知识讲解 力的合成与分解 (基础)
- 格式:docx
- 大小:516.20 KB
- 文档页数:18
力的合成与分解要点一、力的合成要点诠释: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:等效替代。
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。
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。
2.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。
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: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.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.(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。
初中物理力的合成与分解知识点详解力是物理学中的基本概念之一,我们生活中处处可见力的存在和作用。
在初中物理学习中,学生们需要理解力的合成与分解,这是基础而重要的知识点。
本文将详细介绍初中物理力的合成与分解的相关知识。
一、力的合成1. 合力的定义与表示方法:合力是指多个力的作用效果等效于一个力的结果。
合力的大小、方向和作用点决定了合力的性质。
合力的大小等于各个力的矢量和的模,合力的方向与各个力的矢量和的方向相同或相反。
2. 力的合成原理:力的合成原理是指若有若干力同时作用于同一物体,则合力等于这些力的矢量和。
合力的作用效果与单个力的作用效果相同,合力是由多个力合成的结果。
3. 力的合成图解法:力的合成可以通过图解法来进行求解。
假设有两个力F₁和F₂作用于同一物体上,可以在力的作用点处画出表示F₁的矢量箭头,然后在其尾部画出表示F₂的矢量箭头,连接这两个箭头的起点和终点,得到一个表示合力的矢量箭头。
4. 力的合成应用:受到多个力的作用时,可以通过求解合力来确定物体的运动状态。
力的合成概念也在实际应用中有广泛的应用,如在机械工程、结构设计、航空航天等领域。
二、力的分解1. 力的分解定义与原理:力的分解是指将一个力分解为两个或多个互相垂直的力的过程。
力的分解原理是根据三角形法则或平行四边形法则,将一个力分解为两个或多个分力,使得这些分力的合成等效于原力。
2. 力的分解图解法:力的分解可以通过图解法来进行求解。
假设有一个力F作用于某一物体上,可以在力的作用点处画出表示F的矢量箭头,然后根据力的分解原理,通过绘制两个垂直方向的矢量箭头,将力F分解为两个互相垂直的力。
3. 分解力的大小与方向计算:分解力的大小可以通过三角函数的正弦定理和余弦定理进行计算。
根据力的分解图,根据相应的三角公式,可以得到分解力的大小与方向的具体数值。
4. 分解力的应用:一个斜向的力作用时,可以通过将力分解为水平方向力和垂直方向力的方法,来计算物体在水平和垂直方向上的加速度或位移。
力的合成与分解知识点总结力是物理学中的一个重要概念,力的合成与分解是解决力学问题的基础。
下面我们来详细总结一下力的合成与分解的相关知识点。
一、力的合成1、合力的概念如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力。
2、共点力如果几个力都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力就叫做共点力。
3、力的合成法则(1)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。
(2)三角形定则将两个分力首尾相接,连接始端与末端的有向线段就表示合力的大小和方向。
4、合力的计算(1)已知两个分力的大小和方向,求合力的大小和方向,直接运用平行四边形定则或三角形定则计算。
(2)已知两个分力的大小和夹角θ,合力的大小可以通过公式:$F =\sqrt{F_1^2 + F_2^2 + 2F_1F_2\cos\theta}$计算,合力的方向可以通过三角函数关系求得。
5、合力的范围(1)两个力的合力范围:$|F_1 F_2| \leq F \leq F_1 + F_2$。
(2)三个力的合力范围:先求出其中两个力的合力范围。
再看第三个力在这个范围内的情况,从而确定三个力的合力范围。
二、力的分解1、力的分解的概念求一个已知力的分力,叫做力的分解。
2、力的分解遵循的原则力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则或三角形定则。
3、力的分解的方法(1)按照力的实际作用效果进行分解。
例如,放在斜面上的物体受到的重力可以分解为沿斜面方向向下的分力和垂直斜面方向向下的分力。
(2)正交分解法将一个力沿着互相垂直的两个方向进行分解。
4、力的分解的唯一性(1)已知两个分力的方向,有唯一解。
(2)已知一个分力的大小和方向,有唯一解。
(3)已知两个分力的大小,其解的情况可能有:两力之和大于合力时,有两解。
初中物理教学中的力的合成与分解一、引言在初中物理教学中,力的合成与分解是两个非常重要的概念。
这两个概念是相互关联的,是学生学习物理的重要基础。
本文旨在介绍初中物理教学中的力的合成与分解,帮助学生更好地理解和掌握这两个概念。
二、力的合成力的合成是指在一个力(合力)的作用下,另一个力(分力)的相互作用。
