1、合力和分力
如果一個力所產生的作用與其他幾個力所產生的作用相同,則該力稱為這些力的合力,而這些力稱為該力的分力。
2、力的合成:求幾個力的合力稱為力的合成。
1、平行四邊形法則:力合成的本質是在保證效果相同的情況下,用一種力的作用代替幾種力的作用。 這個力就是這些力的“等效力”(合力)。 力的平行四邊形法則是從“等價”的角度通過實驗總結出來的共點力的綜合法則。 它給出了尋求這種“等效替代”時應遵循的規則。
2、三角形法則:平行四邊形法則可以簡化為三角形法則。 從三角形法則還可以得到一個有用的推論:如果n個力首尾相連形成一個封閉的多邊形,那么這n個力的合力為零。
3、同一點兩個力的合力范圍:
|F1-F2| ≤F組合≤F1+F2
4、三個力在公共點處的合力的最大值為三個力之和,最小值可以為零。
3.力的分解:求力的組成部分稱為力的分解。
1、力的分解遵循平行四邊形法則。 力的分解相當于找到已知對角線的鄰邊。
2、兩個力的合力唯一確定。 理論上,無需附加條件英語作文,力的兩個分力就可以分解為無數個分力。 但在具體問題中,應根據受力的實際效果進行分解。 。
3、幾種條件力的分解
(1) 當兩個分力的方向已知時,求兩個分力的大小有唯一解。
(2)當一個分力的大小和方向已知時,求另一分力的大小和方向有唯一解。
(3)當已知兩個分力的大小時,當求出兩個分力的方向時,分解不唯一。
(4)給定一個分量的大小和另一個分量的方向力的合成與分解,當求這個分量的方向和另一個分量的大小時,分解方法可能是唯一的,也可能不是唯一的。
4、力的合成與分解體現了用等效方法研究物理問題。
綜合和分解是為了方便研究問題而引入的方法。 當用合力代替多個力時,必須將合力與各個分力解耦,即在考慮合力時,不能考慮分力。 同樣,分解力時,只能考慮分力,不能同時考慮合力。
5.力的合成與分解常用的數學方法
基本方法是利用平行四邊形法則來求解力的合成分解。 還應根據實際情況采用不同的分析方法:
1、如果出現直角三角形,常用三角函數來表達合力與分力的關系。
2、如果給定條件中存在長度條件,則求解共同力組成的三角形(矢量三角形)與長度組成的三角形(幾何三角形)的相似比。
3、用正交分解法解決力的合成與分解問題:將一個力分解為兩個相互垂直的分力。 這種分解方法稱為正交分解方法。
使用正交分解法求合力的步驟:
(1)首先建立平面直角坐標系并確定正方向
(2)將各個力投射到x軸和y軸上,但需要注意的是,同正方向的力為正,與正方向相反的力為負。 這樣,就可以使用正負號了。 表示正交解析力的分量的方向。
(3)求x軸各分力的代數和Fx和y軸各分力的代數和Fy和。
注意:(1)分析同一問題時,和向量與分量向量不能同時使用。 也就是說,分析問題時,一旦考慮了和向量,就不能再考慮分量向量了; 在考慮了分量向量之后,就不能再考慮和向量了。
(2)向量的合成和分解必須仔細繪制。 使用平行四邊形法則時,分量向量和和向量必須畫成帶箭頭的實線,平行四邊形的另外兩條邊必須畫成虛線。
(3) 必須合理繪制各向量的大小和方向。
(4)應用正交分解時,必須明確定義兩個分量向量與和向量之間的夾角是大銳角和小銳角,不能隨意畫成45°。 (標題規定45°的除外)
題型說明
1. 平行四邊形規則
無風時,氣球以4m/s的勻速垂直上升。 現自西向東的風速為3m/s,則
(1) 氣球相對于地面運動的速度方向為 。
(2)如果風速增大,則將一定時間內氣球上升的高度與風速增大前進行比較。 (填寫“增加”、“減少”、“保持不變”)
【分析】(1)從地面人的角度來看,氣球的運動同時參與兩種運動,即垂直向上運動和自西向東水平運動。如圖2-8所示,根據根據平行四邊形法則,合成速度為
即合成速度方向為東向上53°。
(2)如果一個物體同時參與兩個運動,則這兩個子運動是“相互獨立、同時進行”的,并且各自遵守各自的規律。 風引起的水平偏運動不會影響氣球的垂直偏運動。 氣球的上升高度與風速無關,任何時間段上升高度都保持不變。
2. 三角形法則
(1) 如圖所示,一個光滑的半球形容器固定在水平面上,O為球心,質量為m的小滑塊在水平力F的作用下靜止在P點。滑塊的力為FN。 OF與水平方向的夾角為0。下列關系中正確的是( )
(2)如圖所示,將一個光滑的半球固定在水平面上。 一個小定滑輪固定在球中心O的正上方。 繩子的一端系著一個小球。 將球置于半球面上的A點,另一端纏繞在滑輪上,如圖所示。 現在慢慢拉繩子,使球從A點滑到半??球的頂部(尚未到達頂部)。 在此過程中,球對半球的壓力N和弦的拉力T的變化為( )
AN變大,T變大力的合成與分解,BN變小,T變大
CN不變,T變小,DN變大,T變小。
【分析】對A進行受力分析,如圖所示,受力三角形AF'N與幾何三角形OBA類似。 它與相似三角形的對應邊成正比。 解決辦法是N不變,T變小。 【答案】C
3.正交分解法
質量為m的木塊在推力F的作用下在水平地面上做勻速運動。已知木塊與地面的動摩擦系數為μ,那么下列哪個值是木塊滑動時受到的摩擦力是多少?
A. μmg B. μ(mg+Fsinθ)
C. μ(mg-Fsinθ) D. Fcosθ
【分析】木塊勻速運動時,受到重力mg、推力F、支撐力FN、摩擦力Fμ四種力的作用。沿水平方向建立x軸,分解F如圖所示正交(這樣只需分解F即可建立坐標系)。 由于木塊以勻速直線運動,在x軸上,朝向
左邊的力與右邊的力相等(水平方向的兩個力平衡); y 軸上的向上力等于向下力。
力(垂直方向的兩個力平衡)。現在