《力物体的平衡及实验第三周》由会员分享，可在线阅读，更多相关《力物体的平衡及实验第三周（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主题内容要求力的合成、分解与共点力的合成、分解与共点力的平衡力的平衡矢量和标量力的合成与分解共点力的平衡实验与探究与探究实验三：验证力的平行四边形定则1一、力的合成一、力的合成1力的合成的本质就在于保证力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提作用效果相同的前提下，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的“等效力等效力”(合力合力)力的平行四边形定则是运用力的平行四边形定则是运用“等效等效”观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则22共点的共点的两个力合力的大小范围两个力合力的大小范围是
2、是|F1F2|F合合F1F23合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一个分力个分力4共点的共点的三个力合力三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零值可能为零二、力的分解二、力的分解1力的分解遵循平行四边形定则，力的分解相当于已知对力的分解遵循平行四边形定则，力的分解相当于已知对角线求邻边角线求邻边2两个力的合力唯一确定，一个力的两个分力在无附加条两个力的合力唯一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力，但在具体问题中，应根件时，从理论上讲可分解为无数组分力，但在具体问题
3、中，应根据力实际产生的效果来分解据力实际产生的效果来分解33正交分解法：正交分解法：把一个力分解成两个互相垂直的分力，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这种分解方法称为正交分解法用正交分解法求合力的用正交分解法求合力的步骤：步骤：首先建立平面直角坐标系，并确定正方向首先建立平面直角坐标系，并确定正方向把各个力向把各个力向x轴、轴、y轴上投影，但应注意的是：与确定轴上投影，但应注意的是：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，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就用正、负号表示了被正交分解
4、的力的分力的方向求在求在x轴上的各分力的代数和轴上的各分力的代数和Fx合合和在和在y轴上的各分力的轴上的各分力的代数和代数和Fy合合4三、物体的受力分析三、物体的受力分析1对物体受力分析的对物体受力分析的一般思路一般思路(1)明确研究对象，研究对象可以是质点、结点、物体、明确研究对象，研究对象可以是质点、结点、物体、物体系物体系(2)按顺序分析物体所受的力，一般可先按重力、弹力、按顺序分析物体所受的力，一般可先按重力、弹力、摩擦力的次序分析，再分析其他力摩擦力的次序分析，再分析其他力(3)正确画出受力图，注意不同对象的受力图用隔离法正确画出受力图，注意不同对象的受力图用隔离法分别画出，对于质点
5、和不考虑力对物体的形变和转动效果分别画出，对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果的情况，可将各力平移至物体的重心上，即各力均从重心的情况，可将各力平移至物体的重心上，即各力均从重心画起画起(4)检验，防止错画力、多画力和漏画力检验，防止错画力、多画力和漏画力52受力分析的受力分析的注意事项注意事项(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力物体所施的力(2)只分析根据性质命名的力只分析根据性质命名的力(3)每分析一个力，都应找出施力物体每分析一个力，都应找出施力物体(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力合力和分力不能同时作为物体
6、所受的力四、共点力的平衡四、共点力的平衡1平衡状态平衡状态物体处于静止或者保持匀速直线运动状态，叫做平衡物体处于静止或者保持匀速直线运动状态，叫做平衡状态状态62平衡条件平衡条件物体所受的合外力为零：物体所受的合外力为零：F合合0.平衡条件常用的表达形式，在正交分解法中有平衡条件常用的表达形式，在正交分解法中有3平衡特点平衡特点(1)二力平衡时二力平衡时，二力等值、反向、共线；，二力等值、反向、共线；(2)非平行非平行三力平衡时三力平衡时，三力共面、共点且首尾相接围，三力共面、共点且首尾相接围成三角形；成三角形；(3)物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中某物体在多个共点力的作用下处于平衡
