高一物理力的合成与分解基础知识讲解
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高一物理力的分解与合成知识点总结力的分解与合成是高一物理学习中力学的基础内容,下面是店铺给大家带来的高一物理力的分解与合成知识点总结,希望对你有帮助。
高一物理力的分解知识点(1)力的分解求一个力的分力叫做力的分解。
力的分解同样遵循力的平行四边形定则。
(2)矢量和标量1)既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量。
2)只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量叫做标量。
(3)力的正交分解法1)将一个力分解为相互垂直的两手分力的分解方法叫做力的正交分解法。
如图所示,将力F沿x轴和y轴两个方向分解,则2)力的正交分解的优点在于:借助数学中的直角坐标系对力进行描述,几何图形是直角三角形,关系简单、计算简便,因此在很多问题中,常把一个力分解为相互垂直的两个力。
特别是物体受多个力作用求合力时,把物体所受的不同方向的各个力都分解到相互垂直的两个方向上去,然后再分别求每个方向上的分力的代数和,这样就把复杂的矢量运算转化成了简单的代数运算,最后再求两个互成角的力的合力就简便多了。
高一物理力的合成知识点(1)合力与分力当一个物体受到几个力的共同作用时,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的共同效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
(2)力的合成求几个力的合力的过程或求合力的方法,叫做力的合成。
(3)平行四边形定则两个力合成时,以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代表合力的大小和方向,这个法则叫做平行四边形定则。
(4)共点力如果一个物体受到两个或更多力的作用,有些情况下这些力共同作用在同一个点上,或者虽不作用在同一个点上,但它们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力。
(5)合力与分力的关系合力与分力是等效替代关系。
高一物理学习方法一、要善于观察,将实际与理论相结合物理学得比较好的同学,大多是勤于观察,善于观察的。
必修一物理力的分解合成知识点
必修一物理力的分解合成知识点包括以下几个方面:
1. 力的合成:当多个力作用于同一个物体时,可以将这些力按照大小和方向进行合成,得到合力。
合力的大小等于各个力大小的矢量和,合力的方向与各个力的方向相同或
相反,取决于各个力的大小和方向。
合力可以通过几何法、分解法或向量法进行计算。
2. 力的分解:当一个力作用于物体上时,可以将这个力分解为两个或多个分力,分力
的方向可以任意选择,但它们的合力必须等于原力。
分力的大小和方向可以通过三角
函数(如正弦、余弦)来计算。
3. 平行力的合成与分解:当多个平行力作用于同一个物体时,可以将这些力按照大小
和方向进行合成或分解。
平行力的合力等于各个力大小的代数和,方向与各个力的方
向相同或相反。
分解平行力时,可以根据力的大小和方向,按照比例关系将力分解为
若干个平行力的合力。
4. 力的分解中的特殊情况:在力的分解过程中,有几种特殊情况需要特别注意。
如力
的分解角度为45度时,分解的两个力大小相等;如果力的方向与坐标轴平行或垂直时,分解的力具有特殊的形式。
5. 力的分解与合成在实际问题中的应用:力的分解与合成经常应用于实际问题的求解中。
例如,可以将一个斜面上的重力分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力;
可以将一个物体沿斜面下滑的摩擦力分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力等。
以上是必修一物理力的分解合成的一些基本知识点,通过掌握这些知识点,可以更好
地理解力的作用与分析,并能够解决实际问题中与力有关的计算与推理。
高一物理力的合成与分解及其应用在物理学中,力的合成与分解是一种基本的运算方法,用于求解在不同方向作用的力的和或分解。
它对于解决各种力学问题以及应用于现实生活中的情况具有重要意义。
本文将介绍力的合成与分解的原理、方法,并探讨其在日常生活和工程设计中的应用。
一、力的合成与分解的基本原理力的合成与分解是将多个力按照一定规则合成或分解成一个力的运算方法。
在物理学中,力是矢量量,不仅有大小,还有方向。
因此,对于多个力的叠加,必须考虑它们的大小和方向。
力的合成原理:对于两个力F1和F2,它们的合力F的大小等于两个力大小的矢量和的大小,方向等于两个力顺次相加的方向。
即 F =F1 + F2。
力的分解原理:对于一个力F,可以将其分解成两个大小方向不同的力F1和F2,使得它们的矢量和等于原力F。
根据三角函数的性质,可以得到F = √(F1² + F2²)。
二、力的合成与分解的方法1. 力的合成方法:(1) 图解法:根据力的大小和方向,在纸上绘制力的矢量,然后按照力的顺序连接这些矢量,最终连接成一个合力的矢量。
(2) 代数法:将力的矢量用坐标系表示,然后将两个力的矢量根据坐标相加,得到合力的矢量。
