词条 | 力的合成 |
释义 | 物理术语看了这个题目,有些人会说:“顾名思义,力的合成是几个力同时作用在一个物体上吧。”说是说顾名思义,但事实上也的确如此哦! 在大多数实际问题里,物体不只受到一个力,而是同时受到几个力。一个物体受到几个力共同作用的时候,我们常常可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力共同产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力。求两个或两个以上力的合力的过程或方法叫做力的合成。 物理定义几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力。 求两个或两个以上力的合力的过程叫做力的合成。 对于非共点力,常见的做法是将各个力移到一个公共作用点上,同时产生相应的弯矩(大小为被移动的力乘以公共点到力作用线的距离),之后再将力和弯矩分别合成。 数学应用两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这就叫做平行四边形定则(parallelogramrule)。 两个矢量合成时,以表示这两个矢量的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合矢量的大小和方向,这就叫做矢量的平行四边形定则。合矢量的头对一条分矢量的头,合矢量的尾对另一条分矢量的尾。 图中F1与F2夹角为α合力F与F1夹角为 θ 力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力。 如果有两个以上的共点力作用在物体上,我们也可以应用平行四边形定则求出它们的合力:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合进去,最后得到的结果就是这些力的合力。 根据力的平行四边形则作图,可以看出,力F1和F2的合力F的大小和方向随着F1和F2之间的夹角而变化。当夹角等于0度时,力F1和F2在同一直线上且方向相同,F=/F1/+/F2/(/为绝对值符号),合力的大小等于两个力的大小之和,合力的方向跟两个力的方向相同。当夹角等于180度时,力F1和F2在同一直线上但方向相反,F=F1-F2,合力的大小等于两个力的大小之差,合力的方向跟两个力中较大的那个力的方向相同。 力既有大小,又有方向,力的合成要遵守平行四边形定则。在物理学中,像这样的物理量叫做矢量,力是矢量,我们学过的位移,速度,加速度也是矢量。而长度、质量、时间、温度、能量,路程等物理量,只有大小,没有方向,在物理学中叫做标量。 力的平行四边形定则的推导其一:先用力F将橡皮筋拉至一定位置,再用两个不平行的力F1和F2将其拉至同一位置。则3个力的大小可以通过弹簧测力计读出。在纸上画出各个力的大小和方向,使其尾段相接,并连接箭头顶部,则会形成一个四边形。通过测量各边的长度并依据平行四边形的判定法则就可以证明此四边形为平行四边形。 其二: 设物体A只在F1的作用下在时间t内位移到点B 则AB=0.5at2;=0.5F1/m * t2; 物体A只在F2的作用下在时间t内位移到点C 则AC=0.5 F2/m*t2; 若F1和F2同时存在,则物体A将会位移到D (四边行ABCD为平行四边形) 而物体A若只受F3作用也能在时间t内位移到点D AD=0.5F/m * t2; AB:AC:AD=0.5F1/m * t2;:0.5 F2/m*t2;:0.5F3/m * t2;=F1:F2:F3=AS:AQ:AP 在用几何方法就可以证明四边形ASPQ为平行四边形 力的平行四边形定则以此得证 1.两分力大小不变时,夹角越大,合力越小 2合力大小的变化范围 F1+F2 ≥ F ≥ |F1-F2| 3力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力(结论) |
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