2025年高考力的合成與分解
來源:網(wǎng)絡整理 2024-12-16 11:59:10
1.合力和力的合成:一個力產(chǎn)生的效果如果能跟原來幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫那幾個力的合力,求幾個力的合力叫力的合成.
2.力的平行四邊形定則:求兩個互成角度的共點力的合力,可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形,合力的大小和方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示出來。
共點的兩個力F1,F(xiàn)2的合力F的大小,與它們的夾角θ有關,θ越大,合力越;θ越小,合力越大,合力可能比分力大,也可能比分力小,F(xiàn)1與F2同向時合力最大,F(xiàn)1與F2反向時合力最小,合力大小的取值范圍是|F1-F2|≤F≤(F1+F2)
多個力求合力的范圍
有n個力,它們合力的最大值是它們的方向相同時的合力,即,而它們的最小值要分下列兩種情況討論:
、偃鬾個力中的最大力大于,則它們合力的最小值是
、谌鬾個力中的最大力小于,則它們合力的最小值是0。
3.三角形法則:求兩個互成角度的共點力F1,F(xiàn)2的合力,可以把F1,F(xiàn)2首尾相接地畫出來,把F1,F(xiàn)2的另外兩端連接起來,則此連線就表示合力F的大小和方向;
4.分力與力的分解:如果幾個力的作用效果跟原來一個力的作用效果相同,這幾個力叫原來那個力的分力.求一個力的分力叫做力的分解.
5.分解原則:平行四邊形定則.
力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵循的平行四邊形定則。
同樣,由力的分解所遵循的平行四邊形定則可知:如不加任何限制而將某個力分解為兩個分力,則可以得到無數(shù)種分解的方式,這是毫無意義的。通常作力的分解時所加的限制有兩種:按照力的作用效果進行分解,按照所建立的直角坐標將力作正交分解
6、正交分解法
物體受到多個力作用時求其合力,可將各個力沿兩個相互垂直的方向直行正交分解,然后再分別沿這兩個方向求出合力,正交分解法是處理多個力作用用問題的基本方法,值得注意的是,對、方向選擇時,盡可能使落在、軸上的力多;被分解的力盡可能是已知力。步驟為:
、僬_選擇直角坐標系,一般選共點力的作用點為原點,水平方向或物體運動的加速度方向為X軸,使盡量多的力在坐標軸上。
、谡环纸飧髁,即分別將各力投影在坐標軸上,分別求出坐標軸上各力投影的合力。
Fx=F1x+F2x+…+Fnx
Fy=F1y+F2y+…+Fny
、酃颤c力合力的大小為F=,合力方向與X軸夾角
五.物體受力情況的分析
。1)物體受力情況分析的理解:把某個特定的物體在某個特定的物理環(huán)境中所受到的力一個不漏,一個不重地找出來,并畫出定性的受力示意圖。對物體進行正確地受力分析,是解決好力學問題的關鍵。
。2)物體受力情況分析的方法:為了不使被研究對象所受到的力與所施出的力混淆起來,通常需要采用“隔離法”,把所研究的對象從所處的物理環(huán)境中隔離出來;為了不使被研究對象所受到的力在分析過程中發(fā)生遺漏或重復,通常需要按照某種順序逐一進行受力情況分析,而相對合理的順序則是先找重力,再找接觸力(彈力、摩擦力),最后分析其它力(場力、浮力等)。
重力是否有:宏觀物體都計重力,而一些微觀粒子有時不計重力
彈力看四周
分析摩擦力
不忘電磁浮
。3)受力分析的幾個步驟.
、凫`活選擇研究對象:也就是說根據(jù)解題的目的,從體系中隔離出所要研究的某一個物體,或從物體中隔離出某一部分作為單獨的研究對象,對它進行受力分析.
所選擇的研究對象要與周圍環(huán)境聯(lián)系密切并且已知量盡量多;對于較復雜問題,由于物體系各部分相互制約,有時要同時隔離幾個研究對象才能解決問題.究竟怎樣選擇研究對象要依題意靈活處理.
、趯ρ芯繉ο笾車h(huán)境進行分析:除了重力外查看哪些物體與研究對象直接接觸,對它有力的作用.凡是直接接觸的環(huán)境都不能漏掉分析,而不直接接觸的環(huán)境千萬不要考慮進來.然后按照重力、彈力、摩擦力的順序進行力的分析,根據(jù)各種力的產(chǎn)生條件和所滿足的物理規(guī)律,確定它們的存在或大小、方向、作用點.
、蹖彶檠芯繉ο蟮倪\動狀態(tài):是平衡態(tài)還是加速狀態(tài)等等,根據(jù)它所處的狀態(tài)有時可以確定某些力是否存在或?qū)δ承┝Φ姆较蜃鞒雠袛啵?/p>
、芨鶕(jù)上述分析,畫出研究對象的受力分析圖;把各力的方向、作用點(線)準確地表示出來.
。4)物體受力情況分析的依據(jù):在具體的受力分析過程中,判斷物體是否受到某個力的依據(jù)通常有如下三個。
①從力的概念判斷,尋找施力物體;
、趶牧Φ男再|(zhì)判斷,尋找產(chǎn)生原因;
、蹚牧Φ男Ч袛,尋找是否產(chǎn)生形變或改變運動狀態(tài)
六.平衡概念的理解及平衡條件的歸納
1.共點力:物體受到的各力的作用線或作用線的延長線能相交于一點的力
2.平衡狀態(tài):在共點力的作用下,物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài).
說明:這里的靜止需要二個條件,一是物體受到的合外力為零,二是物體的速度為零,僅速度為零時物體不一定處于靜止狀態(tài),如物體做豎直上拋運動達到最高點時刻,物體速度為零,但物體不是處于靜止狀態(tài),因為物體受到的合外力不為零.
3.共點力作用下物體的平衡條件:合力為零,即0
說明;
、偃R交原理:當物體受到三個非平行的共點力作用而平衡時,這三個力必交于一點;
、谖矬w受到N個共點力作用而處于平衡狀態(tài)時,取出其中的一個力,則這個力必與剩下的(N-1)個力的合力等大反向。
③若采用正交分解法求平衡問題,則其平衡條件為:FX合=0,F(xiàn)Y合=0;
④有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件★
轉(zhuǎn)動平衡狀態(tài)是靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài);其共同的物理本質(zhì)是描述轉(zhuǎn)動狀態(tài)的角速度這一物理量保持恒定;而能夠迫使物體轉(zhuǎn)動角速度發(fā)生變化的只有力矩,所以在有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件是:物體所受到的合力矩為零,即=0.
4.力的平衡:作用在物體上幾個力的合力為零,這種情形叫做力的平衡
(1)若處于平衡狀態(tài)的物體僅受兩個力作用,這兩個力一定大小相等、方向相反、作用在一條直線上,即二力平衡
(2)若處于平衡狀態(tài)的物體受三個力作用,則這三個力中的任意兩個力的合力一定與另一個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上
(3)若處于平衡狀態(tài)的物體受到三個或三個以上的力的作用,則宜用正交分解法處理,此時的平衡方程可寫成
①確定研究對象;②分析受力情況;③建立適當坐標;④列出平衡方程
5.解決力的平衡問題常用的方法
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