7、状态，其中某一个力跟其余力的合力大小相等、方向相反、作用在一条一个力跟其余力的合力大小相等、方向相反、作用在一条直线上同时这多个力可以构成一个封闭多边形直线上同时这多个力可以构成一个封闭多边形74常用的求解方法常用的求解方法(1)解三角形法解三角形法：这种方法主要用来解决三力平衡问题：这种方法主要用来解决三力平衡问题根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个平根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个平衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这一三角形求解衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这一三角形求解平衡问题平衡问题(2)正交分解法正交分解法：建立直角坐标系，把各个力沿坐标轴：建立直角
8、坐标系，把各个力沿坐标轴方向分解，列出沿两坐标轴的方程，此时平衡条件可表示方向分解，列出沿两坐标轴的方程，此时平衡条件可表示为：为：FxF1xF2xFnx0，FyF1yF2yFny0.8五、实验：验证力的平行四边形定则五、实验：验证力的平行四边形定则实验原理：实验原理：使一个力使一个力F的作用效果和两个力的作用效果和两个力F1、F2的的作用效果相同，让同一条一端固定的橡皮条先后伸长到某作用效果相同，让同一条一端固定的橡皮条先后伸长到某点，所以一个力点，所以一个力F就是这两个力就是这两个力F1、F2的合力，作出力的合力，作出力F的的图示，再作出两个力图示，再作出两个力F1、F2的图示，根据平行四
9、边形定则的图示，根据平行四边形定则作出以作出以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线表示为邻边的平行四边形的对角线表示F合合，比较，比较F和和F合合的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同(1)两次拉橡皮条的结点一定要拉到同一位置两次拉橡皮条的结点一定要拉到同一位置(2)用一个力用一个力F拉橡皮条时，作出力的图示，力的方向拉橡皮条时，作出力的图示，力的方向一定与橡皮条的方向在同一直线上一定与橡皮条的方向在同一直线上9巩固练习巩固练习10 (单选单选)(2010年广东学业水平测试年广东学业水平测试)一物体受到两个一物体受到两个力的作用，大小分别是力的作用，大小分别是6 N和和4 N其合力其合力F大
10、小的范围是大小的范围是()A2 NF10 NB4 NF10 NC6 NF10 N D4 NF6 N解析解析：二力合成二力合成，合力的范围合力的范围|F1F2|F合合F1F2，故故2 NF10 N.答案：答案：A点评：点评：本题属于本题属于“理解理解”层次，理解合力的范围层次，理解合力的范围115(单选单选)(2010年深圳学业水平模拟年深圳学业水平模拟)大小分别为大小分别为5 N和和15 N的两个力，同时作用在一个物体上，则它们的的两个力，同时作用在一个物体上，则它们的合力可能是合力可能是()A5 NB8 NC15 ND25 N解析：合力范围为10 NF20 N，故C对答案：C12一、单项选择
11、题一、单项选择题()(110)1关于合力的下列说法，正确的是关于合力的下列说法，正确的是( )A几个力的合力就是这几个力的代数和几个力的合力就是这几个力的代数和B几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C几个力的合力可能小于这几个力中最小的力几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D几个力的合力一定大于这几个力中最大的力几个力的合力一定大于这几个力中最大的力解析：解析：合力可能大于分力，也可能小于分力或等于分合力可能大于分力，也可能小于分力或等于分力的大小，故力的大小，故C对对答案：答案：C13二、单项选择题二、单项选择题()(1116)11物体同时受
12、到同一个平面内三个共点力的作用，物体同时受到同一个平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是下列几组力的合力不可能为零的是()A5 N,7 N,8 N B5 N,2 N,3 NC1 N,5 N,10 N D10 N,10 N,10 N解析：A、B、D选项都满足任意两个力之和大于(或等于)第三个力的条件，而C选项较小的两个力之和仍小于最大的力，因此合力不可能为零故选C.答案：C14 (单选单选)如下图所示，拖拉机拉着耙耕地，拉力如下图所示，拖拉机拉着耙耕地，拉力F与与水平方向成水平方向成角，若将该力沿水平和竖直方向分解，则它角，若将该力沿水平和竖直方向分解，则它的水平分力为的水平分力
