合力和分力
如果幾個(gè)力共同作用在一個(gè)物體上,產(chǎn)生與單個(gè)力作用在物體上相同的療效,則這個(gè)力稱為這些力的合力,這幾個(gè)力稱為該一個(gè)力的分力。
合力與分力的關(guān)系是等價(jià)替代關(guān)系,即如果將一個(gè)力分解為兩個(gè)分力,并且在分析估計(jì)時(shí)考慮兩個(gè)分力的影響,則不能考慮該力的影響。
力量的綜合
求多個(gè)力的合力的過(guò)程稱為力的合成。
平行四邊形規(guī)則
當(dāng)兩個(gè)力合成時(shí),代表兩個(gè)力F1和F2的線段為平行四邊形的相鄰邊,相鄰兩條邊之間的對(duì)角線表示合力的大小和方向。 該定律稱為平行四邊形法則。
共點(diǎn)力
如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或多個(gè)力的作用,有時(shí)這些力共同作用在同一點(diǎn)上,或者看似不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn),這樣的一組力稱為公共點(diǎn)力。
這種力不但不作用在同一點(diǎn)上,而且它們的延長(zhǎng)線也不能交于一點(diǎn),所以這組力不是公共的點(diǎn)力。
力的合成的平行四邊形定律僅適用于公共點(diǎn)處的力。
組合力估計(jì)
(1) 合力的大小:若兩點(diǎn)力F1、F2的傾斜角度為θ,則根據(jù)正弦定律,合力的大小為:
合力的范圍為:|F1-F2|≤F≤F1+F2
力的分解
尋找其組成部分的過(guò)程是已知的力的正交分解法的基本過(guò)程,稱為力的分解。
向量乘法定律
力是一個(gè)矢量。 求兩個(gè)力的合力時(shí),應(yīng)根據(jù)平行四邊形法則確定合力的大小和方向,而不是簡(jiǎn)單地將兩個(gè)力的大小相乘。
從另一個(gè)角度來(lái)看,將兩個(gè)向量首尾相連求合成向量的方法稱為三角形法則。
力分解的估計(jì)
(1)分解某種力時(shí),應(yīng)根據(jù)該力所形成的實(shí)際療效或根據(jù)問(wèn)題的需要來(lái)分解。
(2) 確定解的條件
① 給定合力和兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大小。 (只有一種解決方案)
②已知合力和一個(gè)分力的大小和方向,求另一個(gè)分力的大小和方向。 (有一套或兩套解決方案)
③ 給定合力、一個(gè)分力F1的大小和另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小。 (有兩個(gè)或唯一的解決方案)
(3)力的正交分解:將已知的力沿相互垂直的兩個(gè)方向分解的方法。 強(qiáng)力正交分解法可以求出幾個(gè)已知公共點(diǎn)力的合力,可以將不同方向的矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為同一條直線上的矢量運(yùn)算。
力分解問(wèn)題的關(guān)鍵是根據(jù)力的作用畫出力的平行四邊形,然后將其轉(zhuǎn)化為根據(jù)已知邊和角之間的關(guān)系求解的幾何問(wèn)題。
如何處理力的合成與分解
力圖
根據(jù)受力圖作一個(gè)平行四邊形,然后測(cè)量對(duì)角線的長(zhǎng)度并找出方向。
代數(shù)估計(jì)
通過(guò)余弦或正弦定律求解三角形。
正交分解
首先將力沿相互垂直的方向分解,然后得到各個(gè)方向的合力,然后合成。 正確選擇笛卡爾坐標(biāo)系。 通常選擇共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn),以水平方向或物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向?yàn)閄軸,這樣可以將盡可能多的力放在坐標(biāo)軸上。
六邊形法
依次連接每個(gè)力的一端到另一端,從第一個(gè)力的起點(diǎn)到最后一個(gè)力的終點(diǎn)的有向線段表示合力的大小和方向。
矢量和標(biāo)量
既有大小又有方向力的正交分解法的基本過(guò)程,且其相對(duì)場(chǎng)遵循平行四邊形法則(或三角形法則)的數(shù)學(xué)量,稱為向量。
只有大小而沒(méi)有方向,求和時(shí)按照算術(shù)規(guī)則相乘的數(shù)學(xué)量稱為標(biāo)量。