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1、第三章 研究物體間的相互作用第四節(jié) 力的合成與分解1、理解力的平行四邊形法則3、認(rèn)識力的分解有多種不同的分解方法,并能根據(jù)具體的情況運用力的平行四邊形法則計算分力,學(xué)習(xí)目標(biāo)2、掌握合力的計算一、力的平行四邊形定則 如果用表示兩個共點力的線段為鄰邊作一個平行四邊形,則這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向,這就是力的平行四邊形定則。利用平行四邊形定則求合力是對共點力而言的,共點力是指作用于一點,或者作用線的延長線交于一點的若干個力。利用平行四邊形得出的對角線的方向和長短代表了力的方向和大小,可以通過直接測量的方法得出合力的方向和大小。一、合力的計算例:物體受到兩個力F1、F2的作用,F(xiàn)1=
2、30N,方向水平向左;F2=40N,方向豎直向下,求這兩個力的合力F。10N0F1F2提示:利用力的圖示的方法,以1cm長的線段表示10N的力,將兩個分力作出來。F 用刻度尺和量角器測得對角線長5cm,為53;F=105N=50N 由幾個力的幾何關(guān)系可以知道對角線長度:cmcms54322 F=105N=50N34tan查表可知=53一、分力的計算 力的分解和力的合成是相逆的過程,對于兩個已知的力可以唯一合成一個合力,那么一個已知的合力是否也可以唯一分解為兩個分力呢?F 對于一條對角線來講,如果不加限制,可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形。按力的作用效果進行力的分解。二、力的分解的唯一性 對于一條
3、對角線來講,如果沒有其它條件,可以作出無數(shù)個平行四邊形。那什么情況下力的分解具有唯一性呢?FF1F已知合力和兩分力的方向(角邊角)已知合力和一分力的大小和方向(邊角邊)FF1F2 已知合力和兩分力的大?。ㄟ呥呥叄?yīng)數(shù)學(xué)中的全等三角形的特點,符合以上情況的力的分解,可以唯一確定力的分解方法。例題 把一個物體放在傾角為的斜面上,物體受到豎直向下的重力,但它并不能豎直下落。從力的作用效果看,應(yīng)該怎樣將重力分解?兩個分力的大小與斜面的傾角有什么關(guān)系?分析:從木塊對斜面來講,一是壓緊斜面,二是使物體沿斜面下滑的效果。解:根據(jù)木塊對斜面的這種效果,將重力G分解到垂直斜面和沿斜面向下的兩個方向上。(如圖)
4、ABCOGF1F2DEcossin21GFGF由幾何關(guān)系得:斜面上一個物體的重力分解是常用的一種分解,本題的結(jié)果可以做為一種結(jié)論使用。練習(xí) 如圖所示,擋板與水平面垂直,球的重量為G,斜面傾角為,求球?qū)π泵娴恼龎毫颓驅(qū)醢宓膲毫?。ABC提示:注意球?qū)佑|面的作用力的方向,根據(jù)球?qū)蓚€面的作用效果進行力的分解。GF2F1cos21GFtgGF 從第二式可以知道,有時候分力也可以比合力大。練習(xí)1、在已知的一個力的分解中,下列情況中具有唯一解的是:A、已知兩個分力的方向,并且不在同一直線上 B、已知一個分力的大小和方向 C、已知一個分力的大小和另一個分力的方向 D、已知兩個分力的大小2、在力的分解中,下列結(jié)論中正確的是:A、3N的力可以分解為6N和3N的兩個力 B、10N的力可以分解為10N和10N的兩個力 C、2N的力可以分解為6N和5N的兩個分力 D、10N的力可以分解為5N和4N的兩個分力ABABC五、小結(jié)1、力的分解和力的合成都遵循平行四邊形定則,其它即有方向也有大小的矢量也都遵循平行四邊形定則。2、力的分解的唯一性條件(仿照數(shù)學(xué)中全等三角形的條件)。3、實際應(yīng)用中,按照力作用于物體的效果確定力的方向,做出力的示意圖,通過計算求解力。