高一物理必修一力的合成和分解
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高一物理力的合成和分解知识点力的合成和分解是高中物理中一个非常重要的知识点,它是力学研究的基础。
在这篇文章中,我们将探讨力的合成和分解的概念、方法以及应用。
一、力的合成力的合成是指将多个力合成为一个力的过程。
当多个力作用于同一个物体时,可以将它们合成为一个等效的力。
1.1 向量图示法向量图示法是力的合成的一种常用方法。
我们将多个力用箭头表示,箭头的长度代表了力的大小,箭头的方向表示了力的方向。
将多个力的箭头连在一起,起点为物体的起始位置,终点为物体的终止位置,最后结果的箭头即为合成力。
1.2 分解求合分解求合是另一种常用的力的合成方法。
对于平行四边形法则中的图形,我们可以用三角形法则将合力分解为两个分力。
分解时,需要确定一个参考方向,将合力拆分为垂直于参考方向的两个分力。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解为平行或垂直于某一方向的两个力的过程。
力的分解可以将一个复杂的问题简化为两个相对简单的问题,便于计算。
2.1 平行分解平行分解是将一个力分解为平行于某一参考方向的两个力的过程。
利用力的平行四边形法则,我们可以通过确定一个参考方向,将合力拆分为两个平行力。
2.2 垂直分解垂直分解是将一个力分解为垂直于某一参考方向的两个力的过程。
利用力的三角形法则,我们可以通过确定一个参考方向,将合力拆分为一个垂直于参考方向的力和一个平行于参考方向的力。
三、力的合成和分解的应用力的合成和分解在物理学中有广泛的应用。
下面我们将介绍几个常见的应用。
3.1 平面力问题在平面力问题中,物体受到多个平面力的作用。
利用力的合成和分解的方法,可以将这些力合成为一个等效力,从而简化问题的求解。
3.2 斜面上的力在斜面上,一个物体同时受到重力和斜面给予的支持力的作用。
利用力的分解,我们可以将这两个力分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个力,以便求解问题。
3.3 物体受力平衡问题在物体受力平衡问题中,物体受到多个力的作用,且力的合力为零。
高一物理必修一力的合成和分解力是物体之间相互作用的结果,它可以合成和分解。
力的合成是指多个力同时作用在同一物体上时,所产生的效果与单独作用于物体上的力相同的现象,而力的分解则是将一个力拆分成多个分力的过程。
力的合成可以用几何法或分力法来描述。
几何法是通过绘制力的向量图来确定结果力的大小和方向。
首先将各个力的起点相连,然后将最后一个力的终点与起点相连,即可得到合成力的大小和方向。
而分力法则是将一个力拆分成两个垂直方向的分力,通过几何关系和三角函数来求解结果力的大小和方向。
例如,当一个物体受到两个相互垂直的力时,可以利用几何法或分力法来求解合成力。
假设物体受到两个力F1和F2的作用,F1的大小为10N,方向向右;F2的大小为8N,方向向上。
根据几何法,我们可以将F1和F2的向量相连并求出合成力的大小和方向。
根据分力法,我们可以将F1拆分成横向力和纵向力,然后通过三角函数来求解结果力的大小和方向。
在物理学中,力的分解也是一个重要的概念。
通过力的分解,我们可以将一个复杂的力拆分成多个简单的分力,从而更容易地分析物体的运动和受力情况。
例如,当一个斜面上的物体受到重力和斜面法向力时,可以将重力和斜面法向力分解成平行和垂直于斜面的两个分力,然后分析物体在斜面上的运动和受力情况。
力的合成和分解不仅在静力学中有重要应用,在动力学中也有着广泛的应用。
例如,当一个物体受到多个力的作用时,可以利用力的合成来求解物体的加速度和速度;而在运动过程中,可以利用力的分解来分析物体在各个方向上的受力情况。
因此,力的合成和分解是物理学中的重要概念,对于我们理解物体的运动和受力情况具有重要意义。
除了在物理学中有着重要的应用之外,力的合成和分解也是工程学和实际生活中的常见问题。
例如,在工程设计中,需要考虑多个力同时作用在同一结构上的情况,通过力的合成可以求解结构的受力情况;而在实际生活中,人们常常需要分解各种复杂的力,以便更好地理解和应对不同的情况。
4力的合成和分解一、合力和分力1.共点力几个力如果都作用在物体的,或者它们的作用线,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,这几个力叫作那个力的.3.合力与分力的关系合力与分力之间是一种的关系,合力作用的效果与分力相同.二、力的合成和分解1.力的合成:求的过程.2.力的分解:求力的过程.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,相加时遵从则的物理量.2.标量:只有大小,没有方向,相加时遵从的物理量.1.判断下列说法的正误.(1)合力的作用可以替代几个分力的共同作用,它与分力是等效替代关系.()(2)合力总比分力大.()(3)力F的大小为100 N,它的一个分力F1的大小为60 N,则另一个分力可能小于40 N.()(4)由于矢量的方向可以用正、负表示,故具有正负值的物理量一定是矢量.