2. 力的分解方法:(1) 正弦定理:将原力F分解成两个力F1和F2,满足F1 = F * sinθ,F2 = F * cosθ。
其中θ是原力F与水平方向的夹角。
(2) 余弦定理:将原力F分解成两个力F1和F2,满足F1 = F * cosθ,F2 = F * sinθ。
其中θ是原力F与水平方向的夹角。
三、力的合成与分解在日常生活中的应用1. 平衡力的计算:在日常生活中,经常需要求解平衡力的大小和方向。
通过力的合成与分解,可以方便地计算出平衡力的值,从而了解物体的平衡状态。
2. 斜面问题的解决:在设计斜面、坡道等结构时,需要考虑承受的力和支撑的能力。
通过力的分解,可以确定斜面上的力大小和方向,进而优化设计。
高一物理必修一第三章力的合成和分解知识点力的合成和分解是考试中的常考点,为您提供的是高一物理必修一第三章力的合成和分解知识点,希望对你有帮助!力的合成和分解1、标量和矢量:(1)将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题.(2)矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则.(3)同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的物理量用正号代人,相反的用负号代人,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等.2、力的合成与分解:(1)合力与分力(2)共点力的合成:1、共点力几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、力的合成方法求几个已知力的合力叫做力的合成。
互成θ角——用力的平行四边形定则3、平行四边形定则:两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
求F、的合力公式:(3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力(4)两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
注意事项:(1)力的合成与分解,体现了用等效的方法研究物理问题.(2)合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法,用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力,而不能同时考虑合力.(3)共点的两个力合力的大小范围是|F1-F2|≤F合≤Fl+F2.(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零.(5)力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果,按实际效果来分解.(6)力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力(某一方向的合力或总的合力).易错现象:1.对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性2.不能按力的作用效果正确分解力3.没有掌握正交分解的基本方法高一物理必修一第三章力的合成和分解知识点全部内容就是这些,更多内容请关注!。
高一物理合力分力知识点高一物理:合力与分力知识点引言:物理学作为自然科学的一门学科,研究了自然界中各种物质的基本规律和相互作用过程。
在高中物理课程中,合力与分力是非常基础且重要的知识点之一。
本文将对合力和分力进行详细的介绍和解释,帮助高一学生更好地理解这一概念。
一. 合力的概念和计算方法合力指的是多个力作用在同一个物体上时,产生的总效果力的性质。
合力的计算方法可以采用几何法、分解法和正交法等多种方法。
1. 几何法几何法是一种直观的计算合力的方法。
通过将各个力按照大小和方向画成箭头在平面直角坐标系中表示出来,然后将这些箭头首尾相接,最后连接首位两个箭头的连线即为合力的大小和方向。
分解法是一种常用且实用的计算合力的方法。
通过将合力分解为多个垂直方向的力,再计算每个分力的大小和方向,最后将这些分力的效果叠加起来得到合力。
3. 正交法正交法也是一种常用的计算合力的方法。
通过将合力和一个已知力按照某个角度夹持在一起,然后通过三角函数的关系来计算合力的大小和方向。
二. 分力的概念和计算方法分力指的是一个力的作用在物体上产生的效果力。
在物体上的任何一个点上,受到的合力可以分解为多个力的合成。
分力的计算方法可以采用合力法和几何法等多种方法。
1. 合力法合力法是一种简单的计算分力的方法。
通过已知合力的大小和方向,以及物体上的某个点,利用力的平行四边形法则或三角形法则,可以求出分力的大小和方向。
几何法也是一种直观的计算分力的方法。
通过已知分力的大小和方向,在平面直角坐标系中将各个力按照大小和方向画成箭头表示,然后将这些箭头首尾相接,最后连接首位两个箭头的连线即为合力的大小和方向。
三. 合力与分力的应用实例合力与分力的知识在现实生活中有着广泛的应用。
下面通过几个实例来介绍其中的应用情况。
1. 摩擦力的分析当物体受到多个力的作用时,其中包括重力和摩擦力。
通过分析合力和分力,可以计算出物体所受的摩擦力大小和方向,解决实际问题中的滑动、停止等情况。
高一物理合力和分力知识点在高一物理学习中,合力和分力是非常重要的知识点。
