力的受力分解(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,课时 受力分析 力的合成与分解,考点自清,一、受力分析,概念,把研究对象在指定的物理环境中受到的,所有力都分析出来，并画出物体所受的,力的,，这个过程就是受力分析,受力分,析一般,顺序,一般先分析场力（重力、电场力、磁场,力）；然后分析弹力，环绕物体一周，,找出跟研究对象接触的物体，并逐个分,析这些物体对研究对象是否有弹力作用；,最后分析摩擦力，对凡有弹力作用的地,方逐一进行分析,示意图,特别提示,受力分析是高中物理的基础，它贯穿于力学、电,磁学等各部分,.,正确地对研究对象进行受力分析是,解决问题的关键,.,若受力分析出错，则,“,满盘皆输,”,.,受力分析单独考查的也有，但更多的是结合其他,知识解决综合性问题,.,受力分,析的重,要依据,寻找对它的,物体；,寻找产生的原因；,寻找是否改变,（即,是否产生加速度）或改变,施力,物体的运动状态,物体的形状,二、力的合成,1.,合力与分力,(1),定义：当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效,果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做,那几个力的,，原来的几个力叫做,.,(2),逻辑关系：合力和分力是一种,关系,.,2.,共点力：作用在物体的,，或作用线的,交于一点的力,.,3.,力的合成：求几个力的,的过程,.,合力,分力,等效替代,同一点,延长,线,合力,4.,力的运算法则：,(1),平行四边形定则：求两个互成角度的,的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作,，这两个邻边之间的对角线就表示合,力的,和,.,(2),三角形定则：把两个矢量,从而求出,合矢量的方法（如图,1,所示）,.,共点力,平,行四边形,方向,首尾相接,大小,图,1,名师点拨,1.,合力不一定大于分力,.,2.,合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代,关系,.,三、力的分解,1.,概念：求一个力的,的过程,.,2.,遵循原则：,定则或,定则,.,3.,分解的方法：,（,1,）按力产生的,进行分解,.,（,2,）,分解,.,分力,平等四边形,三角形,正交,效果,热点聚焦,热点一 受力分析常用的方法及步骤,1.,整体法与隔离法,整体法,隔离法,概念,将加速度相同的几个,物体作为一个整体来,分析的方法,将研究对象与周,围物体分隔开分,析的方法,选用,原则,研究系统外的物体对,系统整体的作用力或,系统整体的加速度,研究系统内物体,之间的相互作用,力,注意,问题,受力分析时不要再考,虑系统内物体间的相,互作用力,一般隔离受力较,少的物体,2.,假设法,在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可,先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再,就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来,判断该力是否存在,.,特别提示,整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用：,(1),当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，,应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必,考虑内力的作用,.,(2),当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应,用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的,内力就会变为各个独立物体的外力,.,3.,受力分析的步骤,特别提示,1.,受力分析时，有些力的大小和方向不能准确确,定下来，必须根据物体受到的能够确定的几个力,的情况和物体的运动状态判断出未确定的力的情,况，要确保受力分析时不漏力、不添力、不错力,.,2.,对于分析出的物体受到的每一个力都应找出其,施力物体，不能无中生有，例如，物体做离心运,动时，有可能会错把,“,离心力,”,当作物体受的力,.,3.,合力和分力不能重复考虑，,“,性质力,”,与,“,效果力,”,不能重复考虑,.,热点二 