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2012優化方案高三物理一輪復習課件--第2章第二節《力的合成與分解》PPT

  • 素材大小:1.34 MB
  • 素材授權:免費下載
  • 更新時間:2017-07-14
  • 素材類別:物理課件PPT
  • 素材格式:.ppt
  • 關鍵提要:2012優化方案高三物理一輪復習課件--第2章第二節《力的合成與分解》PPT,力的合成
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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2012優化方案高三物理一輪復習課件--第2章第二節《力的合成與分解》PPT

PPT內容


第二節 力的合成與分解
一、力的合成
1.合力與分力
(1)定義:如果一個力__________跟幾個力共同作用的效果相同,這一個力就叫那幾個力的_____,那幾個力就叫這個力的_____.
(2)關系:合力和分力是一種_________關系.
2.共點力:作用在物體的_______,或作用線的_______交于一點的力.
3.力的合成:求幾個力的_____的過程.
4.力的運算法則
(1)三角形定則:把兩個矢量_________從而求出合矢量的方法.(如圖2-2-1所示)
(2)平行四邊形定則:求互成角度的______的合力,可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作__________,這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的_____和_____.
思考感悟
(1)合力一定大于分力嗎?
(2)作用在不同物體上的力能進行合成嗎?
提示:(1)合力可能大于分力,可能小于分力,也可能等于分力.
(2)只有作用在同一物體上的共點力才能進行合成.
二、力的分解
1.概念:求一個力的_____的過程.
2.遵循的原則:__________定則或______定則.
3.分解的方法
(1)按力產生的_________進行分解.
(2)_____分解.
一、共點力合成的方法
1.作圖法
根據兩個分力的大小和方向,再利用平行四邊形定則作出對角線,根據表示分力的標度去度量該對角線,對角線的長度就代表了合力的大小,對角線與某一分力的夾角就可以代表合力的方向.
如圖2-2-2所示,F1=45 N,F2=60 N,F合=75 N,α=53°.即合力大小為75 N,與F1夾角為53°.
2.解析法
根據力的平行四邊形定則作出力的合成的圖示,如圖2-2-3所示.
應用指導:如合成圖或分解圖為菱形,應轉化為直角三角形計算.
即時應用(即時突破,小試牛刀)
1.(2010年高考廣東卷)圖2-2-5為節日里懸掛燈籠的一種方式,A、B點等高,O為結點,輕繩AO、BO長度相等,拉力分別為FA、FB,燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是(  )
A.FA一定小于G
B.FA與FB大小相等
C.FA與FB是一對平衡力
D.FA與FB大小之和等于G
2.三個共點力的合成
(1)最大值:三個力同向時,其合力最大,為Fmax=F1+F2+F3.
(2)最小值:以這三個力的大小為邊,如果能組成封閉的三角形,則其合力的最小值為零,即Fmin=0;如不能,則合力的最小值的大小等于最大的一個力減去另外兩個力和的絕對值,Fmin=F1-|F2+F3|(F1為三個力中最大的力).
特別提醒:(1)求合力時,要注意正確理解合力與分力的關系:
①效果關系:合力的作用效果與各分力共同的作用效果相同,它們具有等效替代性.
②大小關系:合力與分力誰大要視情況而定,不能形成合力總大于分力的定勢思維.
(2)三個共點力合成時,其合力的最小值不一定等于兩個較小力的和減去第三個較大的力.
三、兩種常用的分解方法
1.力的效果分解法
(1)根據力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向;
(2)再根據兩個實際分力方向畫出平行四邊形;
(3)最后由平行四邊形和數學知識(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出兩分力的大小.
2.正交分解法