()(5)矢量与标量的区别之一是它们的运算方法不同.()2.两个共点力互相垂直,F1=8 N,F2=6 N,则它们的合力F=________ N,合力与F1间的夹角θ=________.(已知sin 53°=0.8)3.将一个大小为2 3 N的水平力分解成两个力,其中一个分力在竖直方向,另一个分力与水平方向的夹角是30°,则两个分力的大小分别是________ N和________ N.一、合力与分力的关系导学探究1.一个成年人或两个孩子均能提起同一桶水,那么该成年人用的力与两个孩子用的力的作用效果是否相同?二者能否等效替代?答案作用效果相同,两种情况下的作用效果均是把同一桶水提起来.能够等效替代.2.两个孩子共提一桶水时,要想省力,两个人拉力间的夹角应大些还是小些?为什么?答案夹角应小些.提水时两个孩子对水桶拉力的合力的大小等于一桶水所受的重力大小,合力不变时,两分力的大小随着两个力之间夹角的减小而减小,因此夹角越小越省力.知识深化两分力大小不变时,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=|F1-F2|,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:|F1-F2|≤F≤F1+F2.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.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.F1、F2与F是物体同时受到的三个力C.两分力夹角小于90°时,合力的大小随两分力夹角增大而增大D.合力的大小一定大于分力中最大者二、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.在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地面上,如图7所示,两钢丝绳与电线杆处于同一平面内,如果钢丝绳与地面的夹角均为60°,每条钢丝绳的拉力都是300 N,试用作图法和计算法分别求出两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.图7如图8所示,两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头,已知合力的方向竖直向上,甲的拉力大小为450 N,方向与合力夹角为53°,甲、乙两人的拉力方向垂直,求合力F的大小及乙的拉力F2的大小.(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)图8三、力的分解的讨论导学探究(1)如果不受限制,分解同一个力能作出多少平行四边形?有多少组解?(2)已知合力F和两分力的方向(如图9甲),利用平行四边形定则,能作多少平行四边形?两分力有几组解?(3)已知合力F和两个分力中的一个分力F2(如图乙),另一分力F1有几个解?图9知识深化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唯一解的方向已知一个分力的大小和方向唯一解已知一个分力(F2)的大小和另一个分力(F1)的方向①F2<F sin θ无解②F2=F sin θ唯一解③F sin θ<F2<F 两解④F2≥F 唯一解一个成人与一个小孩分别在河的两岸拉一条船,船沿河岸前进,成人的拉力为F1=400 N,方向如图10所示(未画出小孩的拉力方向),要使船在河流中平行于河岸行驶.求小孩对船施加的最小力F2的大小和方向.图101.(合力与分力的关系)两个共点力的大小分别为F1=15 N,F2=8 N,它们的合力大小不可能等于()A.9 N B.25 N C.8 N D.21 N2.(力的合成)(2019·济南一中期中)有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们之间的夹角为90°时合力大小为F,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为()A.2F B.22F C.2F D.32F3.(力的合成)如图11所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用绳子通过柱顶的光滑定滑轮将100 N的货物拉住.已知人拉着绳子的一端,且该绳端与水平方向夹角为30°,则柱顶所受压力大小为()图11A.200 N B.100 3 NC.100 N D.50 3 N4.(力的分解的讨论)已知两个共点力的合力大小为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30 N,则()A.F1的大小是唯一的B.F2的方向是唯一的C.F2有两个可能的方向D.F2可取任意方向。
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!。
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。