合力指的是多个力共同作用于一个物体的结果力,而分力则是将合力拆分为多个力的过程。
理解合力和分力的概念是掌握物理学中许多问题的基础。
本文将对合力和分力的相关知识点进行解析和讨论。
1. 合力的概念和性质合力是指作用在物体上的多个力合成为一个力的结果。
根据牛顿第三定律,物体受到的合力等于物体对外施加的作用力之和。
合力的方向和大小由各个作用力的方向和大小决定。
例如,一个物体受到向右的10牛的力和向左的5牛的力,那么物体所受合力为向右的5牛的力。
合力的方向与作用力大的方向一致,且合力的大小等于作用力的差值。
2. 分力的概念和分解方法分力是将合力拆分为多个力的过程。
在物体所受合力沿一条直线上时,可以将合力沿该方向进行分解。
分解的方法有三种:水平分力、垂直分力和倾斜分力。
水平分力指的是将合力分解为水平方向上的力,垂直分力指的是将合力分解为垂直方向上的力,而倾斜分力是将合力分解为既有水平分力又有垂直分力的力。
通过分力的概念和分解方法,我们可以更好地理解物体所受力的作用方式和效果。
在解题过程中,我们可以将合力进行分解,从而更好地分析和计算物体所受的力。
3. 斜面上物体所受分力分析当物体放置在斜面上时,我们需要分析物体所受的水平力和垂直力。
根据物体在斜面上静止的条件,可以得到物体所受水平力和垂直力之间的关系。
根据初中学习的正弦定理和余弦定理,我们可以得到在斜面上物体所受力的大小和方向。
利用这些定理和相关公式,可以求解物体所受力的具体数值。
4. 平衡力和不平衡力的概念和判断方法平衡力指的是多个力合成的结果力为零的情况。
在物体受到多个力的作用时,如果合力为零,则物体处于平衡状态。
不平衡力指的是多个力合成的结果力不为零的情况。
物体在受到不平衡力的作用时,将产生运动或形变的效果。
通过分析物体所受力的合成情况,我们可以判断物体是处于平衡状态还是非平衡状态。
力的合成与分解知识点:力的合成与分解一、合力和分力1.共点力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一点,这几个力叫作共点力.2.合力与分力假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,这几个力叫作那个力的分力.3.合力与分力的关系合力与分力之间是一种等效替代的关系,合力作用的效果与分力共同作用的效果相同.二、力的合成和分解1.力的合成:求几个力的合力的过程.2.力的分解:求一个力的分力的过程.3.平行四边形定则:在两个力合成时,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,如图1所示,F表示F1与F2的合力.图14.如果没有限制,同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力.5.两个以上共点力的合力的求法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力.三、矢量和标量1.矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量.2.标量:只有大小,没有方向,相加时遵从算术法则的物理量.技巧点拨一、合力与分力的关系两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而减小,随θ的减小而增大.(0°≤θ≤180°) 1.两分力同向(θ=0°)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向.2.两分力反向(θ=180°)时,合力最小,F =|F 1-F 2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同.3.合力的大小取值范围:|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2.合力大小可能大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等于某一分力.二、力的合成和分解1.力的合成和分解都遵循平行四边形定则.2.合力或分力的求解.(1)作图法(如图2所示)图2(2)计算法①两分力共线时:a .若F 1、F 2两力同向,则合力F =F 1+F 2,方向与两力同向.b .若F 1、F 2两力反向,则合力F =|F 1-F 2|,方向与两力中较大的同向.②两分力不共线时:可以根据平行四边形定则作出力的示意图,然后由几何关系求解对角线,其长度即为合力大小.以下为两种特殊情况:a .相互垂直的两个力的合成(即α=90°):F =F 12+F 22,F 与F 1的夹角的正切值tan β=F 2F 1,如图3所示.图3b .两个等大的力的合成:平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F合=2F cosα2,如图4所示.若α=120°,则合力大小等于分力大小,如图5所示.c .合力与一个分力垂直:F =F 22-F 12,如图6所示.图4图5图6注意:平行四边形定则只适用于共点力.三、力的分解的讨论力的分解有解或无解,简单地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形(或三角形).若可以构成平行四边形(或三角形),说明合力可以分解成给定的分力,即有解;若不能,则无解.常见的有几种情况.已知条件分解示意图解的情况已知两个分力的方向唯一解已知一个分力的大小和方向唯一解已知一个分力(F 2)的大小和另一个分力(F 1)的方向①F 2<F sin θ无解②F 2=F sin θ唯一解③F sin θ<F 2<F 两解④F 2≥F 唯一解例题精练1.(浙江期中)以下物理量均是矢量的是()A.力、功B.时间、加速度C.路程、转速D.速度、位移随堂练习1.(义乌市模拟)义乌市场上热销的擦窗机器人能利用内置吸盘吸附在接触面上,同时驱动系统又能保证机器人在竖直墙壁或玻璃面上自如行走,执行用户设定的清洁任务。
