本套課程為8年級物理專題-力的合成與分解教學視頻,這個章節是學習物理力學基礎核心課程,能否學好這個章節課程將影響后期力學學習。
.合力和力的合成:一個力產生的效果如果能跟原來幾個力共同作用產生的效果相同,這個力就叫那幾個力的合力,求幾個力的合力叫力的合成. 2.力的平行四邊形定則:求兩個互成角度的共點力的合力,可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形,合力的大小和方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示出來。
共點的兩個力F1,F2的合力F的大小,與它們的夾角θ(0≤θ≤π)有關,θ越大,合力越;θ越小,合力越大,合力可能比分力大,也可能比分力小,F1與F2同向時合力最大,F1與F2反向時合力最小,合力大小的取值范圍是|F1-F2|≤F≤(F1+F2)(當θ=120°時,合力=分力)
力的合成和分解 1.原則:等效替代。
用一個力等效代替幾個力叫力的合成,用幾個力等效代替一個力叫力的分解。 合力和分力是等效替代關系,即合力和分力的作用效果相同。
在對物體進行受力分析時,考慮了合力就不考慮分力,考慮了分力就不考慮合力,因為它們是等效替代關系。 2.方法:
平行四邊形法則、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法 3、力的合成
⑴.同一直線上兩力的合成 先規定正方向,轉化為代數運算。 同向兩力的合成:相加。(合力最大)
反向兩力的合成:大力減小力,合力方向與大力方向相同。(合力最小) 實質:規定正方向后,加上一個“負”的力。(《金版教程》P15)1 ⑵.互相垂直的兩力的合成:解直角三角形。
4、力的分解
⑴.斜面上重物的重力的分解: F1=mgsinθ F2=mgcosθ 注意:這種分解并不是絕對的。如圖。
分解力時,要根據力的實際作用效果來分。 ⑵.斜向上方(或斜向下方)的力的分解: F1=Fcosθ F2=Fsinθ
⑶.正交分解:正交分解法求合力,在解決多個力的合成時,有明顯的優點。在運用牛頓第二定律解題時常常用到。
建立直角坐標系,將力向兩個坐標軸分解,轉化為同一直線上的力的合成。 5.合力和分力的關系
①.合力與分力是從力對同一物體產生的作用效果相同來定義的,因此,作用在不同物體上的力,不能合成,因為它們的作用效果不會相同。
②.一個力被合力(或分力)替代后,本身不再參與計算,以免重復。 ③. 合力不一定大于分力。合力既可能大于分力,也可能等于或小于分力。
三.用平行四邊形法則解題
正交分解法是解決力學問題的基本方法,這種方法往往較繁瑣,要求有較好的數學功底,容易因粗心而出錯。
平行四邊形法則是一種較簡潔的解題方法。在解決三力作用下物體的平衡問題時,靈活運用此法可以使解題過程大大簡化。
平行四邊形法常常轉化為三角形法。
[例1]兩個共點力的合力與分力的關系是 [ ] A.合力大小一定等于兩個分力大小之和 B.合力大小一定大于兩個分力大小之和 C.合力大小一定小于兩個分力大小之和
D.合力大小一定大于一個分力的大小,小于另一個分力的大小
E.合力大小可能比兩個分力的大小都大,可能都小,也可能比一個分力大,比另一個分力小 [分析]因為兩個共點力合力的大小范圍是
所以情況B不可能,情況A、C、D不一定. [答]E.
[例2]大小為4N、7N和9N的三個共點力,它們的最大合力是多大?最小合力是多大? [誤解]當三個力同方向時,合力最大,此時,F合=20N。當4N、7N的兩個力同向且與9N的力方向相反時,合力最小,此時F合=2N。
[正確解答]當三個力同方向時,合力最大,合力最大值為F=F1+F2+F3=20N。
由于這三個力中任意兩個力的合力的最小值都小于第三個力,所以這三個力的合力的最小值為零。
[錯因分析與解題指導][誤解]在求三個共點力最小合力時,由于思維定勢的負作用,仍和求最大合力一樣,把三個力限定在一直線上考慮,從而導致錯誤。
共點的兩個力(F1,F2)的合力的取值范圍是|F1-F2|≤F合≤F1+F2。若第三個共點力的大小在這一范圍內,那么這三個力的合力可以為零。必須指出,矢量的正負號是用來表示矢量的方向的,比較兩個矢量的大小應比較這兩個矢量的絕對值,而不應比較這兩個力的代數值。
[例3]在同一平面上的三個共點力,它們之間的夾角都是120°,大小分別為20N、30N、40N,求這三個力的合力.
[分析]求兩個以上共點力的合力,可依次應用平行四邊形法則.為此可先求出F1、F2的合力F′,再求F′與F3的合力(圖1).由于需計算F′與F2的夾角θ,顯得較繁瑣.