高一物理必修一第三章知识点第三章:力的合成与分解力是物体之间相互作用的结果,而力的合成与分解是在物理学中常见的概念和技巧。
在高一物理必修一的第三章中,我们将学习关于力的合成与分解的知识点。
一、力的合成力的合成是指两个或多个力作用于同一物体时,合并成一个力的过程。
这里我们引入了矢量的概念。
矢量既有大小,又有方向,用箭头表示。
在物理学中,力是一种矢量,因此我们可以通过矢量的几何运算来合成力。
对于平行的多个力,我们可以通过矢量的代数运算,如加法或减法来得到它们的合力。
为了方便计算,我们可以使用力的三角形法则进行合力的计算。
将需要合成的力按照大小和方向绘制在纸上,然后连接其起点和终点,形成一个三角形。
合力即为这个三角形的对角线。
这个三角形法则在力很多时非常实用,可以帮助我们更直观地理解合力的方向和大小。
但是,对于不平行的两个力,我们不能直接使用三角形法则进行计算。
这时,我们需要使用平行四边形法则。
首先,将两个力的起点连线,再将它们的方向延长至相交。
然后,连接这两个延长线的交点与两个力的终点,形成一个平行四边形。
合力即为这个平行四边形的对角线。
除了三角形法则和平行四边形法则,我们还可以通过数学的方法使用正弦定理、余弦定理等来计算合力。
二、力的分解力的分解与力的合成相反,是将一个力分解为两个或多个力的过程。
在物理学中,我们常遇到一个力分解为水平方向和竖直方向的两个力的情况。
这样的分解有时可以化简问题的计算,帮助我们更好地理解物体的运动规律。
我们可以通过三角形法则反过来,将一个力沿着不同方向分解为多个力。
假设我们需要将一个力 F 分解为水平方向的力 Fx 和竖直方向的力 Fy。
我们可以先在纸上绘制一个与 F 同样大小的力 F',并且与 F 平行。
然后,将 F' 进行平行四边形法则的法则进行力的分解。
连接 F' 的起点与 F 的起点、终点与终点,我们就得到了力F 在水平方向和竖直方向上的分力。
F1F2 FOF1F2FO力的合成与分解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,通过试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。
由三角形定则还可以得到一个有用的推论:假如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|F1-F2| ≤F合≤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多数组分力,但在详细问题中,应依据力实际产生的效果来分解。
(3)几种有条件的力的分解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F1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:F2min=F sinα②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是:所求分力F2与合力F垂直,如图所示,F2的最小值为:F2min=F1sinα③当已知合力F的大小及一个分力F1的大小时,另一个分力F2取最小值的条件是:已知大小的分力F1与合力F同方向,F2的最小值为|F-F1|(5)正交分解法:把一个力分解成两个相互垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。
高中物理必修一力的合成和分解1、合力与分力(1)合力与分力的概念: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,而那几个力就叫做这个力的分力。
(2)合力与分力的关系:①合力与分力之间是一种等效替代的关系。
一个物体同时受到几个力的作用时,如果用另一个力来代替这几个力而作用效果不变,这个力就叫那几个力的合力,但必须要明确合力是虚设的等效力,并非是真实存在的力。
合力没有性质可言,也找不到施力物体,合力与它的几个分力可以等效替代,但不能共存,否则就添加了力。
②一个力可以有多个分力,即一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同。
当然,多个力的作用效果也可以用一个力来代替。
2、共点力(1)概念: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,则这几个力叫共点力。
(2)一个具体的物体,所受的各个力的作用点并非完全在同一个点上,若这个物体的形状、大小对所研究的问题没有影响,我们就认为物体所受到的力就是共点力。
如图甲所示,我们可以认为拉力F、摩擦力F f及支持力F N都与重力G作用于同一点O。
又如图乙所示,棒受到的力也是共点力。
甲乙3、力的合成:⑴概念:求几个力的合力叫力的合成。
⑵力的合成的本质:力的合成就是找一个力去代替几个已知的力,而不改变其作用效果。
⑶求合力的基本方法——利用平行四边形定则。
①平行四边形定则内容: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。
这种方法叫做力的平行四边形定则。