力的合成和分解知识点 1 共点力、合力和分力1、共点力(1)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一点,这几个力叫作共点力。
(2)共点力的三种情况①几个力作用于同一点:力T、N、F作用在同一点O。
②几个力的作用线相交于同一点:F1、F2的作用线交于球体的重心O点。
③可看成质点的物体所受的力:F1、F2不是共点力,但是把A、B整体看成一个质点后,可以把F1、F2当成共点力来分析。
2、合力与分力①合力:假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力。
②分力:假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同,这几个力就叫作那个力的分力。
【注】合力与分力是作用效果上的一种等效替代关系。
知识点 2 实验:探究两个互成角度的力的合成规律1、实验原理和步骤根据等效替代法,将橡皮条的一端固定,另一端用两个力F1、F2使其伸长一定长度,再用一个力F作用于橡皮条的同一端,使其沿相同方向伸长同样的长度。
那么F与F1、F2共同的作用效果相同。
记下力的大小和方向,画出各个力的图示。
以F1、F2为邻边用刻度尺作平行四边形,画出对角线。
比较F与F1、F2组成的平行四边形的对角线是否相同。
改变两个力F1、F2的大小和夹角,再重复进行上述步骤。
2、结论F1、F2合力和F在误差允许的范围内重合,说明两个力合成时,用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,平行四边形的对角线所代表的力与合力的大小和方向是相同的。
知识点 3 力的合成1、平行四边形定则两个力合成时,如果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。
【注意】①合力、分力的比例要一致,标度选取要适当;②实线表示力,虚线表示连线。
表示分力与合力的两条邻边和对角线画实线,并加上箭头,另外两边画虚线;③用平行四边形定则不但可以求出合力的大小,还可以求出其方向。
2、力的合成求几个力的合力的过程叫作力的合成。
力的合成与分解知识点:力的合成与分解一、合力和分力1.共点力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一点,这几个力叫作共点力.2.合力与分力假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,这几个力叫作那个力的分力.3.合力与分力的关系合力与分力之间是一种等效替代的关系,合力作用的效果与分力共同作用的效果相同.二、力的合成和分解1.力的合成:求几个力的合力的过程.2.力的分解:求一个力的分力的过程.3.平行四边形定则:在两个力合成时,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,如图1所示,F表示F1与F2的合力.图14.如果没有限制,同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力.5.两个以上共点力的合力的求法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力.三、矢量和标量1.矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量.2.标量:只有大小,没有方向,相加时遵从算术法则的物理量.技巧点拨一、合力与分力的关系两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而减小,随θ的减小而增大.(0°≤θ≤180°) 1.两分力同向(θ=0°)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向.2.两分力反向(θ=180°)时,合力最小,F =|F 1-F 2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同.3.合力的大小取值范围:|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2.合力大小可能大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等于某一分力.二、力的合成和分解1.力的合成和分解都遵循平行四边形定则.2.合力或分力的求解.(1)作图法(如图2所示)图2(2)计算法①两分力共线时:a .