑,F F2 2使物体压向斜面使物体压向斜面.2.2.正交分解法正交分解法 正交分解各力正交分解各力,即分别将各力投影到坐标轴上即分别将各力投影到坐标轴上,分别求分别求x x轴和轴和y y轴上各力投影的合力轴上各力投影的合力F Fx x和和F Fy y,其中

6、其中F Fx x=F F1 1x x+F F2 2x x+F F3 3x x+;F Fy y=F F1 1y y+F F2 2y y+F F3 3y y+求求F Fx x与与F Fy y的合力即为共点力的合力的合力即为共点力的合力(如图如图7 7所示所示)题型探究题型探究题型题型1 物体的受力分析物体的受力分析1 1、在如图示的四幅图中，物体在如图示的四幅图中，物体A A不受摩擦力的作用，则静止不受摩擦力的作用，则静止的物体的物体A A分别受到几个力的作用？画出受力分析图。分别受到几个力的作用？画出受力分析图。AAAAmgNTmgN1N2mgNmgT2.2.如图如图1313所示所示,半径为半径

7、为R R、内壁光滑、内壁光滑 的空心圆筒放在地面上的空心圆筒放在地面上,将两个重将两个重 力都为力都为G G、半径都为、半径都为r r的球（的球（R R22r r F F2 2C.C.若若l l1 1 l l2 2,则两绳受到的拉力则两绳受到的拉力F F1 1 l l2 2,则两绳受到的拉力则两绳受到的拉力F F1 1=F F2 2图图1313ADAD1、两个共点力的合力为、两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角如果它们之间的夹角固定不变，固定不变，使其中的一个力增大，则使其中的一个力增大，则 （）A.合力合力F一定增大一定增大B.合力合力F的大小可能不变的大小可能不变C.合力合力F可能增大

8、，也可能减小可能增大，也可能减小D.当当0 90时，合力一定减小时，合力一定减小解：解：当两力的夹角为当两力的夹角为钝角钝角时，如左图示时，如左图示(中图为三角形法）中图为三角形法）当两力的夹角为当两力的夹角为锐角锐角时，如右图示时，如右图示B C练习：力的合成和分解练习：力的合成和分解COABD2、竖直平面内的圆环上，等长的两细绳竖直平面内的圆环上，等长的两细绳OA、OB结于结于圆心圆心O，下悬重为，下悬重为G的的物体（如图示），使物体（如图示），使OA绳绳固定不动，将固定不动，将OB绳绳的的B点沿点沿圆形支架从圆形支架从C点点逐渐缓慢地顺时针方向转动到逐渐缓慢地顺时针方向转动到D点点位位置

9、，在置，在OB绳从绳从竖直位置转动到水平位置的过程中，竖直位置转动到水平位置的过程中，OA绳和绳和OB绳上绳上拉力的大小分别怎样变化？拉力的大小分别怎样变化？解：由力的平行四边形定则，将重力解：由力的平行四边形定则，将重力G分解，如图示，分解，如图示，COABD可见，可见，OA绳上拉力的大小逐渐增大，绳上拉力的大小逐渐增大，OB绳上拉力的大小先减绳上拉力的大小先减小后增大。小后增大。3、如图示，物体静止在光滑的水平面上，水平力、如图示，物体静止在光滑的水平面上，水平力F作用于作用于O点，现要使物体在水平面上沿点，现要使物体在水平面上沿OO方向作加方向作加速运动速运动,必须在必须在F和和OO所所

10、决定的水平面内再加一个决定的水平面内再加一个力力,那么那么F 的最小值应为的最小值应为 ()A.F cos B.F sin C.F tan D.F cotOOF解解:合力沿合力沿OO方向方向,另一个力另一个力F 的最小值应该跟的最小值应该跟OO垂直垂直,如图示如图示,选选B.F B30F 4、用用轻绳把轻绳把一个小球悬挂在一个小球悬挂在O点，用力拉小球使轻点，用力拉小球使轻绳偏离竖直方向绳偏离竖直方向 30，小球处于静止状态，力，小球处于静止状态，力F与竖直与竖直方向成角方向成角，如图示，若要使拉力如图示，若要使拉力F取取最小值，则角最小值，则角应是应是 （）A.30 B.60 C.90 D.

