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标量和矢量的区别(力的合成知识点)

100次浏览     发布时间:2024-09-14 10:23:49    

1、矢量和标量

(1)矢量:既有大小有方向的物理,相加时遵循平行四边形定则。例如:力、位移、速度、加速度、动量电场、磁感应强度等。

(2)标量:只有大小没有方向的物理量,求和时按代数法则相加。例如:质量、时间、能量、动能、、机械能、内能、重力势能、电势能、核能、功等。

矢量大小比绝对值,标量大小比代数值。

F先变小,后反向变大再变小;Ep先变小后变大。

F(矢量)大小变化看绝对值,Ep(标量)大小变化看代数值。

☞电流有方向,但是是标量,符合代数运算法则。

2、合力与分力

(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力。

(2)关系:合力与分力是等效替代关系。

3、共点力:作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的几个力。

4、力的合成

(1)定义:求几个力的合力的过程。

(2)运算法则

①平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。

②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量。

(3)共点力合成的方法

①作图法

通常用在实验中,如验证平行四边形法则。

②解析法

通过几何知识进行计算。

③合力计算的几种特殊情况


甲图:两力垂直

乙图:两力大小相等

丙图:两力大小相等,夹角为120°。

问题与讨论

a.合力一定大于分力吗?

b.作用在不同物体上的力能进行合成吗?

提示:

a.合力可能大于分力,可能小于分力,也可能等于分力。

b.只有作用在同一物体上的共点力才能进行合成。

(4)共点力合成范围

①二力合成范围

|F₁一F₂|≤F合≤|F₁+F₂|

即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为F₁一F₂,当两力同向时,合力最大,为F₁+F₂。

②三力合成范围

a.最大值:三个力同向时,合力最大,为Fmax=F₁+F₂+F₃。

b.最小值:以这三个力的大小为边,如果能组成封闭的三角形,则合力的最小值为零,即F=0;如不能,则合力的最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力和的绝对值,Fmin=F₁一|F₂+F₃|(F₁为三个力中最大的力)。

例题:已知三个共点力的合力为零,则这三个力的大小可能为(B)

A.15N,5N,6N

B.3N,6N,4N

C.1N,2N,10N

D.1N,6N,3N

【解析】A选项:前二力合成范围〔10N,20N〕,6N不在此范围内,合力最小值为4N。

B选项:前二力合成范围〔3N,9N〕,6N在此范围内,合力最小值为0。

☞1.能构成封闭三角形的三个力合力为零;

2.先确定前二力合成范围,看第三力是否在此范围内。

[微观·易错判断]

(1)合力及其分力均为作用于同一物体上的力。(✓)

(2)合力及其分力可以同时作用在物体上。(×)

(3)几个力的共同作用效果可以用一个力来代替。(✓)

(4)在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则。(✓)

(5)两个力的合力一定比其分力大。(×)

(6)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形。(✓)

(7)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。(x)

例题:如图,

小英同学用两根一样长的绳子拴住一只钩码,拉住绳子两头使钩码悬停在空中,保持两手处于同一高度,起始时两绳间的夹角为150°,现将两绳间夹角慢慢减小到30°,则(AC)

A.两绳拉力逐渐减小

B.两绳拉力逐渐增大

C.两绳拉力可能与钩码重力相等D.两绳拉力的合力逐渐增大

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