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在高中學(xué)習(xí)階段,力學(xué)作為必考考點(diǎn)之一,在高考中所占的分值比重非常大,而且不容易理解。今天為大家?guī)淼氖橇Φ暮铣膳c分解,希望大家趕快記住哦!
力的合成與分解知識(shí)梳理
1、力的合成
利用一個(gè)力(合力)產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力(分力)共同作用產(chǎn)生的效果相同,而做的一種等效替代。力的合成必須遵循物體的同一性和力的同時(shí)性。
(1)合力和分力:如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的分力。
合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,即一個(gè)力若分解為兩個(gè)分力,在分析和計(jì)算時(shí),考慮了兩個(gè)分力的作用,就不可考慮這個(gè)力的作用效果了;反過來,若考慮了合力的效果,也就不能再去重復(fù)考慮各個(gè)分力的效果。
(2)共點(diǎn)力:物體同時(shí)受幾個(gè)力作用,如果這些力的作用線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。
如圖(a)所示,為一金屬桿置于光滑的半球形碗中。桿受重力及A、 B兩點(diǎn)的支持力三個(gè)力的作用;N1作用線過球心,N2作用線垂直于桿,當(dāng)桿在作用線共面的三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),這三力的作用線必匯于一點(diǎn),所以重力G的作用線必過 N1、N2的交點(diǎn)0;圖(b)為豎直墻面上掛一光滑球,它受三個(gè)力:重力、墻面彈力和懸線拉力,由于球光滑,它們的作用線必過球心。
(3)力的合成定則:
a、平行四邊形定則:求共點(diǎn)力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的線段為鄰邊作平行四邊形,它的對(duì)角線即表示合力的大小和方向,如圖a。
b、三角形定則:求F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的有向線段首尾相接,從F1的起點(diǎn)指向F2的末端的有向線段就表示合力F的大小和方向,如圖b。
2、力的分解
(1)在分解某個(gè)力時(shí),要根據(jù)這個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果或按問題的需要進(jìn)行分解;
(2)有確定解的條件:
①已知合力和兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大。(有唯一解)
②已知合力和一個(gè)分力的大小與方向,求另一個(gè)分力的大小和方向.(有一組解或兩組解)
③已知合力、一個(gè)分力F1的大小與另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大。(有兩個(gè)或唯一解)
(3)力的正交分解:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。利用力的正交分解法可以求幾個(gè)已知共點(diǎn)力的合力,它能使不同方向的矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為同一直線上的矢量運(yùn)算。
力的分解問題的關(guān)鍵是根據(jù)力的作用效果,畫出力的平行四邊形,接著就轉(zhuǎn)化為一個(gè)根據(jù)知邊角關(guān)系求解的幾何問題。
3、處理力的合成與分解問題的方法
a、力的圖示法:按力的圖示作平行四邊形,然后量出對(duì)角線的長(zhǎng)短并找出方向.
b、代數(shù)計(jì)算法:由正弦或余弦定理解三角形求解.
c、正交分解法:將各力沿互相垂直的方向先分解,然后求出各方向的合力,再合成.
d、多邊形法:將各力的首尾依次相連,由第一個(gè)力的始端指向最后一個(gè)力的尾端的有向線段表示合力的大小和方向.
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