受力分析与正交分解法.ppt

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1、受力分析与受力分析与正交分解正交分解受力受力分析的一般步骤:分析的一般步骤:1、明确研究对象、明确研究对象,即明确分析哪个物体的受力情况。,即明确分析哪个物体的受力情况。1)不要找该物体施加给其它物体的力。)不要找该物体施加给其它物体的力。A研究对象是研究对象是A,只分析其他物只分析其他物体对体对A的作用力。的作用力。2)不要把作用在其它物体上的力错误的认为通过)不要把作用在其它物体上的力错误的认为通过“力的传递力的传递”作用在研究对象上。作用在研究对象上。研究对象为研究对象为C。ABCCGFFB2、隔离研究对象隔离研究对象。将研究对象从周围的物体中隔离出来,。将研究对象从周围的物体中隔离出来

2、,并分析周围有哪些物体对研究对象施加了力的作用。并分析周围有哪些物体对研究对象施加了力的作用。ABC假设我们分析物体假设我们分析物体A。AGAFA假设我们分析物体假设我们分析物体B。BGBFA FB假设我们分析物体假设我们分析物体C。CGCFCFB 3)要养成按步骤分析力的习惯。)要养成按步骤分析力的习惯。A.重力一定有重力一定有:作用点在物体的重心作用点在物体的重心.B.弹力看四周弹力看四周:看研究对象与跟其他物体有几个接触点看研究对象与跟其他物体有几个接触点(面面),某个点某个点(面面)若有挤压若有挤压,则画出弹力则画出弹力.C.摩擦力看接触面摩擦力看接触面:注意有弹力的接触面如果是不光滑

3、的注意有弹力的接触面如果是不光滑的,并且有相对运动或相对运动趋势时并且有相对运动或相对运动趋势时,则画出摩擦力则画出摩擦力.4)画完受力图后再做一番检查画完受力图后再做一番检查.A.检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,若没有施力若没有施力物体物体,则该力一定不存在则该力一定不存在.注意寻找施力物体是防止多力的有效措施。养成按步骤分析力的习惯是防止漏力的有效措施)养成按步骤分析力的习惯是防止漏力的有效措施)B.分析一下分析的结果能否使物体处于题目中所给的状态分析一下分析的结果能否使物体处于题目中所给的状态,否则必然发生了多力或漏力的现象否则必然发生了

4、多力或漏力的现象.(力和运动的一致性)(力和运动的一致性)ABFAGF5)如果一个力的方向难以确定如果一个力的方向难以确定,可用假设法进行分析可用假设法进行分析.先先假设这个力不存在假设这个力不存在,观察所研究的物体会发生怎样的运动观察所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向时然后审查这个力应在什么方向时,研究对象才能满足给定的研究对象才能满足给定的运动状态运动状态.ABF1)匀速时匀速时2)加速时)加速时木块静止在斜面上,分析木块静止在斜面上,分析木块木块和和斜面斜面的受力情况的受力情况.GmF1F2GMF1 F2 FMm例题一例题一:在水平桌面上叠放着木块:在水平桌面上叠放

5、着木块P和和Q,水平力水平力F推动两个推动两个木块做匀速直线运动,如图,下列说法正确的是(木块做匀速直线运动,如图,下列说法正确的是()A.P受到受到3个力的作用个力的作用,Q受受4个力的作用个力的作用.B.P受到受到2个力的作用个力的作用,Q受受5个力的作用个力的作用.C.P受到受到3个力的作用个力的作用,Q受受5个力的作用个力的作用.D.以上说法均不对以上说法均不对.VPQF分析分析:PQGPF1GQF1 F2FF3B 把物体受到的各个力沿两个互相把物体受到的各个力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法,叫力的垂直的方向进行分解的方法,叫力的正交分解法正交分解法2、正交分解法是一种很有用的方法