若F 1、F 2两力同向,则合力F =F 1+F 2,方向与两力同向.b .若F 1、F 2两力反向,则合力F =|F 1-F 2|,方向与两力中较大的同向.②两分力不共线时:可以根据平行四边形定则作出力的示意图,然后由几何关系求解对角线,其长度即为合力大小.以下为两种特殊情况:a .相互垂直的两个力的合成(即α=90°):F =F 12+F 22,F 与F 1的夹角的正切值tan β=F 2F 1,如图3所示.图3b .两个等大的力的合成:平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F 合=2F cos α2,如图4所示.若α=120°,则合力大小等于分力大小,如图5所示.c .合力与一个分力垂直:F =F 22-F 12,如图6所示.图4图5图6注意:平行四边形定则只适用于共点力.三、力的分解的讨论力的分解有解或无解,简单地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形(或三角形).若可以构成平行四边形(或三角形),说明合力可以分解成给定的分力,即有解;若不能,则无解.常见的有几种情况.已知条件分解示意图解的情况已知两个分力的方向唯一解已知一个分力的大小和方向唯一解已知一个分力(F 2)的大小和另一个分力(F 1)的方向①F 2<F sin θ无解②F 2=F sin θ唯一解③F sin θ<F 2<F 两解④F 2≥F 唯一解例题精练1.(浙江期中)以下物理量均是矢量的是()A.力、功B.时间、加速度C.路程、转速D.速度、位移【分析】既有大小又有方向,相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量,如力、速度、加速度、位移等都是矢量;只有大小,没有方向,运算时遵循代数运算法则的物理量是标量,如路程、时间、质量等都是标量。
第1页 共13页 高一物理力的合成与分解基础知识讲解 【学习目标】 1. 知道合力与分力的概念 2. 知道平行四边形定则是解决矢量问题的方法,学会作图,并能把握几种特殊情形 3. 知道共点力,知道平行四边形定则只适用于共点力 4. 理解力的分解和分力的概念,知道力的分解是力的合成的逆运算 5. 会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力 6. 能区别矢量和标量,知道三角形定则,了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的 【要点梳理】 要点一、力的合成 要点诠释: 1.合力与分力 ①定义:一个力产生的效果跟几个力的共同作用产生的效果相同,则这个力就叫那几个力的合力,那几个力叫做分力。 ②合力与分力的关系。 a.合力与分力是一种等效替代的关系,即分力与合力虽然不同时作用在物体上,但可以相互替代,能够相互替代的条件是分力和合力的作用效果相同,但不能同时考虑分力的作用与合力的作用。 b.两个力的作用效果可以用一个力替代,进一步想,满足一定条件的多个力的作用效果也可由一个力来替代。 2.力的合成 ①定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成。 ②说明:力的合成的实质是找一个力去替代作用在物体上的几个已知的力,而不改变其作用效果的方法。3.平行四边形定则 ①内容:两个力合成时,以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代表合力的大小和方向,这个法则叫做平行四边形定则。 说明:平行四边形定则是矢量运算的基本法则。 ②应用平行四边形定则求合力的三点注意 a.力的标度要适当; b.虚线、实线要分清,表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线,并加上箭头,平行四边形的另两条边画虚线; c.求合力时既要求出合力的大小,还要求出合力的方向,不要忘了用量角器量出合力与某一分力间的夹角。 要点二、共点力 要点诠释: 1.共点力:一个物体受到两个或更多个力的作用,若它们的作用线交于一点或作用线的延长线交于一点,这一组力就是共点力。 2.多个力合成的方法: 如果有两个以上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成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。 说明: ①平行四边形定则只适用于共点力的合成,对非共点力的合成不适用。 ②今后我们所研究的问题,凡是涉及力的运算的题目,都是关于共点力方向的问题。 3.合力与分力的大小关系: 由平行四边形可知:F1、F2夹角变化时,合力F的大小和方向也发生变化。 (1)合力F的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。 第2页 共13页
①两分力同向时,合力F最大,F=F1+F2。 ②两分力反向时,合力F最小,F=|F1-F2|。 ③两分力有一夹角θ时,如图甲所示,在平行四边形OABC中,将F2平移到F1末端,则F1、F2、F围成一个闭合三角形。如图乙所示, 由三角形知识可知; |F1-F2|<F<F1+F2。 综合以上三种情况可知: ①|F1-F2|≤F≤F1+F2。 ②两分力夹角越大,合力就越小。 ③合力可能大于某一分力,也可能小于任一分力.
