湖南师大附中高二物理力的合成与分解物体的平衡课件新人教版

1、 力的合成与分解力的合成与分解共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡静力学复习第二单元静力学复习第二单元一、合力与分力的关系一、合力与分力的关系1. 等效关系:合力与它的分力产生的作用效果完全相同.2. 满足力的平行四边形定则:对角线对应合力合力、两邻边对应两分力两分力(它还可衍生三角形定则).3. 可相互替代:在研究力的作用效果时可以相互替代,体现了等效等效思想.(1)用合力替代分力,要用到力的合成合成;(2)用分力替代合力,要用到力的分解分解.二、合力公式及其推论（已知二、合力公式及其推论（已知F F1 1、F F2 2及及 ）合力公式及推论： F三、力的分解三、力的分解( (已知合

2、力求分力的大已知合力求分力的大小与方向小与方向) )1. 1. 力的有效分解的原则力的有效分解的原则: :由合力产生由合力产生的实际效果的实际效果确定分力的方向确定分力的方向, ,由由平行四边平行四边形定则形定则确定分力的大小确定分力的大小. .2. 2. 力的分解的三种类型力的分解的三种类型: (1): (1)已知合已知合力和两个分力的方向力和两个分力的方向, ,求两个分力的大小求两个分力的大小. .3. 3. 力的正交分解法力的正交分解法: :将已知力按互相将已知力按互相垂直垂直的两个方向进行分解的方法的两个方向进行分解的方法. .其目的其目的是将不同方向的矢量运算简化为同一直是将不同方向

3、的矢量运算简化为同一直线上的线上的代数代数运算运算. .力的合成法则：力的合成法则：F平行四边形定则平行四边形定则F2F1FF1F2三角形定则三角形定则注：注：（1）只有同一物体受到的力才能合成，只有同一物体受到的力才能合成，将两个力将两个力 合成的结果是唯一的，合成的结果是唯一的，合力与其两分力共面、共合力与其两分力共面、共点。点。 (2)(2)合力与分力始终可以组成一个封闭的矢量三合力与分力始终可以组成一个封闭的矢量三角形角形1、如图所示，木块重如图所示，木块重60 N，放在倾角，放在倾角=37的斜面上，用的斜面上，用F=10 N的水平力推的水平力推木块，木块恰能沿斜面匀速下滑，求：木块，

4、木块恰能沿斜面匀速下滑，求：(1)木块与斜面间的摩擦力大小；木块与斜面间的摩擦力大小； (2)木块与斜面间的动摩擦因数木块与斜面间的动摩擦因数.(sin37=0.6，cos37=0.8)力的分解方法力的分解方法FF1F2FF1F2注：力的分解的结果不一定唯一。注：力的分解的结果不一定唯一。平行四边形定则平行四边形定则三角形定则三角形定则将一个实际将一个实际力的分解原则力的分解原则（1）按力的实际作用效果分解）按力的实际作用效果分解（2）按解题需要分解）按解题需要分解（3）正交分解）正交分解xyFxFy正交分解正交分解F2. 2. 如右图所示，物体静止如右图所示，物体静止于光滑的水平面上，力于光

5、滑的水平面上，力F F作作用于物体用于物体O O点，现要使合力点，现要使合力沿着沿着OOOO方向，那么，必方向，那么，必须同时再加一个力须同时再加一个力F F，这，这个力的最小值是个力的最小值是( )( )B FcosB. Fsin C. FtanD. Fcot一、物体受共点力作用下的平衡一、物体受共点力作用下的平衡平衡标志：平衡标志：物体的加速度为物体的加速度为0 0（物体处于静止（物体处于静止或匀速直线运动状态叫做或匀速直线运动状态叫做平衡平衡状态）状态）. .平衡条件：平衡条件：作用在物体上的合外力作用在物体上的合外力F F合合= =0 0，它，它有如下推论：有如下推论：(1)(1)沿任

6、意方向，物体的合分力为沿任意方向，物体的合分力为0 0. .(2)(2)若将物体的受力正交分解，则有若将物体的受力正交分解，则有(3(3）若受两力处于平衡状态，则两个力大小）若受两力处于平衡状态，则两个力大小相等、方向相反相等、方向相反. .解题方法：解题方法： (1(1）物体受二力作用）物体受二力作用: :利用二力平衡条件利用二力平衡条件解答解答. .(2(2）物体受三力作用）物体受三力作用: :常用有合成法、正常用有合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、力交分解法、效果分解法、三角形法、力矩平衡法等解法矩平衡法等解法, ,还可考虑用余弦定理、还可考虑用余弦定理、拉密定理、正弦定理等方法

