共點(diǎn)力的合成與分解

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1、第四課時共點(diǎn)力的合成與分解第一關(guān):基礎(chǔ)關(guān)展望高考基礎(chǔ)知識一?合力與分力知識講解定義:當(dāng)一個物體受到幾個力的共同作用時,我們常?？梢郧蟪鲞@樣一個力,這個力產(chǎn)生的效果跟原來幾個力的共同效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,原來的幾個力叫做分力.說明:①合力與分力是針對同一受力物體而言.②一個力之所以是其他幾個力的合力,或者其他幾個力是這個力的分力,是因?yàn)檫@一個力的作用效果與其他幾個力共同作用的效果相當(dāng),合力與分力之間的關(guān)系是一種等效替代的關(guān)系.二?共點(diǎn)力知識講解1.定義:一個物體受到的力作用于物體上的同一點(diǎn)

2、或者它們的作用線交于一點(diǎn),這樣的一組力叫做共點(diǎn)力.(我們這里討論的共點(diǎn)力,僅限于同一平面的共點(diǎn)力)注意:一個具體的物體,其各力的作用點(diǎn)并非完全在同一個點(diǎn)上,若這個物體的形狀?大小對所研究的問題沒有影響的話,我們就認(rèn)為物體所受到的力就是共點(diǎn)力.如圖甲所示,我們可以認(rèn)為拉力F、摩擦力F1及支持力F2都與重力G作用于同一點(diǎn)O.如圖乙所示,棒受到的力也是共點(diǎn)力.2.共點(diǎn)力的合成:遵循平行四邊形定則.3.兩個共點(diǎn)力的合力范圍合力大小的取值范圍為:F1+F2≥F≥

3、F1-F2

4、.在共點(diǎn)的兩個力F1與F2大小一定的情

5、況下,改變F1與F2方向之間的夾角θ,當(dāng)θ角減小時,其合力F逐漸增大;當(dāng)θ=0°時,合力最大F=F1+F2,方向與F1與F2方向相同;當(dāng)θ角增大時,其合力逐漸減小;當(dāng)θ=180°時,合力最小F=

6、F1-F2

7、,方向與較大的力方向相同.4.三個共點(diǎn)力的合力范圍①最大值:當(dāng)三個分力同向共線時,合力最大,即Fmax=F1+F2+F3.②最小值:a.當(dāng)任意兩個分力之和大于第三個分力時,其合力最小值為零.b.當(dāng)最大的一個分力大于另外兩個分力的算術(shù)和時,其最小合力等于最大的一個力減去另外兩個力的算術(shù)和的絕對值.三?

8、平行四邊形定則知識講解實(shí)驗(yàn)表明:作用在同一點(diǎn)的兩個互成角度的力的合力,不等于分力的代數(shù)和,而是遵循平行四邊形定則,如果用表示兩個共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么合力F的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示,這叫做力的平行四邊形定則,如圖所示.說明:(1)平行四邊形定則能應(yīng)用于共點(diǎn)力的合成與分解運(yùn)算.(2)非共點(diǎn)力不能用平行四邊形定則進(jìn)行合成與分解運(yùn)算.(3)平行四邊形定則是一切矢量合成與分解運(yùn)算的普適定則,如:速度、加速度、位移、力等.四?三角形定則和多邊形定則知識講解如圖甲所示,

9、兩個力F1、F2合成為F的平行四邊形定則,可演變?yōu)橐覉D,我們將乙圖稱為三角形定則合成圖,即將兩分力F1、F2首尾相接(有箭頭的叫尾,無箭頭的叫首),則F就是由F1的首端指向F2的尾端的有向線段所表示的力.如果是多個力合成,則由三角形定則合成推廣可得到多邊形定則,如圖為三個力F1、F2、F3的合成圖,F為其合力.第二關(guān):技法關(guān)解讀高考解題技法一?求合力的取值范圍技法講解(1)共點(diǎn)的兩個分力F1?F2大小一定的條件下,合力F隨θ角的減小而增大,θ=0°時合力最大,最大值F=F1+F2;θ=180°時合力最小

10、,最小值F=

11、F1-F2

12、.即兩個力的合力F的大小范圍是:

13、F1-F2

14、≤F≤F1+F2.(2)合力可以大于分力,也可以等于分力,或者小于分力.(3)共點(diǎn)的三個力的合力大小范圍分析方法是:這三個力方向相同時合力最大,最大值等于這三個力大小之和;若這三個力中某一個力處在另外兩個力的合力范圍中,則這三個力的合力最小值是零.典例剖析【例1】物體同時受到同一平面內(nèi)的三個共點(diǎn)力的作用,下列幾組力的合力不可能為零的是()A.5N,7N,8NB.5N,2N,3NC.1N,5N,10ND.10N,10N,10N[解析]

15、三力合成,若前面力的合力可與第三力大小相等,方向相反,就可以使這三力合力為零,只要使第三力在其他兩力的合力范圍之內(nèi),就可能使合力為零,即第三力F3滿足:

16、F1-F2

17、≤F3≤F1+F2.分析A?B?C?D各組力中,前兩力合力范圍分別是:2N≤F合≤12N,第三力在其范圍之內(nèi):3N≤F合≤7N,第三力在其合力范圍之內(nèi);4N≤F合≤6N,第三力不在其合力范圍之內(nèi);0≤F合≤20N,第三力在其合力范圍之內(nèi),故只有C中第三力不在前兩力合力范圍之內(nèi),C中的三力合力不可能為零.[答案]C二?力的分解的方法技法講解力

18、的分解原則是根據(jù)力的作用效果來進(jìn)行.a.根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個實(shí)際分力的方向;b.再根據(jù)兩個實(shí)際分力方向畫出平行四邊形;c.最后由平行四邊形知識求出兩分力的大小和方向;d.按力的作用效果分解實(shí)例.實(shí)例分解思路地面上物體受斜向上的拉力F,拉力F一方面使物體沿水平地面前進(jìn),另一方面向上提物體,因此拉力F可分解為水平向前的力F1和豎直向上的力F2.F1=Fcosα,F2=Fsinα質(zhì)量為m的物體靜止在斜面上,其重力產(chǎn)生兩個效果:一是使物體具