共点力合成的方法及合力范围的确定,1.,共点力合成的常用方法,(1),作图法,从力的作用点沿两个分力的作用方向按同一标,度作出两个分力,F,1,、,F,2,，以这两个力为邻边作一,个平行四边形，这两个力所夹对角线表示这两个,力的合力,.,通常可分别用刻度尺和量角器直接量出,合力的大小和方向,.,(2),解析法,根据力的平行四边形定则作出力的合成的图示，,如图,2,所示,.,图,2,它与,F,2,的夹角为,.,以下是合力计算的几种特殊情况：,相互垂直的两个力的合成，如图,3,所示,.,由几何知识可知合力大小为,方向,图,4,图,5,图,3,夹角为,的大小相同的两个力的合成，如图,4,所示,.,由几何知识，作出的平行四边形为菱形，其对角线,相互垂直且平分，则合力大小 方向与,F,1,夹角为,夹角为,120,的两等大的力的合成，如图,5,所示,.,由几何知识得出对角线将画出的平行四边形分为两,个等边三角形，故合力的大小与分力相等,.,2.,合力范围的确定,(1),两个共点力的合成,F,1,-,F,2,F,合,F,1,+,F,2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减,小,当两力反向时,合力最小,为,F,1,-,F,2,当两,力同向时,合力最大,为,F,1,+,F,2,.,(2),三个共点力的合成,三个力共线且同向时,其合力最大,为,F,1,+,F,2,+,F,3,.,任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力,在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值,为最大的一个力减去另外两个较小的力的和的绝,对值,.,特别提示,1.,合成力时,要注意正确理解合力与分力的关系,.,(1),效果关系,:,合力的作用效果与各分力共同的作,用效果相同,它们具有等效替代性,.,(2),大小关系,:,合力与分力谁大要视情况而定,不能,形成合力总大于分力的定势思维,.,2.,三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于,两个较小力的和减去第三个较大的力,.,热点三 力的分解的两种方法,1.,按力的效果分解,(1),根据力的实际作用效果确定两个实际分力的,方向,;,(2),再根据两个实际分力方向画出平行四边形,;,(3),最后由平行四边形知识求出两分力的大小,.,如图,6,所示,物体的重力,G,按产生的效果分解为两,个分力,F,1,使物体下滑,F,2,使物体压向斜面,.,图,6,2.,正交分解法,(1),定义,:,把一个力分解为相互垂直的分力的方法,.,(2),优点,:,把物体所受的不同方向的各个力都分解,到相互垂直的两个方向上去,然后再求每个方向上,的分力的代数和,这样就把复杂的矢量运算转化成,了简单的代数运算,最后再求两个互成,90,角的力,的合力就简便多了,.,(3),运用正交分解法解题的步骤,正确选择直角坐标系,通常选择共点力的作用点,为坐标原点,直角坐标,x,、,y,的选择可按下列原则去,确定,:,(a),尽可能使更多的力落在坐标轴上,.,(b),沿物体运动方向或加速度方向设置一个坐标轴,.,(c),若各种设置效果一样,则沿水平方向、竖直方向,设置两坐标轴,.,正交分解各力,即分别将各力投影到坐标轴上,分别求,x,轴和,y,轴上各力投影的合力,F,x,和,F,y,其中,F,x,=,F,1,x,+,F,2,x,+,F,3,x,+,;,F,y,=,F,1,y,+,F,2,y,+,F,3,y,+,求,F,x,与,F,y,的合力即为共点力的合力,(,如图,7,所示,),图,7,合力大小,:,合力的方向与,x,轴夹角,:,=,arctan,特别提示,1.,使用正交分解法时,坐标轴的建立非常关键,一,般情况下,应使尽可能多的力,“,落,”,在坐标轴上,或关于坐标轴对称,.,2.,在实际问题中进行力的分解时，有实际意义的,分解方法是按力的实际效果进行分解，其他的,分解方法都是为了解题方便而利用的,.,题型探究,题型,1,物体的受力分析,如图,8,所示，物体,A,靠在竖直墙面上，,在力,F,作用下，,A,、,B,保持静止,.,物体,B,的受,力个数为（）,A.2 