当两个或多个力作用于同一个物体时,它们会产生一个合力,而分力则是物体受到的额外作用力。
力的合成遵循平行四边形法则,即两个分力之间的夹角为180度时,合力等于两个分力的矢量和。
如果两个分力方向相反或相同,合力为零。
通过学习力的合成,学生可以更好地理解物体的运动和受力情况,从而更好地掌握物理知识。
三、力的分解力的分解是将一个力分解为两个或多个分力,以了解物体在不同受力情况下的运动和受力情况。
在初中物理中,力的分解通常用于解决一些实际问题,如物体的运动分析、机械设计等。
力的分解也是遵循平行四边形法则的,可以通过画图和计算来求解分力的大小和方向。
通过学习力的分解,学生可以更好地理解物体的受力情况,从而更好地掌握物理知识。
四、教学策略1.实验教学法:通过实验来演示力的合成和分解的过程,让学生直观地观察和理解这两个概念。
例如,可以让学生观察两个拉力作用于一个弹簧秤的情况,观察弹簧秤的示数变化,从而理解力的合成规律。
2.案例分析法:通过分析一些实际问题中的力的合成和分解问题,让学生更好地理解这两个概念的应用。
例如,可以分析斜面上的物体的受力情况,让学生理解如何通过力的分解来求解物体的受力情况。
3.互动讨论法:鼓励学生积极参与讨论,发表自己的看法和理解。
通过互动讨论,可以让学生更好地理解和掌握这两个概念。
4.多媒体教学:利用多媒体课件和视频来展示力的合成和分解的过程,帮助学生更好地理解和掌握这两个概念。
五、教学方法与技巧1.结合生活实例:在教学中引入一些生活实例,让学生更好地理解力的合成和分解的应用。
例如,可以通过解释推土机推土的过程来解释力的合成规律。
最新人教版八年级上册物理知识总结力的合成与分解力的合成与分解在物理学中是一个非常重要的概念,它帮助我们理解和解释物体受力的情况。
本文将为大家总结人教版八年级上册物理课中关于力的合成与分解的知识点。
一、力的合成力的合成是指当一个物体受到两个或多个力的作用时,求出它们合成力的大小和方向的过程。
1. 合力的概念在力的合成中,首先要了解合力的概念。
合力是指多个力作用在同一个物体上所产生的力,它的大小和方向等于所有力的矢量和。
2. 力的合成原理力的合成原理是指力的合成过程中,可以利用平行四边形法则或三角形法则来求得合力的大小和方向。
- 平行四边形法则:当两个力作用在同一个物体上时,可以按照它们的大小和方向画出一个平行四边形,合力的大小和方向等于对角线的大小和方向。
- 三角形法则:当两个力作用在同一个物体上时,可以按照它们的大小和方向画出一个三角形,合力的大小和方向等于两个力的合成结果。
3. 力的平衡在力的合成中,如果多个力的合成结果等于零,即合力为零,那么物体处于力的平衡状态。
力的平衡可以分为静力平衡和动力平衡两种情况。
- 静力平衡:当物体处于静止状态时,合力为零。
- 动力平衡:当物体处于匀速直线运动状态时,合力为零。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解成若干个部分力的过程,它有助于我们研究力的作用效果。
1. 分解力的概念分解力是指将一个力分解成两个或多个部分力,这些部分力的合成结果等于原力。
2. 分解力的原理分解力的原理是指力的分解过程中,可以利用平行四边形法则或三角形法则来求得部分力的大小和方向。
- 平行四边形法则:当一个力作用在一个物体上时,可以按照它的大小和方向画出一个平行四边形,将其分解成两个平行的部分力。
- 三角形法则:当一个力作用在一个物体上时,可以按照它的大小和方向画出一个三角形,将其分解成两个相互垂直的部分力。
3. 分解力的应用力的分解在实际应用中有着广泛的应用,例如斜面上物体的滑动问题、悬挂物体的平衡问题等等。
力的合成与分解知识点与例题讲解Prepared on 22 November 2020力的合成(基础篇)命题人:rain1.合力:一个物体受到几个力共同作用产生的效果与一个力对物体作用产生的效果相同时,这个力就叫做那几个力的合力2.合成:求几个力的合力叫做力的合成.三、合力的求法1.力的平行四边形定则:如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么,合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。
2.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同一点,这几个力叫做共点力。
3.平行四边形定则的两种应用方法(1)图解法a.两个共点力的合成:从力的作用点作两个共点力的图示,然后以F1、F2为边作平行四边形,对角线的长度即为合力的大小,对角线的方向即为合力的方向。
b.两个以上共点力的合成: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,直到所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
(2)计算法先依据平行四边形定则画出力的平行四边形,然后依据数学公式(如余弦定理)算出对角线所表示的合力的大小和方向。
当两个力互相垂直时,有:F=√F12+F22、tanθ=F2/F1四、合力大小的范围(1)合力F随θ的增大而减小(2)当θ=0°时,F有最大值Fmax=F1+F2,当θ=180°时,F有最小值Fmin=F1-F2(3)合力F既可以大于,也可以等于或小于原来的任意一个分力一般地 | F1-F2≤ F ≤ F1+F2五、矢量与标量矢量:即有大小,又有方向,并遵循平行四边形定则的物理量叫做矢量。
标量:只有大小而没有方向,遵循代数求和法则的物理量叫做标量。