比較方便的方法可以先分解、后合成——把F2分成20N+10N兩個力,F3分成20N+20N兩個力.因為同一平面內互成120°角的等大小的三個共點力的合力等于零,于是原題就簡化為沿F2方向一個10N的力(F′2)、沿F3方向一個20N的力(F′3)的合
.合力和力的合成:一個力產生的效果如果能跟原來幾個力共同作用產生的效果相同,這個力就叫那幾個力的合力,求幾個力的合力叫力的合成. 2.力的平行四邊形定則:求兩個互成角度的共點力的合力,可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形,合力的大小和方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示出來。
共點的兩個力F1,F2的合力F的大小,與它們的夾角θ(0≤θ≤π)有關,θ越大,合力越;θ越小,合力越大,合力可能比分力大,也可能比分力小,F1與F2同向時合力最大,F1與F2反向時合力最小,合力大小的取值范圍是|F1-F2|≤F≤(F1+F2)(當θ=120°時,合力=分力)
力的合成和分解 1.原則:等效替代。
用一個力等效代替幾個力叫力的合成,用幾個力等效代替一個力叫力的分解。 合力和分力是等效替代關系,即合力和分力的作用效果相同。
在對物體進行受力分析時,考慮了合力就不考慮分力,考慮了分力就不考慮合力,因為它們是等效替代關系。 2.方法:
平行四邊形法則、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法 3、力的合成
⑴.同一直線上兩力的合成 先規定正方向,轉化為代數運算。 同向兩力的合成:相加。(合力最大)
反向兩力的合成:大力減小力,合力方向與大力方向相同。(合力最小) 實質:規定正方向后,加上一個“負”的力。(《金版教程》P15)1 ⑵.互相垂直的兩力的合成:解直角三角形。
4、力的分解
⑴.斜面上重物的重力的分解: F1=mgsinθ F2=mgcosθ 注意:這種分解并不是絕對的。如圖。
分解力時,要根據力的實際作用效果來分。 ⑵.斜向上方(或斜向下方)的力的分解: F1=Fcosθ F2=Fsinθ
⑶.正交分解:正交分解法求合力,在解決多個力的合成時,有明顯的優點。在運用牛頓第二定律解題時常常用到。
建立直角坐標系,將力向兩個坐標軸分解,轉化為同一直線上的力的合成。 5.合力和分力的關系
①.合力與分力是從力對同一物體產生的作用效果相同來定義的,因此,作用在不同物體上的力,不能合成,因為它們的作用效果不會相同。
②.一個力被合力(或分力)替代后,本身不再參與計算,以免重復。 ③. 合力不一定大于分力。合力既可能大于分力,也可能等于或小于分力。
三.用平行四邊形法則解題
正交分解法是解決力學問題的基本方法,這種方法往往較繁瑣,要求有較好的數學功底,容易因粗心而出錯。
平行四邊形法則是一種較簡潔的解題方法。在解決三力作用下物體的平衡問題時,靈活運用此法可以使解題過程大大簡化。
平行四邊形法常常轉化為三角形法。
[例1]兩個共點力的合力與分力的關系是 [ ] A.合力大小一定等于兩個分力大小之和 B.合力大小一定大于兩個分力大小之和 C.合力大小一定小于兩個分力大小之和
D.合力大小一定大于一個分力的大小,小于另一個分力的大小
E.合力大小可能比兩個分力的大小都大,可能都小,也可能比一個分力大,比另一個分力小 [分析]因為兩個共點力合力的大小范圍是
所以情況B不可能,情況A、C、D不一定. [答]E.
[例2]大小為4N、7N和9N的三個共點力,它們的最大合力是多大?最小合力是多大? [誤解]當三個力同方向時,合力最大,此時,F合=20N。當4N、7N的兩個力同向且與9N的力方向相反時,合力最小,此時F合=2N。
[正確解答]當三個力同方向時,合力最大,合力最大值為F=F1+F2+F3=20N。
由于這三個力中任意兩個力的合力的最小值都小于第三個力,所以這三個力的合力的最小值為零。
[錯因分析與解題指導][誤解]在求三個共點力最小合力時,由于思維定勢的負作用,仍和求最大合力一樣,把三個力限定在一直線上考慮,從而導致錯誤。
共點的兩個力(F1,F2)的合力的取值范圍是|F1-F2|≤F合≤F1+F2。若第三個共點力的大小在這一范圍內,那么這三個力的合力可以為零。必須指出,矢量的正負號是用來表示矢量的方向的,比較兩個矢量的大小應比較這兩個矢量的絕對值,而不應比較這兩個力的代數值。
[例3]在同一平面上的三個共點力,它們之間的夾角都是120°,大小分別為20N、30N、40N,求這三個力的合力.
[分析]求兩個以上共點力的合力,可依次應用平行四邊形法則.為此可先求出F1、F2的合力F′,再求F′與F3的合力(圖1).由于需計算F′與F2的夾角θ,顯得較繁瑣.
比較方便的方法可以先分解、后合成——把F2分成20N+10N兩個力,F3分成20N+20N兩個力.因為同一平面內互成120°角的等大小的三個共點力的合力等于零,于是原題就簡化為沿F2方向一個10N的力(F′2)、沿F3方向一個20N的力(F′3)的合