高考物理複習之力的合成和分解

General 更新 2024年11月07日

  彈力和摩擦力屬被動力,它們的大小和方向與物體受其它力的情況有關。下面由小編給你帶來關於,希望對你有幫助!

  一.物體受力分析

  物體受力分析是解決物理問題的基礎。

  1.明確研究物件

  2.隔離研究物件

  將研究物件從周圍物體中隔離出來,只分析研究物件受到的作用力,不考慮研究物件對別的物體的作用力;只分析外力,不分析內力。

  3.按順序分析

  重力、電磁力、彈力、摩擦力***先場力,後接觸力,再摩擦力***

  彈力和摩擦力屬被動力,它們的大小和方向與物體受其它力的情況有關。

  凡有接觸的地方都要考慮是否有彈力,凡有彈力的地方都要考慮是否有摩擦力。

  4.防止添力和漏力

  按正確的順序分析是防止漏力的有效措施

  防止添力的方法是看能否找到施力物體。

  例1、如圖,A和B在水平力F作用下,在水平面上向右做勻速直線運動。分析A、B物體所受的力,並指出B所受的每一力的反作用力。

  練習:1、如圖所示,光滑斜面上有兩個疊放的物體A和B。A跟光滑豎直牆壁接觸,兩物體均保持靜止。分析A的受力情況。

  二.力的合成和分解

  1.原則:等效替代。

  用一個力等效代替幾個力叫力的合成,用幾個力等效代替一個力叫力的分解。

  合力和分力是等效替代關係,即合力和分力的作用效果相同。

  在對物體進行受力分析時,考慮了合力就不考慮分力,考慮了分力就不考慮合力,因為它們是等效替代關係。

  2.方法:

  平行四邊形法則、解三角形***主要是直角三角形***、公式法、正交分解法

  3、力的合成

  ⑴.同一直線上兩力的合成

  先規定正方向,轉化為代數運算。

  同向兩力的合成:相加。***合力最大***

  反向兩力的合成:大力減小力,合力方向與大力方向相同。***合力最小***

  實質:規定正方向後,加上一個"負"的力。***《金版教程》P15***1

  ⑵.互相垂直的兩力的合成:解直角三角形。

  ⑶.互成角度的兩力的合成***《金版教程》P16 ⑶ ***

  θ為兩力F1、F2的夾角。

  4、力的分解

  ⑴.斜面上重物的重力的分解:      F1=mgsinθ    F2=mgcosθ

  注意:這種分解並不是絕對的。如圖。

  分解力時,要根據力的實際作用效果來分。

  ⑵.斜向上方***或斜向下方***的力的分解:

  F1=Fcosθ    F2=Fsinθ

  ⑶.正交分解:正交分解法求合力,在解決多個力的合成時,有明顯的優點。在運用牛頓第二定律解題時常常用到。

  建立直角座標系,將力向兩個座標軸分解,轉化為同一直線上的力的合成。

  5.合力和分力的關係

  ①.合力與分力是從力對同一物體產生的作用效果相同來定義的,因此,作用在不同物體上的力,不能合成,因為它們的作用效果不會相同。

  ②.一個力被合力***或分力***替代後,本身不再參與計算,以免重複。

  ③. 合力不一定大於分力。合力既可能大於分力,也可能等於或小於分力。

  例3、作用於同一質點上的三個力,大小分別是20N、15N和10N,它們的方向可以變化,則該質點所受這三個力的合力

  A、最大值是45N;    B、可能是20N; C、最小值是5N;     D、可能是0.

  練習:1、在研究共點力合成的實驗中,得到如圖所示的合力F與兩力夾角θ的關係圖線,則下列說法正確的是:

  A、2N≤F≤14N;   B、2N≤F≤10N;

  C、兩分力大小分別為2N和8N;

  D、兩分力大小分別為6N和8N.

