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课件网) 受力分析 力的合成与分解 一、受力分析 概念:把研究对象在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受的力的 ,这个过程就是受力分析。 受力分析的重要依据: 1、寻找对它的施力物体; 2、寻找产生的原因; 3、寻找是否改变物体的运动状态(即是否产生加速度)或改变物体的形状 示意图 受力分析的一般顺序: 一般先分析场力(重力、电场力、磁场力); 然后分析弹力,环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用; 最后分析摩擦力,对凡有弹力作用的地方逐一进行分析。 二、力的合成 1.合力与分力 (1)、定义:当一个物体受到几个力的共同作用时, 我们常常可以求出这样一个力,这个力产生的效 果跟原来几个力的共同效果相同,这个力就叫做 那几个力的 ,原来的几个力叫做 . (2)、逻辑关系:合力和分力是一种 关系. 2、共点力:作用在物体的 ,或作用线的 交于一点的力. 3、力的合成:求几个力的 的过程. 合力 分力 等效替代 同一点 延长 线 合力 4.力的运算法则: (1)平行四边形定则:求两个互成角度的 的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作 ,这两个邻边之间的对角线就表示合 力的 和 . (2)三角形定则:把两个矢量 从而求出 合矢量的方法(如图1所示). 共点力 平 行四边形 方向 首尾相接 大小 图1 1、合力不一定大于分力 2、合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代 关系 三、力的分解 1、概念:求一个力的 的过程. 2、遵循原则: 定则或 定则. 3、分解的方法: (1)按力产生的 进行分解. (2) 分解. 分力 平等四边形 三角形 正交 效果 受力分析常用的方法及步骤 1、整体法与隔离法 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个 物体作为一个整体来 分析的方法 将研究对象与周 围物体分隔开分 析的方法 选用 原则 研究系统外的物体对 系统整体的作用力或 系统整体的加速度 研究系统内物体 之间的相互作用 力 注意 问题 受力分析时不要再考 虑系统内物体间的相 互作用力 一般隔离受力较 少的物体 2、假设法: 在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的情况假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。 整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用: 1、当所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用。 2、当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。 3、受力分析的步骤: 共点力合成的方法及合力范围的确定 1、共点力合成的常用方法 (1)作图法: 从力的作用点沿两个分力的作用方向按同一标度作出两个分力F1、F2,以这两个力为邻边作一个平行四边形,这两个力所夹对角线表示这两个力的合力.通常可分别用刻度尺和量角器直接量出合力的大小和方向。 (2)解析法 根据力的平行四边形定则作出力的合成的图示, 如图所示: 它与F2的夹角为θ. 以下是合力计算的几种特殊情况: 1、相互垂直的两个力的合成,如图所示. 由几何知识可知合力大小为 方向 2、夹角为θ的大小相同的两个力的合成,如图所示: 由几何知识,作出的平行四边形为菱形,其对角线相互垂直且平分,则合力大小 方向与 F1夹角为 3、夹角为120°的两等大的力的合成,如图所示: 由几何知识得出对角线将画出的平行四边形分为两个等边三角形,故合力的大小与分力相等。 2、合力范围的确定 (1)两个共点力的合成: |F1-F2|≤F合≤F1+F2 即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|,当两力同向时,合力最大,为F1+F2 (2)三个共 ... ...