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1、第4講受力分析力的合成與分解,一 受力分析及方法,二 力的合成與分解,教材研讀,突破一 受力分析,突破二 力的合成,突破三 力的分解,重難突破,一、受力分析及方法,教材研讀,1.受力分析 (1)定義:把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來,并畫出受力示意圖的過程。,(2)受力分析的一般順序: a.首先分析場力(重力、電場力、磁場力); b.其次分析接觸力(彈力、摩擦力); c.最后分析其他力。 2.整體法與隔離法 (1)對整體法和隔離法的理解 a.整體法是指將相互關(guān)聯(lián)的各個物體看成一個整體的方法。 b.隔離法是指將某物體從周圍物體中隔離出來,單獨(dú)分析該物體的方法。,(2
2、)整體法和隔離法的使用技巧 當(dāng)分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時,宜用整體法;而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體 各部分)間的相互作用時,宜用隔離法。 二、力的合成與分解,1.力的合成 (1)遵循的規(guī)律:力的合成遵循矢量運(yùn)算的規(guī)律,即遵循平行四邊形 定則。,(2)二力的合成:兩個共點(diǎn)力F1和F2的大小均不變,它們之間的夾角為,其合力的大小為F合,當(dāng)夾角變化時,合力的取值范圍是|F1-F2|F合 F1+F2。 (3)三個共點(diǎn)力的合成:三個力共線且同向時,其合力最大,為F=F1+F2+ F3;以這三個力的大小為邊,如果能組成封閉的三角形,則其合力最小值為零,若不能
3、組成封閉的三角形,則合力最小值的大小等于最大的一個力減去另外兩個力的大小之和。,2.力的分解 (1)遵循的規(guī)律:力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵循矢量運(yùn)算的規(guī)律,即遵循平行四邊形定則。 (2)力的正交分解法:將一個力分解為兩個相互垂直的分力的方法稱為力的正交分解法。力的正交分解法的優(yōu)點(diǎn)是借助數(shù)學(xué)中的直角坐標(biāo)系對力進(jìn)行描述且?guī)缀螆D形關(guān)系簡單,容易求解。,1.判斷下列說法的正誤: (1)兩個力的合力一定大于任一個分力。() (2)4 N的力能夠分解成3 N和6 N的兩個分力。() (3)一個力只能向兩個相互垂直的方向進(jìn)行分解。() (4)分力和合力都是物體實(shí)際受到的力。(),2.物體同時受到同一
4、平面內(nèi)的三個力的作用,下列幾組力的合力不可能為零的是(C) A.5 N,7 N,8 NB.5 N,2 N,3 N C.1 N,5 N,10 ND.10 N,10 N,10 N,3.小劉同學(xué)用輕質(zhì)圓規(guī)做了如圖所示的小實(shí)驗(yàn),其中圓規(guī)兩腳A與B分別模擬橫梁與斜梁,鑰匙模擬重物。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明:O點(diǎn)受到向下的力F產(chǎn)生的對橫梁A與斜梁B的作用效果分別是(D) A.壓力、拉力B.壓力、壓力 C.拉力、拉力D.拉力、壓力,突破一受力分析,重難突破,1.受力分析的基本方法,2.受力分析的4個步驟,典例1如圖所示,足球彈射到球網(wǎng)上,關(guān)于足球受力分析的說法正確的是(A) A.足球受到重力、彈力、摩擦力 B.圖中足
5、球沒有發(fā)生形變 C.足球受到的彈力是足球形變產(chǎn)生的 D.足球所受的合外力為零,解析對沿著球網(wǎng)運(yùn)動的足球受力分析可知其受重力,相互擠壓產(chǎn)生的彈力,以及摩擦力,則A正確。足球和球網(wǎng)相互擠壓,兩者都發(fā)生形變,兩者都受到彈力作用,足球受到的彈力是球網(wǎng)發(fā)生形變由于要恢復(fù)形變而施加給足球的,則B、C均錯誤。足球沿著球網(wǎng)減速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律知足球有加速度,合外力不為零,D錯誤。故選A。,1-1如圖所示,物體A置于水平地面上,力F豎直向下作用于物體B上,A、B保持靜止,則物體A的受力個數(shù)為(B) A.3B.4C.5D.6,解析對A、B整體進(jìn)行受力分析,整體受重力、地面對A的彈力、推力F,三力平衡,所以
6、A與地面之間沒有摩擦。再對A進(jìn)行受力分析,受重力、地面的支持力、B對A的壓力和B對A沿接觸面向下的靜摩擦力,所以A受四個力作用。故B正確。,1-2如圖所示,豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上,另一端與斜面體P連接,P與斜放的固定擋板MN接觸且處于 靜止?fàn)顟B(tài),彈簧處于豎直方向,則斜面體P此 時受到的外力個數(shù)可能為:2個3個4個 5個,其中正確的說法是(C) A.B. C.D.,解析對斜面體P受力分析如圖: (1)如果N=G,斜面體P受力可以平衡, 故P可能受2個力的作用; (2)如果NG,斜面體P會受到擋板MN的彈力F 和摩擦力f,受力分析如圖: 故P可能受4個力的作用;綜上所述:P可能的受力 個
