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{教育管理}高物理学力的 合成和分解概述 §2 力的合成和分解 教学目标： 1 ．理解合力、分力的概念，掌握矢量合成的平行四边形定则。 2 ．能够运用平行四边形定则或力三角形定则解决力的合成与分解问题。 3 ．进一步熟悉受力分析的基本方法，培养学生处理力学问题的基本技能。 教学重点：力的平行四边形定则 教学难点：受力分析 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、标量和矢量 1 ．将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题的思想。 2 ．矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则：标量用代数法；矢量用平行四边 形定则或三角形定则。 矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则）。平行四边形定则实质上 是一种等效替换的方法。一个矢量（合矢量）的作用效果和另外几个矢量（分矢量）共同作用的 效果相同，就可以用这一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改 变原来的作用效果。 3 ．同一直线上矢量的合成可转为代数法，即规定某一方向为正方向。与正方向相同的物理 量用正号代入．相反的用负号代入，然后求代数和，最后结果的正、负体现了方向，但有些物理 量虽也有正负之分，运算法则也一样．但不能认为是矢量，最后结果的正负也不表示方向如：功、 重力势能、电势能、电势等。 二、力的合成与分解 力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。 合成与分解是为了研究问题的方便而引人的一种方法．用合力来代替几个力时必须把合力与 各分力脱钩，即考虑合力则不能考虑分力，同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力。 1 ．力的合成 （1）力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作 用，这个力就是那几个力的“等效力” （合力）。力的平行四边形定则是运用“等效”观点，通 过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。 （2）平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个有用的推论：如 果 n 个力首尾相接组成一个封闭多边形，则 F F 1 F F 1 这 n 个力的合力为零。 （3）共点的两个力合力的大小范围是 O F2 O F2 |F －F |≤F ≤F ＋F 1 2 合 1 2 （课件演示） （4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零。 【例1】物体受到互相垂直的两个力 F 、F 的作用，若两力大小分别为 5N 、５N ，求这两个 1 2 力的合力． 解析：根据平行四边形定则作出平行四边形，如图所示，由于 F 、F 相互垂直，所以作出的 1 2 平行四边形为矩形，对角线分成的两个三角形为直角三角形，由勾股定理得： N=10N 合力的方向与 F 的夹角θ为： 1 θ＝30° 点评：今后我们遇到的求合力的问题，多数都用计算法，即根据平行四边形定则作出平行四 边形后，通过解其中的三角形求合力．在这种情况下作的是示意图，不需要很严格，但要规范， 明确哪些该画实线，哪些该画虚线，箭头应标在什么位置等． 【例2】如图甲所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200N ，两力之间 的夹角为 60°，求这两个拉力的合力． 解析：根据平行四边形定则，作出示意图乙，它是一个菱形，我们可以利用其对角线垂直平 分，通过解其中的直角三角形求合力． N=346N 合力与 F 、F 的夹角均为 30°． 1 2 点评： （1）求矢量时