(1)正交分解方法
把一個力分解為互相垂直的兩個分力,特別是物體受多個力作用時,把物體受到的各力都分解到互相垂直的兩個方向上去,然后分別求出每個方向上力的代數和.
(2)運用正交分解法解題的步驟
①正確選擇直角坐標系,通常選擇共點力的作用點為坐標原點,直角坐標x、y的選擇應盡可能使更多的力落在坐標軸上.
②正交分解各力,即分別將各力投影到坐標軸上,分別求x軸和y軸上各力投影的合力Fx和Fy,其中Fx=F1x+F2x+F3x+…;Fy=F1y+F2y+F3y+….
特別提醒:在實際問題中進行力的分解時,有實際意義的分解方法是按力的實際效果進行的,而正交分解法則是根據需要而采用的一種方法,其主要目的是將一般的矢量運算轉化為代數運算.
即時應用(即時突破,小試牛刀)
3.如圖2-2-7所示,輕繩AO和BO共同吊起質量為m的重物.AO與BO垂直,BO與豎直方向的夾角為θ,OC連接重物,則(  )
解析:選AC.結點O受到的繩OC的拉力FC等于重物所受重力mg,將拉力FC沿繩AO和BO所在直線進行分解,兩分力分別等于拉力FA和FB,如圖所示,由力的圖示解得:FA=mgsin θ,FB=mgcos θ.
(2011年武漢外國語學校調研)如圖2-2-8所示,繩與桿均不計重力,承受力的最大值一定.A端用絞鏈固定,滑輪O在A點正上方(滑輪大小及摩擦均可忽略),B端吊一重物P,現施加拉力FT將B緩慢上拉(均未斷),在桿達到豎直前(  )
A.繩子越來越容易斷 B.繩子越來越不容易斷
C.桿越來越容易斷        D.桿越來越不容易斷
【答案】 B
【規律總結】 相似三角形法一般處理三力作用下且三力不構成直角三角形的平衡(動態平衡)問題.
變式訓練1如圖2-2-10所示,固定在水平面上的光滑半球,球心O的正上方固定一個小定滑輪,細繩一端拴一小球,小球置于半球面上的A點,另一端繞過定滑輪.今緩慢拉繩使小球從A點滑向半球頂點(未到頂點),則此過程中,小球對半球的壓力大小FN及細繩的拉力FT大小的變化情況是(  )
A.FN變大,FT變大
B.FN變小,FT變大
C.FN不變,FT變小
D.FN變大,FT變小
(滿分樣板 12分)如圖2-2-11所示,用繩AC和BC吊起一重100 N的物體,兩繩AC、BC與豎直方向的夾角分別為30°和45°.求:繩AC和BC對物體的拉力的大小.
【思路點撥】 對物體受力分析,建立直角坐標系,然后對力進行正交分解,最后列方程求解Fx=0,Fy=0.
解題樣板規范步驟,該得的分一分不丟!
以物體C為研究對象,受力分析并建立如圖2-2-12所示的正交坐標系.
如圖2-2-13所示,在一個半圓環上用兩
【思路點撥】 本題重力作為分解的對象,它對兩繩產生兩個拉緊的效果,即兩分力方向是沿繩所在直線的,先作初始的力分解平行四邊形,然后根據OB繩的方向變化作出各位置的平行四邊形,從圖中判斷各力的變化情況.
【解析】 因為繩結點O受到重物的拉力F,所以才使OA繩和OB繩受力,因此將拉力F分解為FA和FB(如圖2-2-14所示).OA繩固定,則FA的方向不變,從OB向下靠近OB′的過程中,在B1、B2、B3三個位置,兩繩受力分別為FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3.從圖形上看出,FA逐漸變大,而FB卻先減小后增大,當OB⊥OA時,FB最小.
【答案】 D
【規律總結】 分析動態平衡中各力的變化情況是一種常見題型,其特點有:①合力大小和方向不變;②一個分力的方向不變.圖解法具有簡單、直觀的優點.
變式訓練2 如圖2-2-15所示,繩OA、OB懸掛重物于O點,開始時OA水平.現緩慢提起A端而O點的位置保持不變,則(  )
A.繩OA的張力逐漸減小
B.繩OA的張力逐漸增大
C.繩OA的張力先變大,后變小
D.繩OA的張力先變小,后變大
解析:選D.用圖解分析法求解,如圖甲、乙所示,對O點進行受力分析后將FT1、FT2、mg平移到一個矢量三角形中.
“緩慢提起A端而O點的位置保持不變”,意味著O點受三個力的作用一直保持平衡,FT1、FT2、mg始終能構成封閉的矢量三角形.如圖乙,由于mg的大小、方向都不變,FT2的方向不變,故FT1的一端只能在FT2的作用線上滑動.從而隨著OA方向(即FT1方向)變化構成一系列的封閉的矢量三角形.顯然,當FT1與FT2垂直時,FT1有最小值,D正確.
 

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