矢量和标量的根本区别就在于它们分别遵循两种不同的求和运算法则.力的分解(基础篇)命题人:尚瑞阳一、分力及力的分解概念1.力的分力:几个力共同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。
千里之行,始于足下。
力的合成与分解知识点与例题讲解力的合成和分解是力学中的重要概念,它们用来描述多个力对物体产生的总效果以及将一个力分解成多个分力的过程。
以下是关于力的合成和分解的知识点与例题讲解。
一、力的合成力的合成是指将多个力按照一定的方法相加得到它们的合力。
合力是多个力的矢量和,可以用矢量图形法或分解法求得。
1. 矢量图形法首先,将力的大小按比例用箭头表示,箭头的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向。
然后,将各个力的箭头按照规定的尺度和方向画在同一张纸上,箭头起点相同,终点相连,则合力的箭头就是从起点到终点的箭头。
2. 分解法将一个力按照一定的规则分解成两个或多个力的过程称为力的分解。
常用的分解方法有水平方向分解和垂直方向分解。
水平方向分解:将力按照水平方向分解为两个分力,一个是水平方向分力,另一个是垂直方向分力。
根据三角函数的定义,水平方向分力等于力的大小乘以力的水平方向的余弦值,垂直方向分力等于力的大小乘以力的垂直方向的正弦值。
垂直方向分解:将力按照垂直方向分解为两个分力,一个是水平方向分力,另一个是垂直方向分力。
根据三角函数的定义,水平方向分力等于力的大小乘以力的水平方向的正弦值,垂直方向分力等于力的大小乘以力的垂直方向的余弦值。
第1页/共3页锲而不舍,金石可镂。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解成两个或多个部分力的过程。
分解力的目的是分析力的作用效果,常用的分解方法有水平方向分解和垂直方向分解。
1. 水平方向分解将一个力的大小和方向分解成水平方向分力和垂直方向分力,可以用以下公式表示:水平分力 = 力的大小× cosθ垂直分力 = 力的大小× sinθ其中,θ为力的方向与水平方向之间的夹角。
2. 垂直方向分解将一个力的大小和方向分解成水平方向分力和垂直方向分力,可以用以下公式表示:水平分力 = 力的大小× sinθ垂直分力 = 力的大小× cosθ其中,θ为力的方向与水平方向之间的夹角。
力的合成与分解知识要点归纳一、力的合成1.合力与分力:如果几个力共同作用产生的效果与某一个力单独作用时的效果相同,则这一个力为那几个力的,那几个力为这一个力的.2.共点力:几个力都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫做共点力.3.力的合成:求几个力的的过程.4.平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的线段为作平行四边形,这两个邻边之间的就表示合力的大小和方向.二、力的分解1.力的分解:求一个力的的过程,力的分解与力的合成互为.2.矢量运算法则:(1)平行四边形定则(2)三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连结起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的为合矢量.3.力的分解的两种方法1)力的效果分解法①根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;②再根据两个实际分力方向画出平行四边形;③最后由平行四边形和数学知识(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出两分力的大小.2)正交分解法①正交分解方法:把一个力分解为互相垂直的两个分力,特别是物体受多个力作用时,把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去,然后分别求出每个方向上力的代数和.②利用正交分解法解题的步骤首先:正确选择直角坐标系,通常选择共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系的选择应使尽量多的力在坐标轴上.其次:正交分解各力,即分别将各力投影在坐标轴上,然后求各力在x 轴和y 轴上的分力的合力F x 和F y :F x =F 1x +F 2x +F 3x +…,F y =F 1y +F 2y +F 3y +…再次:求合力的大小F =F x 2+F y 2 ,确定合力的方向与x 轴夹角为θ=arctan F y F x. 4.将一个力分解的几种情况:①已知合力和一个分力的大小与方向:有唯一解②已知合力和两个分力的方向:有唯一解③已知合力和两个分力的大小(两分力不平行):当F1+F2<F 时无解;当F1+F2>F 时有两组解④已知一个分力F 1的方向和另一个分力F 2的大小,对力F 进行分解,如图4所示则有三种可能:(F 1与F 的夹角为θ) 当F 2<F sin θ时无解;当F 2=F sin θ或F 2≥F 时有一组解;当F sin θ<F 2<F 时有两组解.5.注意:(1)合力可能大于分力,可能等于分力,也可能小于分力的大小。
高中物理必修1 力的合成与分解(基础)知识点专题讲解力的合成与分解【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。
力的合成与分解知识点总结在物理学中,力的合成与分解是非常重要的概念,对于理解物体的受力情况以及运动状态的改变有着关键作用。
下面我们来详细总结一下力的合成与分解的相关知识点。