13、为()AFsin BFcosCFtan DFcot解析：由力的平行四边形定则，水平分力为Fcos.答案：B点评：熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律，是解决本题的根本15(单选单选)如图所示，细绳如图所示，细绳 OA和和OB悬挂着一物体悬挂着一物体P，细，细绳绳BO水平，那么关于细绳水平，那么关于细绳 AO和和BO拉力情况，下列判断正拉力情况，下列判断正确的是确的是()AOA绳拉力小于绳拉力小于OB绳的拉力绳的拉力BOA绳拉力大于绳拉力大于OB绳的拉力绳的拉力COA绳的拉力和绳的拉力和OB绳的拉力均小于重物绳的拉力均小于重物P的重力的重力DOA绳的拉力和绳的拉力和OB绳的拉力均大于
14、重物绳的拉力均大于重物P的重力的重力答案：答案：B16解析：受力分析如下图，FOA为直角三角形的斜边，大于直角边FOB，而FOA与FOB的合力与G等大反向，FOAG，由于角度未知，FOB与G无法比较答案：B点评：本题属于“应用”层次，考查受力分析的方法17(多选多选)下面关于力的说法中，正确的是下面关于力的说法中，正确的是()A合力小于任何一个分力是可能的合力小于任何一个分力是可能的B力的作用可以改变物体的运动状态力的作用可以改变物体的运动状态C物体在受到力作用的同时一定会对其它物体施力物体在受到力作用的同时一定会对其它物体施力D合力一定大于任何一个分力合力一定大于任何一个分力解析：合力可以大
15、于、等于或是小于其中某一分力，A正确，D错；力的作用效果有两条：改变物体的运动状态、改变物体的形状，B正确；力的作用是相互的，有受力物体，必有施力物体，C正确答案：ABC18(单选单选)(2010年天津学业水平测试年天津学业水平测试)如下图所示，在如下图所示，在“探探究求合力的方法究求合力的方法”实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板上的上的A点，另一端系上两条细绳，用两个弹簧秤分别钩住两点，另一端系上两条细绳，用两个弹簧秤分别钩住两条细绳的绳套，互成一定角度地拉橡皮条下列说法正确的条细绳的绳套，互成一定角度地拉橡皮条下列说法正确的是是()A两条细绳必须等长两
16、条细绳必须等长B两条细绳必须垂直两条细绳必须垂直C两个弹簧秆的拉力必须等大两个弹簧秆的拉力必须等大D两个弹簧秆必须贴近木板表面且与木板平面平行两个弹簧秆必须贴近木板表面且与木板平面平行答案：答案：D19解析：解析：实验中两分力不一定垂直，也不一定实验中两分力不一定垂直，也不一定等大，为了在纸上作图减小误差，两弹簧秤必须等大，为了在纸上作图减小误差，两弹簧秤必须贴近木板平面且与平面平行贴近木板平面且与平面平行答案：答案：D点评：点评：在这个实验中，用橡皮条在拉力作用在这个实验中，用橡皮条在拉力作用下发生的形变来反映力的作用效果，这个形变包下发生的形变来反映力的作用效果，这个形变包括伸长量和伸长方
17、向两项，伸长量反映橡皮条所括伸长量和伸长方向两项，伸长量反映橡皮条所受拉力的大小，伸长方向反映橡皮条所受拉力的受拉力的大小，伸长方向反映橡皮条所受拉力的方向方向201(单选单选)两个力大小分别为两个力大小分别为2 N和和4 N，作，作用方向在同一直线上，则它们的合力大小可能用方向在同一直线上，则它们的合力大小可能是是()A0 B6 NC7 N D8 N解析：同一直线上二个力的合力F，|F1-F2 | F F1F2，即2 NF6 N，故B对答案：B212(单选单选)(2010年广东佛山学业水平模拟年广东佛山学业水平模拟)两个共两个共点力的夹角点力的夹角固定不变，其合力为固定不变，其合力为F，当其
18、中一个力增大，当其中一个力增大时，下列说法正确的是时，下列说法正确的是( )AF一定增大一定增大BF可以不变可以不变CF可能增大，也可能减小可能增大，也可能减小D当当090，F一定减小一定减小C223(单选单选)一根轻绳能承受的最大拉力为一根轻绳能承受的最大拉力为G，现将一重量为，现将一重量为G的物体系在绳的中点，两手先的物体系在绳的中点，两手先并拢握住绳的两端，然后缓慢地左右对称分开，并拢握住绳的两端，然后缓慢地左右对称分开，若想绳不断，两绳间的夹角不能超过若想绳不断，两绳间的夹角不能超过()A45B60C120D135解析：物体受力如图所示，由几何知识，得：2Fcos G，FG，得60，即
19、两绳之间的夹角不能超过120，故正确答案为C.答案：C234(单选单选)(2010年广东水平测试年广东水平测试)如图所示，用如图所示，用力力F把木块紧压在竖直墙上不动，木块对墙的压力为把木块紧压在竖直墙上不动，木块对墙的压力为N，木块受到的摩擦力为，木块受到的摩擦力为f，受到的重力为，受到的重力为G，则，则()ANF BNFCfG DfG解析：在竖直方向由二力平衡条件得fG.答案：D24三、多项选择题三、多项选择题(1720)17如下图，某小孩从滑梯上滑下，其中在如下图，某小孩从滑梯上滑下，其中在BC段是匀段是匀速直线运动，忽略空气阻力对于这段匀速运动过程的受速直线运动，忽略空气阻力对于这段匀速运动过程的受力，下列说法正确的有力，下列说法正确的有()A小孩只受到重力与支持力的作用小孩只受到重力与支持力的作用B小孩只受到重力与摩擦力的作用小孩只受到重力与摩擦力的作用C小孩受到重力、支持力和摩擦力的作用小孩受到重力、支持力和摩擦力的作用D小孩受到的合外力为零小孩受到的合外力为零25解析：小孩匀速运动，合外力为零，必然受到重力、支持力、摩擦力共同作用故选CD.答案：CD26
