用圖解法巧解力的合成與分解.ppt

用圖解法巧解力的合成與分解,在分析力的合成與分解問題的動態(tài)變化時，用公式法討論有時很繁瑣，而用作圖法解決就比較直觀、簡單，但學生往往沒有領會作圖法的實質和技巧，或平時對作圖法重視不夠，導致解題時存在諸多問題下面結合實例用圖解法來探究力的合成與分解問題的動態(tài)變化,例1 如圖1所示，物體在沿粗糙斜 面向上的拉力F作用下處于靜止狀態(tài) 當F逐漸增大到物體即將相對于斜面 向上運動的過程中，斜面對物體的作用力可能 ( ) A逐漸增大 B逐漸減小 C先增大后減小 D先減小后增大,圖1,解析 因為初始狀態(tài)拉力F的大 小未知，所以斜面對物體的摩擦 力大小和方向未知，故在F逐漸增 大的過程中，斜面對物體的作用 圖2 力的變化存在多種可能斜面對物體的作用力是斜面對物體的支持力與摩擦力的合力因為物體始終保持靜止狀態(tài)，所以斜面對物體的作用力和物體重力G與拉力F的合力是平衡力因此，判斷斜面對物體的作用力的變化就轉化為分析物體的重力G和拉力F的合力的變化物體的重力G和拉力F的合力的變化如圖2所示,由圖可知，當初始狀態(tài)FGsin時，隨著拉力F逐漸增大，F(xiàn)合逐漸增大，斜面對物體的作用力也逐漸增大，選項A正確當初始狀態(tài)FGsin時，隨著拉力F逐漸增大，F(xiàn)合先減小后增大，斜面對物體的作用力也先減小后增大，選項D正確,答案 AD,名師歸納 本題屬于探究兩個分力的夾角()不變，當其中一個力的大小和方向不變，另一個力增大時，合力F合的變化情況通過分析知，當90時，F(xiàn)合隨著其中一個力的增大而增大當90時，F(xiàn)合的變化情況比較復雜，其中F合和增大的那個力的方向垂直時，F(xiàn)合有最小值,答案 AC,名師歸納 F和F1、F2組成閉合三角形，在F1和F的夾角保持不變時，若F2Fsin，則有惟一解；若F2Fsin，則有兩個解；若F2Fsin，則無解,例3 如圖4所示，用細繩系住放 在傾角為的光滑斜面上的球，當 細繩由水平方向緩慢向上偏移至豎 圖4 直方向的過程中，細繩上的拉力將 ( ) A逐漸增大 B逐漸減小 C先增大后減小 D先減小后增大,解析 球的重力有兩個效果，即拉 細繩和壓斜面用圖解法分析該題， 作出力的分解圖示如圖5所示由圖 可知，當細繩由水平方向逐漸向上偏 移至豎直方向時，細繩上的拉力F2將 圖5 先減小后增大，當F2和F1的方向垂直時，F(xiàn)2有極小值；而球 對斜面的壓力F1逐漸減小故選項D正確,答案 D,名師歸納 本題是把一個力(G)分解為兩個分力(F1、F2)的典型問題，其特點是一個分力(F1)的方向不變，大小可變；而另一個分力的大小和方向都可變通過以上分析可知，大小和方向都可變的分力(F2)的大小往往存在極值，且F2F1時，F(xiàn)2有極小值；而方向不變、大小可變的力(F1)是單調(diào)變化的要特別關注的是，我們所研究的過程是否包含極值狀態(tài)，即F2F1的狀態(tài)例如當細繩由沿斜面向上順時針緩慢偏移至豎直方向的過程中，細繩上的拉力就逐漸增大，而不能認為先減小再增大,例4 如圖6所示，在“共點力合 成”的實驗中，橡皮條一端固定于 P點，另一端連接兩個彈簧測力計， 分別用F1和F2拉兩個彈簧測力計， 圖6 將這端的結點拉至O點現(xiàn)讓F1大小不變，方向沿順時針方向轉動某一角度，要使這端的結點仍位于O點，則關于F2的大小和圖中的角，下列說法中正確的是 ( ) A增大F2的同時增大角 B增大F2的同時減小角 C增大F2而保持角不變 D減小F2的同時增大角,解析 依題意知，在F2和角變 化的過程中，F(xiàn)1和F2的合力不變 又因為F1大小不變，所以以結點O 為圓心，以F1的大小為半徑畫圓， 圖7 作出三力的矢量圖如圖7所示由圖可知，當角增大時，F(xiàn)2一定增大，而180的變化比較復雜當F1F2時，有最大值，就有最小值當初始狀態(tài)90時，隨著角的增大，減小，增大，故選項A正確；當初始,狀態(tài)90時，若F1沿順時針方向轉動且保持90，隨著角的增大，增大，減小，故選項B正確；當初始狀態(tài)90時，若F1沿順時針方向轉動且使90，初態(tài)和末態(tài)的相等，則也相等，此時選項C正確,答案 ABC,名師歸納 本題是把一個力分解為兩個分力的又一典型問題，其特