常见的力、力的合成与分解

  • 作者:《子路教育网》
  • 发布时间:2018-09-11 21:43:38
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摘要:力是物理学中重要的组成部分,无论是初中还是高中物理阶段,力的学习都是重点。在高中时期,力的学习内容与深度都发生了改变。无论怎样学习,物理公式


  力是物理学中重要的组成部分,无论是初中还是高中物理阶段,力的学习都是重点。在高中时期,力的学习内容与深度都发生了改变。无论怎样学习,物理公式一定要掌握。


  力(常见的力、力的合成与分解)


  (1)常见的力

  1.重力G=mg(方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)

  2.胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}

  3.滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}

  4.静摩擦力0≤f静f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)

  5.万有引力F=GM1M2R2F=GM1M2R2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上)

  6.静电力F=kQ1Q2r2F=kQ1Q2r2(k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)

  7.电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)

  8.安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)

  9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)

  注:

  (1)劲度系数k由弹簧自身决定;

  (2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;

  (3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;

  (4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向);

  (5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);

  (6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。

  2)力的合成与分解

  1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)

  2.互成角度力的合成:

  F2=F21+F22+2F1F2cosαF2=F12+F22+2F1F2cosα(余弦定理)F1⊥F2时:F2=(F21+F22)F2=(F12+F22)

  3.合力大小范围:|F1−F2|≤F≤|F1+F2||F1−F2|≤F≤|F1+F2|

  4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tanβ=FyFxtanβ=FyFx)

  注:

  (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;

  (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;

  (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;

  (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;

  (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。