注意:平行四边形定则只适用于共点力。
②利用平行四边形定则求解合力常用两种求解方法Ⅰ. 图解法:从力的作用点起,按两个力的作用方向,用同一个标度作出两个力F1、F2,并构成一个平行四边形,这个平行四边形的对角线的长度按同样的比例表示合力的大小,对角线的方向就是合力的方向,用量角器直接量出合力F 与某一个力(如F 1)的夹角ϕ,如图所示。
高中物理①相互垂直的两个力合成,合力大小为F=F21+F22.、大小相等的两个力合成,其平行四边形为菱形,对角线相互垂直,合力大小为用量角器量得∠COE=∠DOE所以合力方向竖直向下.(2)解析法:先画出力的平行四边形,如图乙所示,由于OE,两对角线垂直且平分,OD在力的平行四边形中,各线段的长度表示力的大小,则有F=2F1cos 30°=2×300×32N合力方向竖直向下.[针对训练1]两个大小分别为()A.F2≤F≤F1C.F1-F2≤F≤F1+F2答案 C[针对训练2]如图5所示,用一根长上,已知绳能承受的最大张力为)()的两个作用效果,并求它的两个分力.如图所示)OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间,OB绳与竖直方向的夹角为之间的关系为()解析本题中选解法一力的作用效果分解法绳子OC的拉力如图甲所示.可得F A=G tan θ,F B解法二正交分解法结点O受到三个力在水平方向和竖直方向分解F B cos θ=F C=G可解得F A=G tan解法三力的合成法B.F1=D.F2=cos.定义:把各个力沿相互垂直的两个方向进行分解的方法用途:求多个共点力的合力时,往往用正交分解法.建立直角坐标系;通常选择共点力的作用点为坐标原点,让尽可能多把不在坐标轴上的各力沿坐标轴方向进行正交分解.的关系式为:F=F2x+两根轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上,上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力的大小范围.(g取10解析作出物体F sin θ+F1sin θ-F cos θ-F2-F1cos由①式得F=mg sin由②③式得F=要使两绳都伸直,则有所以由③式得F由④式得F min=综合得F的取值范围为[针对训练4]如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为轻质支架等长,与竖直方向均成23mg3mg和对斜面的压力F2可分解为使物体沿斜面下滑的力F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的力是重力的一个分力,不是(物体)对斜面的压力和F2是G的两个分力,错.物体放在光滑斜面上只受到重力B.F D.F解析物体受力如右图,F cos θ=F f,即.如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力和平行斜面向下的力F2,那么().这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大B.mg sinθD.mg cosθF2cos θ2F9.在倾角为α的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角为一切摩擦,圆柱体质量为m,求拉力①式应改为:F由③得F=mg1将④代入②,解得F N=mg cos α-10.如图所示,轻绳A端固定,将B答案15 4l解析如右图所示,以与滑轮接触的那一小段绳子为研究对象,在任何一个平衡位置都在滑轮对它的压力(大小为G)和绳的拉力F1、F2共同作用下静止.而同一根绳子上的拉力大小F1、F2总是相等的,它们的合力F T是重力G的平衡力,方向竖直向上.因此以F1、F2为分力作力的合成的平行四边形一定是菱形.利用菱形对角线互相垂直平分的性质,结合相似三角形知识可得d2∶l2=F12-G22∶F1,因为绳能承受的最大拉力是2G,所以d最大时F1=F2=2G,此时d2∶l2=15∶4,所以d最大为154l.§课后作业§1.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用A、B 两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法中正确的是()A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力解析由小明所受重力产生的效果,小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力,由于两个木板夹角接近180°,根据平行四边形定则,可知分力可远大于小明的重力,选项C正确.答案 C2.F1、F2是力F的两个分力.若F=10 N,则下列不可能是F的两个分力的是().A.F1=10 N,F2=10 NB.F1=20 N,F2=20 NC.F1=2 N,F2=6 ND.F1=20 N,F2=30 N解析本题考查合力和分力之间的关系,合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,则应选C.