要点三、力的分解 要点诠释: 1.分力:几个力,如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同,这几个力就叫做原来那个力的分力. 注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以相互替代,并非同时存在. 2.力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解. 3.力的分解定则:平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算. 两个力的合力唯一确定,一个力的两个分力不是唯一的,如果没有其他限制,对于一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图所示).即同一个力F可以分解成无数对大小、方向不同的分力.
要点四、实际分解力的方法 要点诠释: 1.按效果进行分解 在实际分解中,常将一个力沿着该力的两个效果方向进行分解,效果分解法的方法步骤: ①画出已知力的示意图; ②根据此力产生的两个效果确定出分力的方向; ③以该力为对角线作出两个分力方向的平行四边形,即作出两个分力. 2.利用平行四边形定则求分力的方法 ①作图法:利用平行四边形作出其分力的图示,按给定的标度求出两分力的大小,用量角器量出各分力与已知力间的夹角即分力的方向. ②计算法:利用力的平行四边形定则将已知力按几何方法求解,作出各力的示意图,再根据解几何知识求出各分力的大小,确定各分力的方向. 由上可知,解决力的分解问题的关键是根据力的作用效果,画出力的平行四边形,接着就转化为一个第3页 共13页
根据已知边角关系求解的几何问题.因此其解题的基本思路可表示为 3.力按作用效果分解的几个典型实例 实例 分析
地面上物体受斜向上的拉力F,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2
质量为m的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1;二是使物体压紧斜面的分
力F2,1Fmg sin=,2Fmg cos= 质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时.其重力产生两个效果:一是使球压紧板的分力F1;二是使球压紧斜
面的分力F2,1Fmg tan=,2cosmgF
质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上,其重力产生两个效果:一是使球压紧竖直墙壁的分力F1;二是使球拉紧悬线
的分力F2,1Fmg tan=,2cosmgF
A、B两点位于同一平面上,质量为m的物体由AO、BO两线拉住,其重力产生两个效果:一是使物体拉紧AO线的分力F2;二是使物体拉紧BO线的分力质量为m的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一是拉伸AB的分力F1;二是拉伸
BC的分力F2,122sinmgFF 质量为m的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一
是拉伸AB的分力F1;二是压缩BC的分力F2,1tanFmg,
2cos
mgF
要点五、力的分解中定解条件 要点诠释: 将一个力F分解为两个分力,根据力的平行四边形定则,是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形,在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形,这说明两个力的合力可唯一确定,一个力的分力不是唯一的,要确定一个力的两个分力,一定要有定解条件. (1)已知合力(大小、方向)和两个分力的方向,则两个分力有唯一确定的值.如图甲所示,要求把已知力F分解成沿OA、OB方向的两个分力,可从F的矢(箭头)端作OA、OB的平行线,画出力的平行四边形得两个分力F1、F2. 第4页 共13页
(2)已知合力(大小、方向)和一个分力(大小、方向),则另一个分力有唯一确定的值.如图乙所示,已知F(合力),分力F1,则连接F和F1的矢端,即可作出力的平行四边形得另一个分力F2.