B.3 C.4 D.5,求解此题应把握以下三点：,(1),整体法分析,A,不受墙壁弹力,.,(2),隔离,A,分析,A,的受力,.,(3),隔离,B,分析,B,的受力,.,图,8,思路点拨,解析,以,A,为研究对象,受力情况如图甲所示,此时,墙对物体,A,没有支持力（此结论也可利用整体法得,出）,再以,B,为研究对象，结合牛顿第三定律，其受力情,况如图乙所示，即要保持物体,B,平衡，,B,应受到重,力、压力、摩擦力、力,F,四个力的作用,.,答案,C,方法提炼,受力分析的基本思路,变式练习,1,如图,9,所示，物体,A,靠在倾,斜的墙面上，在与墙面和,B,垂直的力,F,作,用下,A,、,B,保持静止,试分析,A,、,B,两物,体受力的个数,.,解析,先取,B,为研究对象,把,A,看作墙的一部分,受,力如下图所示,.,图,9,若只受,G,B,和,F,B,物体不能静止,因此,A,对,B,有沿接触,面向上的静摩擦力,f,1,受,f,1,则一定有,A,对,B,的弹力,N,B,受,4,个力作用,.,取,AB,整体为研究对象,同理可得墙对,A,有沿墙面向上,的静摩擦力,f,2,和墙的弹力,N,A,;,由牛顿第三定律知,A,还受,B,的斜向下的静摩擦力,f,1,和垂直接触面向上,的弹力,N,还有自身的重力,G,A,共,5,个力,.,答案,A,受,5,个力,B,受,4,个力,题型,2,按力的作用效果分解,如图,10,所示，,=30,装置的重力和摩擦,力均不计，若用,F,=100 N,的水平推力使滑块,B,保,持静止，则工件上受到的向上的弹力多大？,图,10,思路点拨,根据力的实际效果分解力的思维路线：,解析,对,B,受力分析如图甲得：,F,2,sin,=,F,对装置上部分受力分析如图乙，其中,N,为工件对,装置的压力,.,得：,N,=,F,2,cos,又,F,2,与,F,2,为作用力与反作用力，故,F,2,=,F,2,可得：,由牛顿第三定律得：,工件受到的向上的弹力为,100 N.,答案,方法提炼,按力的作用效果分解力时，关键是弄清力的作用,效果，从而确定两个分力的方向，再根据平行四,边形定则作出力的分解图，然后由数学知识求出,分力,.,变式练习,2,如图,11,所示为一曲柄压榨机,的示意图，其中,O,为固定铰链，杆,OA,与,AB,等长,.,在压榨机铰链,A,处作用的水平力为,F,，,OB,是铅垂线,.,如果杆和活塞的重力忽略不,计，在已知角,的情况下，求活塞作用在,作物体,M,上的压力,.,图,11,解析,力,F,分解为沿杆,OA,、,AB,的力,F,OA,、,F,AB,，如图,所示，则 力,F,AB,分解为水平和竖直两个,方向的分力，则所求即竖直分力,答案,题型,3,力的合成法在平衡问题中的应用,如图,12,所示是骨折病人的,牵引装置示意图,绳的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个,重物,与动滑轮相连的帆布带拉着,病人的脚,整个装置在同一竖直平面内,.,为了使脚,所受的拉力增大,可采取的方法是,(),A.,只增加绳的长度,B.,只增加重物的质量,C.,只将病人的脚向右移动,D.,只将两定滑轮的间距增大,图,12,解析,取动滑轮为研究对象,受力分,析如右图所示,F,1,、,F,2,为绳子的拉力,F,为帆布带的拉力,.,动滑轮静止时,所,受合外力为零,即,F,1,与,F,2,合力与,F,等大反向,.,只要,F,1,、,F,2,的合力增大,F,就增大,.,当绳的长度增加,时,绳的拉力及绳间的夹角不变,合力不变,A,错,;,当,增加重物质量时,绳拉力增大,夹角不变,合力增大,B,对,;,病人的脚右移时,绳间的夹角增大,合力减小,C,错,;,定滑轮间距增大时,夹角增大,合力减小,D,错,.,答案,B,规律总结,1.,物体在三个共点力作用下平衡时,任意两个力的,合力与第三个力等大反向,.,2.,当两个力之间的夹角减小时,合力增大,;,夹角增,大时,合力减小,.,变式练习,3,如图,13,所示,ACB,是一光,滑的、足够长的、固定在竖直平面内,的,“,”,形框架,其中,CA,、,CB,边与竖,直方向的夹