7、數(shù)是2個或4個,故C正確,A、B、D錯,突破二力的合成,1.共點(diǎn)力合成的方法 (1)作圖法:根據(jù)力的三要素,利用力的圖示法畫規(guī)范圖示求解。 (2)計(jì)算法:根據(jù)平行四邊形定則作出力的示意圖,然后利用解三角形的方法求出合力,是解題的常用方法。,2.合力的大小范圍 (1)兩個共點(diǎn)力的合成 |F1-F2|F合F1+F2,即兩個力大小不變時,其合力隨夾角的增大而減小, 當(dāng)兩力反向時,合力最小,為|F1-F2|;當(dāng)兩力同向時,合力最大,為F1+F2。 (2)三個共點(diǎn)力的合成 最大值:三個力共線且同向時,其合力最大,為F1+F2+F3; 最小值:任取兩個力,求出其合力的范圍,如果第三個力在這個范圍之內(nèi),則三
8、個力的合力的最小值為零,如果第三個力不在這個范圍內(nèi),則合力的最小值為最大的一個力的大小減去另外兩個較小的力的大小之和。,2-1一物體受到三個共面共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用,三力的矢量關(guān)系如圖所示(小方格邊長相等),則下列說法正確的是(B) A.三力的合力有最大值為F1+F2+F3,方向不確定 B.三力的合力有唯一值3F3,方向與F3同向 C.三力的合力有唯一值2F3,方向與F3同向 D.由題給條件無法求出合力大小,解析以F1和F2為鄰邊作平行四邊形,對角線必沿F3方向,其大小F12=2F3,再與F3求合力,故F合=3F3,與F3同向,所以只有B正確。,2-2如圖所示,地球繞太陽的運(yùn)動與月亮繞
9、地球的運(yùn)動可簡化成同一平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動,農(nóng)歷初一前后太陽與月亮對地球的合力約為F1,農(nóng)歷十五前后太陽與月亮對地球的合力約為F2,則農(nóng)歷初八前后太陽與月亮對地球的合力約為(B),解析設(shè)太陽對地球的引力大小為F,月亮對地球的引力大小為F,由圖可知,在農(nóng)歷初一,對地球受力分析有:F1=F+F,在農(nóng)歷十五,對地球受力分析有:F2=F-F,聯(lián)立解得:F=,F=;由圖可知,在農(nóng)歷初八,對 地球受力分析有:F合==。故選B。,突破三力的分解,1.力的效果分解法 (1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個實(shí)際分力的方向; (2)再根據(jù)兩個實(shí)際分力的方向畫出平行四邊形; (3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識求出兩分力的
10、大小。 幾種按效果分解的實(shí)例,2.正交分解法 (1)定義:將已知力按互相垂直的兩個方向進(jìn)行分解的方法。 (2)建立坐標(biāo)軸的原則:以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上)。 3.用力的矢量三角形定則分析力的最小值 (1)當(dāng)已知合力F的大小、方向及一個分力F1的方向時,另一個分力F2取最小值的條件是兩分力垂直。如圖甲所示,F2的最小值為F sin ;,(2)當(dāng)已知合力F的方向及一個分力F1的大小、方向時,另一個分力F2取最小值的條件是所求分力F2與合力F垂直,如圖乙所示,F2的最小值為F1 sin ; (3)當(dāng)已知合力F的大小及一個分力F1的大小時,另一個分力F2取最小值的條件是已知
11、大小的分力F1與合力F同方向,F2的最小值為|F-F1|。,典例3在浙江省某次學(xué)考考試過程中,某位監(jiān)考老師遵守規(guī)定采取圖甲或圖乙的監(jiān)考姿勢,則(C) A.甲、乙兩圖,人都不受地面的摩擦力 B.腳底部受到的支持力,圖甲大于圖乙 C.甲、乙兩圖,人對地面的壓力相等 D.地面對人的作用力,圖甲大于圖乙,解析甲的兩腳分開有向兩邊的運(yùn)動趨勢,要受地面的摩擦力,而乙的兩腳豎直不受摩擦力,故A錯誤。對甲、乙受力分析可知豎直方向兩腳總的支持力等于重力,由牛頓第三定律知,壓力等于支持力也等于重力,故B錯誤,C正確。地面對人的作用力包括支持力和靜摩擦力,由力的平衡知識知地面對人總的作用力等于重力,故D錯誤。故選C。,3-1超市里磁力防盜扣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理如圖所示,在錐形金屬筒內(nèi)放置四顆小鐵珠(其余兩顆未畫出),工作時彈簧通過鐵環(huán)將小鐵珠擠壓于金屬筒的底部,同時,小鐵珠陷入釘柱上的凹槽里,鎖死防盜扣。當(dāng)用強(qiáng)磁場吸引防盜扣的頂部時,鐵環(huán)和小鐵珠向上移動,防盜扣松開。已知錐形金屬筒底部的圓錐角剛好是120,彈簧通過鐵環(huán)施加給每個小鐵珠豎直向下的力F,小鐵珠鎖死防盜扣,每個小鐵珠對釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力為(不計(jì)摩擦以及小鐵珠的重力) ( ),A.FB.FC.FD.2F,
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