2017-2018学年高一物理 寒假作业 第06天 受力分析 力的合成与分解 新人教版

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1、第6天受力分析力的合成与分解考纲要求：II难易程度：★★★☆☆某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C（图中θ＝37°）时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是37°，如图所示。已知小球的质量为m=4.8kg，该同学（含磁铁）的质量为M=50kg，求此时：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）悬挂小球的细线的拉力大小为多少？（2）该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？【参考答案】（1）30N（2）524N18N

2、【试题解析】（1）对小球受力分析：重力、细线的拉力和磁铁的引力。设细线的拉力和磁铁的引力分别为和。根据平衡条件得：水平方向：，竖直方向：解得：xk-w（2）以人为研究对象，分析受力情况：重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力，根据平衡条件得：【知识补给】力的合成1．共点力合成的方法（1）作图法（2）计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力。平行四边形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向。三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F

3、2的合力，可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地画出，把F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力的大小和方向。三角形定则可以拓展到多边形上。2．合力范围的确定（1）两个共点力的合力范围：

4、F1–F2

5、≤F≤F1+F2，即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小。当两个力反向时，合力最小，为

6、F1－F2

7、；当两个力同向时，合力最大，为F1＋F2。（2）三个共点力的合成范围①最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax=F1＋F2＋F3②最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力的最小值为零，即Fmin=0；如果不能，则合力的最小值的

8、大小等于最大的一个力减去另外两个力之和的绝对值，即Fmin=F1–

9、F2+F3

10、（F1为三个力中最大的力）。3．解答共点力的合成问题时的两点注意（1）合成力时，要正确理解合力与分力的大小关系。合力与分力的大小关系要视情况而定，不能形成合力总大于分力的思维定势。（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与第三个较大的力之差。要先看能否构成三角形，解题时注意矢量的性质，同时要有空间想象能力。力的分解1．定义：求一个已知力的分力。2．力的分解原则：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。3．一个力可以分解为两个力，如果没有限制，同一个力可

11、以分解为无数对大小、方向不同的分力。4．力的效果分解法（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的方向画出平行四边形；（3）最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小。5．有限条件下力的分解（1）已知合力F和两个分力的方向，可以唯一地作出力的平行四边形，对力F的分解是唯一的。（2）已知合力F和一个分力的大小与方向，力F的分解也是唯一的。（3）已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，对力F的分解有三种可能（F1与F的夹角为θ）。①F2

12、4）已知一个分力F1所在的直线和另一个分力F2的大小，对力F的分解有三种可能（F1与F所在直线的夹角为θ）。①F2F时有两组解。正交分解法1．定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。2．建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则（使尽量多的力在坐标轴上）；在动力学中，常以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。3．分解方法：物体受到多个作用力F1、F2、F3……，求合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解，如图所

13、示。x轴上的合力：Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…y轴上的合力：Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…合力的大小：F=合力的方向：与x轴夹角为θ，tanθ=受力分析1．定义：把指定物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图，这个过程就是受力分析。2．受力分析的基本步骤（1）确定研究对象——即确定分析受力的物体，研究对象可以是一个点、单个物体，也可以是多个物体组成的系统。（2）隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用。一般分析的顺序是：先分析场力（重力、电场力、磁场力），再分析接触力（先弹力

14、后摩擦力）