一、力的合成1、定义力的合成是指求几个力的合力的过程。
合力是指如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力。
2、平行四边形定则这是力的合成的基本法则。
以两个共点力 F₁和 F₂为邻边作平行四边形,那么合力 F 的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示。
3、合力的计算(1)若两个力 F₁和 F₂在同一直线上且方向相同,则合力 F =F₁+ F₂,方向与这两个力的方向相同。
(2)若两个力在同一直线上但方向相反,则合力 F =|F₁ F₂|,方向与较大力的方向相同。
(3)当两个力不在同一直线上时,可以通过构建平行四边形,利用三角函数来计算合力的大小和方向。
4、多个力的合成可以先求出其中两个力的合力,再将这个合力与第三个力合成,依次类推,最终求出所有力的合力。
二、力的分解1、定义力的分解是力的合成的逆运算,将一个已知力按照要求分解为两个或多个分力。
2、分解原则(1)按照力的实际作用效果分解。
(2)正交分解:将一个力分解为相互垂直的两个分力。
3、力的分解方法(1)已知合力和两个分力的方向,求两个分力的大小,有唯一解。
(2)已知合力和一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向,有唯一解。
(3)已知合力和一个分力的方向以及另一个分力的大小,可能有一解、两解或无解。
三、力的合成与分解的应用1、共点力的平衡当物体受到多个力作用处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,合力为零。
可以通过力的合成与分解来求解各个力的大小和方向。
2、动态平衡问题通过分析力的变化,利用力的合成与分解来判断物体的运动趋势和状态的变化。
3、实际生活中的应用例如,在拉车时,人们可以通过改变拉力的方向和大小来更省力地拉动车辆;在搭建桥梁时,工程师需要考虑桥梁所受的各种力,并进行合理的力的分解和合成,以确保桥梁的稳固和安全。
第2课时力的合成与分解考点一力的合成(c/c)[基础过关]1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
(2)关系:合力和分力是等效替代的关系。
2.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力。
3.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
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。
【过关演练】1.关于合力的下列说法,正确的是()A.几个力的合力就是这几个力的代数和B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D.几个力的合力一定大于这几个力中最大的力解析力是矢量,力的合成不能简单地进行代数加减,故A是错误的;合力可以大于分力,可以等于分力,也可以小于分力,故B、D是错误的,C正确。
答案 C2.物体同时受到同一平面的三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是()A.5 N,7 N,8 N B.5 N,2 N,3 NC.1 N,5 N,10 N D.10 N,10 N,10 N解析三个力合成,若前两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,就可以使这三个力合力为零,只要使最大的力的大小在其他两个较小力的合力范围之内,就能使合力为零,即第三个力F3满足:|F1-F2|≤F3≤F1+F2。
答案 C[要点突破]1.合力和分力关系(1)合力不一定大于分力。
(2)合力与分力的作用效果作用,但它们并不是同时作用在物体上。
(3)合力与分力是等效替代关系。
2.由分力确定合力范围(1)两个力的合成①合力范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
②几种特殊情况下的合力(2)三个力的合成以三个力的大小为邻边,看能否组成三角形,若能,则:0≤F合≤F1+F2+F3;若不能,则合力的最大值仍为三力之和,最小值为三力中最大力减去两个较小力之和。
力的合成和分解知识点总结力的合成和分解是力学中的基础概念之一。
通过合成和分解,我们可以更好地理解力的作用和存在,以及力的相互影响和平衡。
一、力的合成力的合成是指在一个物体上同时作用多个力时,将这些力合成为一个力的过程。
合成后的力被称为合力,合力的大小和方向可根据力的性质进行计算。
1. 矢量表示法矢量表示法是一种常用的力的合成方法,通过矢量的代数运算可以得到合力的大小和方向。
矢量表示法的基本步骤如下:(1)将每个力用向量表示,选择一个适当的比例尺,并规定各向量的长度代表力的大小;(2)按照所给力的方向将各向量画在同一坐标系中;(3)将所画向量的首尾相连,连接最后一个向量的尾部与第一个向量的头部;(4)连接合力向量的起点与坐标原点,合力向量的长度即为合力的大小,箭头方向指向合力的方向。
2. 三角形法则三角形法则是力的合成中常用的图示方法,通过画出力向量的三角形来表示力的合成。
三角形法则的具体操作如下:(1)将力的向量按照比例尺画出,并标上力的大小;(2)按所给的力的方向,将力的向量依次按顺序连接起来,形成一个闭合的三角形;(3)从三角形的起点和终点画出一条直线,该直线即为合力的向量,直线的长度即为合力的大小。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解为两个或多个部分力的过程,这些部分力的合力等于原来的力。