答案 C3.某同学在单杠上做引体向上,在下列选项中双臂用力最小的是().C.0.5 D 受力分析如图甲所示,由题意得F T cos θ=F f1整体受力分析如图乙所示,由题意得2 C.3∶3块石块为研究对象,受力分析如图,石块静止,则.物块静止在固定的斜面上,分别按如下图所示的方向对物块施加大小相等的力四个图中的物块均处于平衡状态,都受到四个作用力:重力G、外力建立沿斜面方向和垂直于斜面方向的直角坐标系,如图所示.分别列出物块的平衡方程可得到:A图中F f A=G sin θ;B图中F f B=+F)sin θ.B.物体可能受三个力作用D.物体一定受四个力作用角变大角变小B.mgD.F根据题意可知:两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形,对结点进行受力分析,根F T A方向不变,两绳拉力的合力重力大小和方向保持不变,如图所示,经分析可知,θ最小为。
高一物理必修一公式大全总结力的合成与分解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:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/23.合力大小范围:|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tgβ=Fy/Fx)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。
竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
匀变速直线运动1.速度Vt=Vo+at2.位移s=Vot+at?/2=V平t=Vt/2t3.有用推论Vt?-Vo?=2as4.平均速度V平=s/t(定义式)5.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/26.中间位置速度Vs/2=√[(Vo?+Vt?)/2]7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推论Δs=aT?{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
高一物理必修一力的合成和分解力是物理学中基本的概念之一,对于一个物体来说,力可以改变
物体的运动状态,或者改变物体的形态和结构。
而力既可以是一个单
独的力量,也可以是多个力的合力或者分解力。
在高一物理必修一中,我们学习了力的合成和分解,通过这一学习,我们可以更好地理解力
的作用和性质。
力的合成是指当一个物体受到多个力的作用时,这些力的作用效
果相互叠加而产生的新的力。
在空间中,力的合成可以用向量的几何
相加法来表示。
向量是有大小和方向的量,可以用箭头来表示。
合力
的大小等于向量的代数和,方向是由各力的方向决定。
在力的合成中,有两种常见的情况,即力的边角相接和力的夹角不等于90°。
首先,当多个力的边角相接时,我们可以使用力的几何相加法来
求解合力。
假设物体受到两个力F1和F2的作用,这两个力的方向、
大小以及作用点都已知。
我们可以在纸上画出F1的向量,然后在其末
端画出F2的向量,再用直尺连接起来。
连接的直线就是合力的向量,
叫做移位法向量三角形法。
通过测量这个向量的大小和方向,我们可
以得到合力的大小和方向。
在力的合成中,我们还可以使用力的正多
边形法和力的平行四边形法来求解合力。
其次,当力的夹角不等于90°时,我们可以使用力的分解来求解。
力的分解是指将一个力拆为两个互相垂直的力的过程。
假设物体受到
一个力F的作用,我们可以将这个力分解为水平分力Fh和竖直分力Fv,这两个力的大小和方向由物体所处的环境和条件来决定。
力的分解可
以用力的正斜方向分量法和力的平行于坐标轴的分量法来求解。
通过
分解,我们可以更好地理解力的作用效果和力的性质。
在物理学中,力的合成和分解是非常重要的概念。
通过力的合成,我们可以知道物体受到多个力的作用时,作用效果是如何产生和变化的。
通过力的分解,我们可以知道一个力是如何分解为多个互相垂直
的力的,并可以了解这些分力对物体的作用效果。
同时,通过力的合
成和分解,我们可以避免处理复杂力系统时的困惑和混乱。
在现实生活中,力的合成和分解也有很多实际应用。
例如,在机
械工程中,我们经常需要计算多个力对机械结构的作用效果,通过力
的合成可以计算出整体的受力情况。
在航天工程中,我们需要考虑空
间飞行器受到的多个力的作用,通过力的分解可以解决这些力对飞行
器的影响。
在体育运动中,例如击球运动,我们可以通过力的合成来确定球的轨迹和运动方向。
总结来说,力的合成和分解是力学中基础而重要的概念。
通过力的合成和分解,我们可以更好地理解和描述物体受到多个力的作用时的情况,可以解决力系统的问题。
同时,力的合成和分解也有很多实际应用,能够帮助我们解决现实生活和科学研究中的问题。
因此,力的合成和分解是我们学习物理的重要内容,对于我们理解力学和应用力学有着重要的作用。