11、0解：解：小球受到三个力作用处于平衡，小球受到三个力作用处于平衡，GT由平衡条件由平衡条件 F与与T的合力跟的合力跟G等值反向等值反向要使要使F最小，最小，F应该绳垂直，如图示，应该绳垂直，如图示，=60B5、如图示，用绳、如图示，用绳AC和和BC吊起吊起一个物体，它们与竖直一个物体，它们与竖直方向的夹角分别为方向的夹角分别为60和和30，若，若AC绳和绳和BC绳能承受的绳能承受的最大拉力分别为最大拉力分别为100N和和150N，则欲使两条绳都不断，则欲使两条绳都不断，物体的重力不应超过多少？物体的重力不应超过多少？3060GACB解：解：将将C点受到的重物的拉力点受到的重物的拉力T沿沿AC、

12、BC方向分解，方向分解，TT1T23060T1=T sin30 T2=T cos30 当当AC绳刚断时，绳刚断时，T1=100N，则则G=T=200N当当BC绳刚断时，绳刚断时，T2=150N，则则G=T=173N所以，欲使两条绳都不断，物体的所以，欲使两条绳都不断，物体的 重力不应超过重力不应超过173N.6、固定在水平地面上半径为固定在水平地面上半径为R的光滑半球的光滑半球,球心球心O的的正上方固定一大小可不计的定滑轮正上方固定一大小可不计的定滑轮,细线一端拴一半径细线一端拴一半径为为r的小球的小球,另一端绕过定滑轮另一端绕过定滑轮.今将小球从图示位置缓今将小球从图示位置缓慢地拉至顶点慢地

13、拉至顶点A,在小球到达在小球到达A点前的过程中，小球对半点前的过程中，小球对半球的压力球的压力N、细线的拉力细线的拉力T的大小变化情况是的大小变化情况是:()A.N变大，变大，T变大变大 B.N变小，变小，T变大变大C.N不变，不变，T变小变小 D.N变大，变大，T变小变小OFR hAB C解：解：将重力将重力G 分解如图示，分解如图示，NTG由相似三角形得由相似三角形得N/G=R/（R+h）T/G=L/（R+h）L减小，所以减小，所以T减小，减小，N不变。不变。C 7、如图示，质量为如图示，质量为m的球放在倾角的球放在倾角的的光滑斜面上，光滑斜面上，挡板挡板AO与斜面间的倾角与斜面间的倾角,

14、试求斜面和挡板试求斜面和挡板AO所受的所受的压力。压力。OA解：解：将球的重力沿垂直于斜面和挡板方向分解，如图将球的重力沿垂直于斜面和挡板方向分解，如图mg F2F1mg F2F1由正弦定理得由正弦定理得思考：求右面两图情况的思考：求右面两图情况的压力压力F1、F2各多少？各多少？AOAO7、如图示，质量为如图示，质量为m的球放在倾角的球放在倾角的的光滑斜面上，光滑斜面上，试求当挡板试求当挡板AO与与斜面间的倾角斜面间的倾角从接近从接近0 缓慢地增大缓慢地增大时，时，AO所受的最小压力。所受的最小压力。OAmg F2F1解：解：当当从接近从接近0 缓慢地增大时，缓慢地增大时，F1的的 大小改变

15、，大小改变，但方向不变，始终垂直于斜面，但方向不变，始终垂直于斜面，F2大小、方向均改变，大小、方向均改变，F2F1 由图可见，当由图可见，当F1 与与F2 垂直时，垂直时，即即=90时时,F2的大小最小的大小最小 F2min=mgsin 又解：又解：由上题结果由上题结果可见，当可见，当=90时时,F2的大小最小的大小最小 F2min=mgsin 8.8.在倾角为在倾角为的斜面上的斜面上,一条质量不计一条质量不计 的皮带一端固定在斜面上端的皮带一端固定在斜面上端,另一端另一端 绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体,并并 用与斜面夹角为用与斜面夹角为的力拉住的力拉住,使整个使

16、整个 装置处于静止状态装置处于静止状态,如图如图1919所示所示.不计不计 一切摩擦一切摩擦,圆柱体质量为圆柱体质量为m m,求拉力求拉力F F的大小和斜面对圆的大小和斜面对圆 柱体的弹力柱体的弹力F FN N的大小的大小.某同学分析过程如下某同学分析过程如下:将拉力将拉力F F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解沿斜面和垂直于斜面方向进行分解.沿斜面方向沿斜面方向:F Fcoscos =mgmgsinsin 沿垂直于斜面方向沿垂直于斜面方向:F Fsinsin +F FN N=mgmgcoscos 问问:你同意上述分析过程吗你同意上述分析过程吗?若同意若同意,按照这种分析按照这种分析 方法求出方法求出F F及及F FN N的大小的大小;若不同意若不同意,指明错误之处并指明错误之处并 求出你认为正确的结果求出你认为正确的结果.图图1818解析解析 不同意不同意.平行于斜面的皮带对圆柱体也有力平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用的作用,其受力如图所示其受力如图所示.式应改为式应改为:F Fcoscos +F F=mgmgsinsin 由由得得 将将代入代入,解得解得F FN N=mgmgcoscos -F Fsinsin =mgmgcoscos -mgmgsinsin 答案答案 见解析见解析反思总结反思总结返回返回