6、,尤其、正交分解法是一种很有用的方法,尤其适合于三个或三个以上共点力作用的情况。适合于三个或三个以上共点力作用的情况。一、定义:一、定义:1、目的:将力的合成化简为同向或反向或、目的:将力的合成化简为同向或反向或垂直方向。便于运用普通代数运算公式来解垂直方向。便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。决矢量的运算。二、利用正交分解法解题的一般步骤二、利用正交分解法解题的一般步骤 1 1、对物体进行受力分析;、对物体进行受力分析;2 2、建立直角坐标系、建立直角坐标系xoyxoy;建坐标系原则:建坐标系原则:、沿物体的运动方向和垂直于物体的、沿物体的运动方向和垂直于物体的 运动方向;运动方向;、

7、沿力的方向,使尽量多的力在坐标、沿力的方向,使尽量多的力在坐标轴上;轴上;C C、通常选共点力的作用点为坐标原点。、通常选共点力的作用点为坐标原点。二、利用正交分解法解题的一般步骤二、利用正交分解法解题的一般步骤 3 3、分别将不在坐标轴上的力投影到坐标、分别将不在坐标轴上的力投影到坐标轴上;轴上;4 4、用代数运算法分别求出所有在、用代数运算法分别求出所有在x x轴方向轴方向和和y y轴方向上的投影合力轴方向上的投影合力F Fx x 和和FyFy;5 5、最后根据平行四边形定则求得合力的大、最后根据平行四边形定则求得合力的大小和方向。小和方向。其中,Fx=Fx1+Fx2+Fx3+Fy=Fy1

8、+Fy2+Fy3+x xy yo o FX Fy F大小:大小:方向:方向:矢量相加注意:注意:若若F=0,则可推出得则可推出得Fx=0,Fy=0,这是处,这是处 理多个力作用下物体理多个力作用下物体平衡平衡问题的好办法,以后常问题的好办法,以后常常用到。常用到。(物体的平衡状态指:(物体的平衡状态指:静止状态或匀速直线运动静止状态或匀速直线运动 状态状态)例例1:光滑小球的质量为光滑小球的质量为3kg,放在倾放在倾角为角为30的斜面上,求小球对线的拉的斜面上,求小球对线的拉力和斜面的压力分别是多大?力和斜面的压力分别是多大?g=10m/s2GxyoTGyNGxGx=Gsin=TGy=Gcos

9、=Nyxo 练习:如图,氢气球被水平吹来的风吹成图示的练习:如图,氢气球被水平吹来的风吹成图示的情形,若测得绳子与水平面的夹角为情形,若测得绳子与水平面的夹角为37,已知气球受,已知气球受到空气的浮力为到空气的浮力为15N,忽略氢气球的重力,求:忽略氢气球的重力,求:氢气球受到的水平风力多大?氢气球受到的水平风力多大?绳子对氢气球的拉力多大?绳子对氢气球的拉力多大?风37FTsin37=15NFTcos37=F15NFTFTsin37FTcos37F例例2:如图所示,物体受到:如图所示,物体受到F1、F2和和F3的的作用,作用,F2与与F3的夹角为的夹角为1350,F1与与F3的的夹角为夹角为

10、1500,其中其中F3=10N,物体处于静止,物体处于静止状态,则状态,则F1和和F2的大小各为多少?的大小各为多少?x xy yo oF1F2F3F1XF1yF2XF2yX:F2X=F1X即:F2cos450=F1cos600Y:F2Y+F1Y=F3即:F2sin450+F1sin600=F3600450 推论(1):若物体受多个力作用而平衡,则其中任意一个力与其余力的合力一定大小相等,方向相反,且作用在同一直线上.推论(2):若一个物体受三个力而平衡,则三个力中任意两个力的合力必与第三个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上.若这三个力是非平行力,则三个力一定是共点力(三力交汇原理)如果将这三个力的矢量平移,则一定可以得到一个首尾相接的封闭三角形.用力的正交分解求解物体平衡问题用力的正交分解求解物体平衡问题2 2、建立直角坐标系。、建立直角坐标系。3 3、正交分解各力。(将各力分解到两个坐标轴上)、正交分解各力。(将各力分解到两个坐标轴上)4 4、物体平衡时各方向上合力为零、物体平衡时各方向上合力为零,分别写出分别写出x x 方向方向 和和y y 方向方程。方向方程。5 5、根据方程求解。、根据方程求解。1 1、画出物体的受力图。、画出物体的受力图。

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