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时间:2018-12-05
《高考物理一轮复习第二章相互作用第2单元力的合成和分解教案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2单元力的合成和分解一、标量和矢量矢量:满足平行四边行定则(力、位移、速度、加速度、动量、冲量、电场强度、磁感应强度)标量:不满足平行四边行定则(路程、时间、质量、体积、密度、功和功率、电势、能量、磁通量、振幅)1.矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则。矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则(可简化成三角形定则)。平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。一个矢量(合矢量)的作用效果和另外几个矢量(分矢量)共同作用的效果相同,就可以用这一个矢量代替那几
2、个矢量,也可以用那几个矢量代替这一个矢量,而不改变原来的作用效果。2.同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向。与正方向相同的物理量用正号代入.相反的用负号代入,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样.但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向如:功、重力势能、电势能、电势等。二、力的合成与分解力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。合成与分解是为了研究问题的方便而引人的一种方法.用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能
3、考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力。1.力的合成(1)力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的“等效力”(合力)。力的平行四边形定则是运用“等效”观点,通过实验总结出来的共点力的合成法则,它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。F1F2FOF1F2FO(2)平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n个力的合力为零。(3)共点的两个力合力的大小范围是
4、F1-F
5、2
6、≤F合≤F1+F2(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零。【例1物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用,若两力大小分别为5N、5N,求这两个力的合力.解析:根据平行四边形定则作出平行四边形,如图所示,由于F1、F2相互垂直,所以作出的平行四边形为矩形,对角线分成的两个三角形为直角三角形,由勾股定理得:N=10N合力的方向与F1的夹角θ为:θ=30°2.力的分解(1)力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边。(2)两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条
7、件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。【例2将放在斜面上质量为m的物体的重力mg分解为下滑力F1和对斜面的压力F2,这种说法正确吗?解析:将mg分解为下滑力F1这种说法是正确的,但是mg的另一个分力F2不是物体对斜面的压力,而是使物体压紧斜面的力,从力的性质上看,F2是属于重力的分力,而物体对斜面的压力属于弹力,所以这种说法不正确。【例3将一个力分解为两个互相垂直的力,有几种分法?解析:有无数种分法,只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线,在有向线段的另一端
8、向这条直线做垂线,就是一种方法。如图所示。(3)几种有条件的力的分解①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。如图所示,F2的最小
9、值为:F2min=Fsinα②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是:所求分力F2与合力F垂直,如图所示,F2的最小值为:F2min=F1sinα③当已知合力F的大小及一个分力F1的大小时,另一个分力F2取最小值的条件是:已知大小的分力F1与合力F同方向,F2的最小值为|F-F1|(5)正交分解法:把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。用正交分解法求合力的步骤:①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向②把各个力向x轴、y轴上投影,但应注意的是:
10、与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向③求在x轴上的各分力的代数和Fx合和在y轴上的各分力的代数和Fy合④求合力的大小合力的方向:tanα=(α为合力F与x轴的夹角)【例4质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为µ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个? A.µmgB.µ(mg+Fsin
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