新人教版物理课件：力和物体的平衡02力的合成和分解

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1、第一章　力物体的平衡题型一：同一条直线上力的合成同一条直线上力的合成，首先规定正方向，建立“符号规则”，然后把矢量运算转化为代数运算。在数学中，正负号表示具有相反意义的量，因此，只有矢量在同一直线上时，其方向才能用正负号来表示，才能把矢量运算变成代数运算。同一条直线上力的合成的计算法则适用于同一直线上一切矢量的合成。例1．物体受到两个相反的力的作用，两力的大小分别为F1=5N，F2=10N，现F1保持不变，将F2从10N减小到0的过程中，它们的合力大小的变化情况是（　　）A．逐渐变小B．逐渐变大C．先变小，后变大D．先变大，后变小C拓展1：物体的加速度如何变化？拓展二：如果物

2、体的初速度为零，物体的运动性质如何？C根据牛顿第二定律F2从10N减小到5N的过程中，物体沿F2方向做加速度减小的变加速直线运动；F2从5N减小到0的过程中，物体沿F2方向做加速度增大的变减速直线运动。F平行四边形定则F2F三角形定则F1两个分力首尾相接，构成一个“链条”，从“链条”的尾到“链条”的首的有向线段表示合力。“头头尾尾表示合力”平行四边形定则等效简化为三角形定则。题型二：互成角度的两力的合成合力的大小F2F1θ合力大小是夹角θ的减函数合力的方向αα合力大小范围力的合成和分解的本质是等效替换。例1.两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正确的是：（）A.合力比这两

3、个力都大B.合力至少比两个力中较小的力大C.合力可能比这两个力都大D.合力可能比这两个力都大解析：由合力公式③当θ=900时，④当θ=1200且F1=F2时，F=F1=F2可见合力可能比任何一个分力都大，也可能比任何一个分力都小，也可能等于每一个分力。CD当θ=00时，F=F1＋F2；②当θ=1800时，F=

4、F1－F2

5、；θ/radF/NOπ/2π3π/2102例2．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，得到如图示的合力F与两个分力的夹角θ的关系图，求此合力的变化范围是多少？解：由图象得θ=π/2时F=10N，θ=π时F=2N∴F2=F12+F22=102F1–F2=±2解

6、得F1=6NF2=8NF1=8NF2=6N∴合力的变化范围是2N≤F≤14N力的合成和分解遵循平行四边形定则，涉及到数学的几何图形以及坐标或函数形式表达。因此要善于利用几何图形的特点及坐标形式进行分析问题，解答本题的关键是“读图”，找出图像所表示的物理意义。例3.施用一动滑轮将一物体提起来，不计滑轮与绳的质量及其间的摩擦力，则（）A．总可以省力一半B．最大省力一半C．拉力可能大于被提物体的重量D．拉力可能等于被提物体的重量解析：如图所示，当拉力沿竖直方向时．省力一半，当沿2的方向上提时拉力肯定大于物体重力一半．所以A错B对，当两绳间夹角等于1200时拉力等于物体重量，所以D对

7、，当夹角大于1200时，拉力大于物体重量，所以C对．BCD例4．水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的上端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物，∠CBA=30°，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力为（取g=10m/s2）（）A．50NB．50NC．100ND．100NmBAC300CTTF600B解析：轻绳上各处的张力大小相等，且等于重物的重力，绳子对滑轮有如图所示两个方向的拉伸效果，这两个力的合力就是滑轮受到绳子的作用力。由于两个分力大小相等，所以合力在其对角线上，所以ΔBTF为等边三角形，因此合力的大小F=T=mg=100N，合力

8、的方向与水平方向的夹角为300时指向左下方。例5.A的质量是m，A、B始终相对静止，共同沿水平面向右运动。求当a1=0时和a2=0.75g时，B对A的作用力。方向与竖直方向成370角斜向右上方。解：当a1=0时，物体A处于平衡状态，如图所示，根据平衡条件可知B对A的作用力F1大小与其重力mg相等，方向竖直向上。vaBABvBABmgF1.当a1=0.75g时，物体受力分析图如图所示，根据牛顿第二定律可知B对A作用力大小BABmgmaF2αB对A的作用力F是B对A的支持力和摩擦力的合力。例6.质量为m的飞机，以速率v在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，空气对飞机的作用力的大小为

9、（）AAmgFα解析：空气对飞机的作用力的大小空气对飞机的作用力的方向与水平方向的夹角题型三：互成角度的三个及三个以上力的合成2.采用正交分解法求合力。1.巧选顺序进行多个力的合成。F1xF2θF2xF2yFx合F合y巧选顺序（加法交换律和结合律）进行多个力的合成，往往能简化求解过程。通常可将同一直线上的力进行合成。而对称性规律的应用（如大小相等、互相成1200的三个力的合力为零）也是很必要的。①正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上