7、求解拉密定理、正弦定理等方法求解. .(3)(3)物体受三个以上力作用物体受三个以上力作用: : 常用正交分常用正交分解法解法。例例:如图如图,光滑半球形容器固定在水平面光滑半球形容器固定在水平面上上,O为球心为球心,一质量为一质量为m的小滑块的小滑块,在水平在水平力力F的作用下静止的作用下静止P点点,设滑块所受支持力设滑块所受支持力为为FN,OF与水平方向的夹角为与水平方向的夹角为0下列关系下列关系正确的是（正确的是（ ）A(4)(4)若受三个力作用而处于平衡状态，若受三个力作用而处于平衡状态， 则其则其中任意两个力的合力与第三个力大小中任意两个力的合力与第三个力大小相等相等、方向、方向相反

8、相反，且这三个力首尾相接构成，且这三个力首尾相接构成封闭封闭式三角形式三角形. .(5)(5)若受若受N N个作用力而处于平衡状态，则其中个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余任意一个力与其余N N-1-1个力的合力大小个力的合力大小相等相等、方向、方向相反相反，且这，且这N N个力首尾相接构成个力首尾相接构成封闭封闭式多边形式多边形. .(6)(6)如果物体受三个不平行外力作用而平衡如果物体受三个不平行外力作用而平衡, ,这三个力的作用线必在同一平面上，而且必为这三个力的作用线必在同一平面上，而且必为共共点点力力. .解题方法：解题方法： (1 (1）物体受二力作用）物体受二力作用:

9、 :利用二力利用二力平衡条件解答平衡条件解答. .3、如图所示，一个重为、如图所示，一个重为G的球放在的球放在光滑斜面上，斜面倾角为光滑斜面上，斜面倾角为，在斜面，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住，上有一光滑的不计厚度的木板挡住，使之处于静止状态，今使板与斜面使之处于静止状态，今使板与斜面夹角夹角缓慢增大，问：缓慢增大，问：在此过程中，球对在此过程中，球对挡板、斜面的挡板、斜面的压力如何变化？压力如何变化？ 4 4、光滑的半球固定在水平地面上，球心、光滑的半球固定在水平地面上，球心正上方有一滑轮，轻绳的一端系一小球正上方有一滑轮，轻绳的一端系一小球靠在半球上，另一端绕过定滑轮后用力靠在半球

10、上，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图拉住，使小球静止，如图3 3所示，现缓慢所示，现缓慢地拉绳，在使小球沿地拉绳，在使小球沿球面上移过程中，半球面上移过程中，半球对小球的支持力球对小球的支持力N N和和绳对小球的拉力绳对小球的拉力T T的大的大小变化情况如何？小变化情况如何？ 5 5如图所示，轻杆如图所示，轻杆OPOP可绕可绕O O轴在竖直轴在竖直平面内自由转动，平面内自由转动，P P端挂一重物，另端挂一重物，另用一轻绳通过滑轮系住用一轻绳通过滑轮系住P P端当端当OPOP和和竖直方向间的夹角竖直方向间的夹角缓慢增大时（缓慢增大时（0 0180180），则），则OPOP杆所受作用力

11、杆所受作用力的大小的大小 ( () ) A A恒定不变恒定不变 B B逐渐增大逐渐增大 C C逐渐减小逐渐减小 D D先增大、后减小先增大、后减小6,半圆柱体半圆柱体P放在粗糙的水平地面上放在粗糙的水平地面上,其右端其右端有一竖直放置的光滑档板有一竖直放置的光滑档板MN,在半圆柱体在半圆柱体P和和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整整个装置处于静止个装置处于静止, 图示是这个装置的截面图图示是这个装置的截面图,现使现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移保持竖直并且缓慢地向右平移,在在Q滑落到地面之前滑落到地面之前,发现发现P始终保持静止始终保持静止,则在此则在此过

12、程中过程中,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A,MN对对Q的弹力逐渐减小的弹力逐渐减小B,地面对地面对P的支持力逐渐增大的支持力逐渐增大C,Q所受的合力逐渐增大所受的合力逐渐增大D,地面对地面对P的摩擦力逐渐增大的摩擦力逐渐增大 M N Q P D7,一根弹性细绳原长为一根弹性细绳原长为l,劲度系数为劲度系数为k,将将其一端穿过一个光滑小孔其一端穿过一个光滑小孔O(其在水平地其在水平地面上的投影点为面上的投影点为O),系在一个质量为系在一个质量为m的的滑块滑块A上上,A放在水平地面上放在水平地面上.小孔小孔O离绳离绳固定端的竖直距离为固定端的竖直距离为l,离水平地面高度为离水平地面高度为h（hmg/k）,滑块滑块A与水平地面间的最与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的大静摩擦力为正压力的倍问：倍问：（1）当滑块与）当滑块与O点距离为点距离为r时，弹性细时，弹性细绳对滑块绳对滑块A的拉力为多大？的拉力为