(3)已知合力(大小、方向)和两分力大小,则两分力有两组解,如图所示,分别以O点和F的矢端为圆心,以F1、F2大小为半径作圆,两圆交于两点,作出三角形如图.
(4)已知合力(大小、方向)和一个分力的方向,则另一分力无确定值,且当两分力垂直时有最小值.如图所示,假设F1与F的夹角为θ,分析方法如下:
以F的尾端为圆心,以F2的大小为半径画圆,看圆与F1的交点即可确定解释的情形. ①当F2<Fsinθ时,圆(如圆①)与F1无交点,无解; ②当F2=Fsinθ时,圆(如圆②)与F1有一交点,故有唯—解,且F2最小; ③当Fsinθ<F2<F时,圆(如圆③)与F1有两交点,有两解; ④当F2>F时,圆(如圆④)与F1有一交点,有唯—解. 要点六、实验验证力的平行四边形定则 要点诠释: 1.实验目的:验证力的平行四边形定则 2.实验器材:方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮筋、细绳套(两个)、铅笔、三角板、刻度尺、图钉 3.实验原理:结点受三个共点力作用处于平衡状态,则F1、F2之合力必与F3平衡,改用一个拉力F′使结点仍到O,则F必与F1、F2的合力等效,与F3平衡,以F1、F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F′与F的大小和方向,以验证力合成时的平行四边形定则。 4.实验步骤: (1)用图钉把白纸钉在方木板上。 (2)把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上细绳套。 (3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度的拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O(如图所示)用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向,并记录弹簧秤的读数。注意在使用弹簧秤的时候,要使细绳与木板平面平行。 第5页 共13页
(4)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两条绳套的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即为合力F的图示。 (5)只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向,用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示。 (6)比较一下,力F′与用平行四边形法则求出的合力F在大小和方向上是否相同。 (7)改变两个力F1、F2的大小和夹角,再重复实验两次。 5.注意事项: (1)弹簧测力计在使用前应检查、校正零点,检查量程和最小刻度单位。 (2)用来测量F1和F2的两个弹簧测力计应用规格、性能相同,挑选的方法是:将两只弹簧测力计互相钩着,向相反方向拉,若两弹簧测力计对应的示数相等,则可同时使用。 (3)使用弹簧测力计测拉力时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向,弹簧测力计、橡皮筋、细绳套应位于与木板平行的同一平面内,要防止弹簧卡壳,防止弹簧测力计或橡皮筋与纸面摩擦。拉力应适当大一些,但拉伸时不要超出量程。 (4)选用的橡皮筋应富有弹性,能发生弹性形变,实验时应缓慢地将橡皮筋拉伸到预定的长度.同一次实验中,橡皮筋拉长后的结点位置必须保持不变。 (5)准确作图是本实验减小误差的重要一环,为了做到准确作图,拉橡皮筋的细绳要长一些;结点口的定位应力求准确;画力的图示时应选用恰当的单位标度;作力的合成图时,应尽量将图画得大些。 (6)白纸不要过小,并应靠木板下边缘固定,A点选在靠近木板上边的中点为宜,以使O点能确定在纸的上侧。 【典型例题】 类型一、合力与分力的关系 例1、关于F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是( ) A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同 B.两力F1、F2一定是同种性质的力 C.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力 D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力 【思路点拨】合力与分力之间满足平形四边形定则。 【答案】AC 【解析】只有同一个物体受到的力才能合成,分别作用在不同物体上的力不能合成.合力是对原来几个分力的等效替代,两力可以是不同性质的力,但合力与分力不能同时存在.所以,正确选项为A、C. 【点评】解答本题的关键是明确合力的作用效果与几个分力同时作用的效果相同,合力与分力是等效替代关系. 举一反三 【高清课程:力的合成与分解 例题2】 【变式1】若两个共点力F1、F2的合力为F,则有( ) A.合力F一定大于任何一个分力