  2、如右圖所示,一個物體由繞過定滑輪的繩拉著,分別用圖中所示的三種情況拉住,在這三種情況

  下,若繩的張力分別為T1、T2、T3,軸心對定滑輪的支援力分別為N1、N2、N3。滑輪的質量和摩擦均不計,則:

  A、T1=T2=T3,N1>N2>N3;  B、T1>T2>T3,N1=N2=N3;

  C、T1=T2=T3,N1=N2=N3;  D、T1

  三.用平行四邊形法則解題

  正交分解法是解決力學問題的基本方法,這種方法往往較繁瑣,要求有較好的數學功底,容易因粗心而出錯。

  平行四邊形法則是一種較簡潔的解題方法。在解決三力作用下物體的平衡問題時,靈活運用此法可以使解題過程大大簡化。

  平行四邊形法常常轉化為三角形法。

  練習:1、一個質量為m的物體受到三個共點力F1、F2、F3的作用,這三個力的大小和方向剛好構成如圖所示的三角形,則這個物體所受的合力是:

  A、2F1;  B、F2;  C、F3;  D、2F3。

  1.力的合成

  型別題:求合力的方法

  【例1】物體受到互相垂直的兩個力F1、F2的作用,若兩力大小分別為5 N、5 N,求這兩個力的合力.

  【例2】如圖甲所示,物體受到大小相等的兩個拉力的作用,每個拉力均為200 N,兩力之間的夾角為60°,求這兩個拉力的合力.

  練習:

  1 .有兩個大小恆定的力,作用在一點上,當兩力同向時,合力為A,反向時合力為B,當兩力相互垂直時,其合力大小為*** ***

  A. B.

  C. D.

  2.有兩個大小相等的共點力F1和F2,當它們夾角為90°時的合力為F,它們的夾角變為

  120°時,合力的大小為*** ***

  A.2FB.*** /2***FC. FD. /2F

  3.下列幾組共點力分別作用在一個物體上,有可能使物體達到平衡狀態的是*** ***

  A.7 N,5 N,3 NB.3 N,4 N,8 N

  C.4 N,10 N,5 N D.4 N,12 N,8 N

  型別題: 弄清合力大小的範圍及合力與分力的關係

  【例題】四個共點力的大小分別為2N、3N、4N、6N,它們的合力最大值為_______,它們的合力最小值為_________。

  【例題】四個共點力的大小分別為2N、3N、4N、12N,它們的合力最大值為_______,它們的合力最小值為________

  練習:

  1.關於合力和分力的關係,下列說法正確的是*** ***

  A.合力的作用效果與其分力作用效果相同

  B.合力大小一定等於其分力的代數和

  C.合力可能小於它的任一分力

  D.合力可能等於某一分力大小

  2.關於兩個大小不變的共點力與其合力的關係,下列說法正確的是*** ***

  A.合力大小隨兩力夾角增大而增大

  B.合力的大小一定大於分力中最大者

  C.兩個分力夾角小於180°時,合力大小隨夾角減小而增大

  D.合力的大小不能小於分力中最小者

  3.如圖1-2-1所示裝置,兩物體質量分別為m1、m2,懸點ab間的距離大於滑輪的直徑,

  不計一切摩擦,若裝置處於靜止狀態,則*** ***

  A.m2可以大於m1B.m2一定大於

  C.m2可能等於 D.θ1一定等於θ2

  2.力的分解

  ***1***力的分解遵循平行四邊形法則,力的分解相當於已知對角線求鄰邊。

  ***2***兩個力的合力惟一確定,一個力的兩個分力在無附加條件時,從理論上講可分解為無陣列分力,但在具體問題中,應根據力實際產生的效果來分解。

  【例3】將放在斜面上質量為m的物體的重力mg分解為下滑力F1和對斜面的壓力F2,這種說法正確嗎?

  【例4】將一個力分解為兩個互相垂直的力,有幾種分法?

  練習:

  1.將一個力F=10 N分解為兩個分力,已知一個分力的方向與F成30°角,另一個分力的大小為6 N,則在分解中*** ***

  A.有無陣列解B.有兩解C.有惟一解D.無解

  15.***12分***把一個力分解為兩個力F1和F2,已知合力F=40 N,F1與合力的夾角為30 °,如圖1-2-9所示,若F2取某一數值,可使F1有兩個大小不同的數值,則F2大小的取值範圍是什麼?

  3. 正交分解法:

  【例5】質量為m的木塊在推力F作用下,在水平地面上做勻速運動.已知木塊與地面間的動摩擦因數為?,那麼木塊受到的滑動摩擦力為下列各值的哪個? A.?mg B.?***mg+Fsinθ***

  C.?***mg+Fsinθ*** D.Fcosθ

  【例2】氫氣球重10 N,空氣對它的浮力為16 N,用繩拴住,由於受水平風力作用,繩子與豎直方向成30°角,則繩子的拉力大小是__________,水平風力的大小是________.

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