通过力的分解,我们可以更好地理解复杂的力作用情况。
1. 矢量分解法矢量分解法是一种常用的力的分解方法,通过将一个力分解为两个或多个互相垂直的力的矢量和,来表示原力的作用情况。
矢量分解法的基本原理如下:(1)确定一个力的方向作为参考方向,将该力的向量绘制在坐标系中;(2)在参考方向上选择一个垂直方向,将原力分解为该垂直方向上的力和与参考方向上的力;(3)根据三角函数的关系,计算分解后的力的大小。
2. 线性分解法线性分解法也是一种常用的力的分解方法,适用于将一个力分解为两个部分力的情况。
线性分解法的具体操作如下:(1)选择一个适当的坐标系,并确定力的方向;(2)根据力的方向和坐标轴的垂直关系,将力分解为坐标轴方向上的力和垂直于坐标轴的力;(3)分别计算两个部分力的大小。
力的合成和分解解题技巧知识清单:1力的合成(1)力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的“等效力” (合力)。
力的平行四边形定则是运用“等效”观点,通过实验总结出来的共点力的合成法则,它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。
(2)平行四边形定则可简化成三角形定则。
如由三角形定则还可以得到一个有用的推论:果n个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n个力的合力为零。
(3)共点的两个力合力的大小范围是|F i —F2I W F 合W F1+ 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。
2.力的分解(1)力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边。
(2)两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。
(3D二仃沪「帕力沱分昨①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:①当已知合力F的大小、方向及一个分力F i的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。
如图所示, F2的最小值为:F 2min =F sina另一个分力F2取最小值的条件F i的大小、方向时,是:所求分力F 2与合力F 垂直,如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F i sin a③当已知合力F 的大小及一个分力 F l 的大小时,另一个分力F 2取最小值的条件是: 已知大小的分力F i 与合力F 同方向,F 2的最小值为丨F — F i |(5〕||二肖郦工:把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。
专题2 第2讲力的合成与分解考点1:力的合成[想一想]如图所示为两个共点力F 1=8 N,F2=6 N,其夹角为θ,要求两个力的合力,应使用什么法则?若θ角是可以改变的,则这两个力的合力的最大值和最小值各多大?随θ角的增大,两个力的合力大小如何变化?提示:求两个力的合力,应使用平行四边形定则,其合力的最大值为14 N,最小值为2 N,随着θ角的增大,两个力的合力大小逐渐减小。
[记一记]1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。
(2)逻辑关系:合力和分力是一种在作用效果上的等效替代关系。
2.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。
3.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F1、F2的合力,可以用表示F1、F2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表示合力的大小和方向,如图甲所示。
②三角形定则求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地画出,把F1、F2的另外两端连接起来,则此连线就表示合力的大小和方向,如图乙所示。
[试一试]1.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是()解析:选C由矢量合成法则可知A图的合力为2F3,B图的合力为0,C图的合力为2F2,D图的合力为2F3,因F2为直角三角形的斜边,故这三个力的合力最大的为C图。
考点2:力的分解[想一想]如图所示,质量为m的物体。
静止在倾角为θ的斜面上,则物体的重力mg产生了哪两个作用效果?这两个分力与合力间遵循什么法则?请确定两个分力的大小?提示:物体的重力mg的两个作用效果,使物体沿斜面下滑、使物体压紧斜面,这两个分力与合力间遵循平行四边形定则,其大小分别为mg sin θ、mg cos θ。
[记一记]1.力的分解(1)定义:求一个力的分力的过程,是力的合成的逆运算。
力的合成与分解
【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。
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.。