专题七 :力的合成与分解
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力的合成与分解一、精讲释疑1、力的合成方法(1)平行四边形定则求两个互成角度的共点力F1、F2的合力时,可以把表示F1、F2这两个力的形状作为邻边,画平行四边形,这两个邻边所夹的对角线即表示合力的大小和方向。
①当两个力在同一直线上时,求合力时,如果两力同向,直接相加,反向相减。
②如果求两个以上的共点力的合力时,先把其中任意两力做一平行四边形,把这两力的合力求出来,然后再把这两力的合力和第三个力再合成,得出这三个力的合力,依此类推,直到把所有力都合成进去,最后得到的合力就是这些力的合力。
求两个以上的共点力的合力,用正交分解。
(2)三角形定则把要合成的两个力F1、F2首尾相接的画出来,再把F1、F2的另外两端也连接起来,这种连线就表示合力的大小和方向。
例1如果两个共点力F1、F2的合力为F,则A、合力F一定大于任何一个分力FF1F2这句话的意思,三角形的一条边一定大于其他两条边,显然错误。
B 、 合力F 的大小可能等于F 1,也可能等于F 2等腰三角形,其中一腰为合力,正确。
C 、 合力F 有可能小于任何一个分力正确。
D 、 合力F 的大小随F 1、F 2间夹角的增大而减小。
正确。
随平行四边形邻边的夹角增大,所夹对角线减小。
两个力夹角为0时,合力最大,为两个分力之和。
两个力夹角增大,合力减小。
两个力夹角为180°时,合力最小,为二力之差。
2、力的分解方法力的合成的逆运算。
同样遵守平行四边形定则。
两个确定的分力,它的合力是唯一的。
如果把一个力分解,可以分解为方向、大小都不同的分力,不是唯一的。
F F 1F 2 FF 1F 2 FF(1)根据力的实际效果进行分解 三个基本步骤:①根据力的实际效果确定两个分力的方向。
如斜面上物体的重力分解,重力有两个效果。
压斜面的效果,沿斜面往下冲的效果。
②根据已知的力(要分解的力)和这两个分力的方向做四边形。
③由四边形确定分力的大小。
例1有一个三角形支架,一端用轻绳悬挂一个物体,把物体对绳的拉力进行分解。
力的合成与分解的方法力的合成与分解是物理学中的重要概念,在力学的研究中起到了至关重要的作用。
合成力指的是两个或多个力的作用合起来的力,而力的分解则是指将一个力拆分为多个分力的过程。
本文将针对力的合成与分解的方法进行详细论述。
一、力的合成方法力的合成是指两个或多个力的作用合起来的效果。
在三角形法则中,我们可以通过任意数量的力的向量图相加来合成力。
以下是力的合成的一些常用方法:1. 图解法通过在平面上绘制力的向量图,并按照三角形法则相加,可以得到合成力。
具体方法是:首先,根据实际情况将各个力的大小用向量的长度表示,并在图纸上选择一个合适的比例尺;其次,按照力的作用方向和大小,将各个力的向量按照一定比例画在图纸上;最后,根据三角形法则,通过将这些力的向量按照顺序相连接,将它们首尾相接,得到的合成力就是连接向量首尾形成的三边闭合图形的结果。
2. 分解法分解法是将一个力分解为两个或多个分力的过程。
对于斜向作用的力,我们可以通过将其分解为水平和垂直方向的力来求解。
分解法的基本思想是,利用三角形的相似性来进行分解。
具体方法是:首先,确定力的方向和大小;然后,选择合适的比例,在图纸上画出力的向量;最后,通过三角形的相似性,以合适的角度进行分解,得到力的水平和垂直分力。
二、力的分解方法力的分解是指将一个力拆分为多个分力的过程。
通过力的分解,我们可以更好地理解力的作用效果和力的组成。
以下是一些常用的力的分解方法:1. 水平和垂直分解对于斜向作用的力,我们可以将其分解为水平和垂直方向的力。
这种分解方法常常用于解决需要求解水平分力和垂直分力的问题。
通过利用三角形的相似性,我们可以得到力的水平和垂直分力的大小。
2. 按坐标轴分解这种分解方法常常用于解决需要求解在特定坐标轴上的分力的问题。
以重力为例,我们可以将其分解为沿x轴方向和y轴方向的分力。
通过利用勾股定理和三角函数,我们可以求解出力在坐标轴上的分力。
总结起来,力的合成与分解是物理学中重要的概念和方法。
高中物理力的合成与分解公式总结高中物理力的合成与分解公式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。
高中物理学习方法听得懂高中生要积极主动地去听讲,把老师所说的每一句话都用心来听,熟记高中物理概念定义,这是“知其然”,老师讲解的过程就是“知其所以然”,听懂,才会运用。
记牢固尤其是基本的概念。
定义、定律、结论等,不要把这些看成可记可不记的知识,轻视了,高中生对物理问题的理解、运用就会受阻,在物理解题过程中就会因概念不清而丢分,掌握三基本:基本概念清、基本规律熟、基本方法会,这些都是要记住的范畴。
只有这样,高中生学习物理才会得心应手,各种难题才会迎刃而解。
会运用会运用才是提高成绩的根本,就是对概念、公式等要掌握灵活,活学活用,不是死记硬背,不同的题型采用不同的解题方法,公式的运用也是做到灵活多变,以达到正确解题的目的。
比如对于牛顿三大运动定律、什么是动量、为什么动量会守恒这些动力学的基本概念的理解,仅仅停留在字面上学起来就是枯燥的,甚至是难于理解的,而这些知识又影响着整个力学的学习过程,所以,在高中物理学习过程中,试着把这些概念化的内容融于各种题型中,将其内化成高中生的基本知识,另辟思路,学起来就容易得多了,学习效益会翻倍。
专题七:力的合成与分解
(一)力的合成
【例】大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有:
A.合力F一定大于任一个分力;
B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2;
C.合力有可能小于任一个分力;
D.合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小.
●课堂针对训练●
(1)关于分力与合力的说法中,正确的是:
A.分力与合力同时作用于物体上;
B.分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的效果相同;
C.合力总是大于分力;
D.两个分力夹角在0°到180°之间时,夹角越大,合力越小.
(2)两个共点力,大小都是50N,如果要使这两个力的合力也是50N,这两个力之间的夹角应为:A.30°;B.45°;
C.90°;D.120°
(3)两个共点力的大小都是F,其合力的大小:
A.一定大于F;
B.一定小于F;
C.由F及两个力间的夹角决定;
D.一定满足0≤F合≤2F.
(4)一个重为20N的物体置于光滑的水平面上,当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时,如图1-26所示,物体受到的合力为:
A.15N;B.25N;
C.20N;D.0.
(5)两个共点力的合力最大为15N,最小为5N,则这两个力的大小分别是多少?如果这两个力的夹角是90°,则合力的大小为多少?
(6)六个共点力大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F,相互间夹角均为60°,如图1-27所示,则它们的合力的大小和方向.
(7)有三个力,一个力是12N,一个力是5N,一个力是8N,有关这三个力的合力的下列说法中正确的是:A.合力的最小值是1N;B.合力的最小值是0;
C.合力不可能是20N;D.合力不可能是30N.
(8)有两个大小相等的共点力,当它们间的夹角为90°时合力为F,则当它们间的夹角为120°时,合力的大小为多少?
9. 小东在体育课上做单杠练习时,两臂伸直,双手平行握住单杠,之后逐渐增加双手间距.此过程中手臂上的拉力变化情况为()
A.逐渐变小B.逐渐变大
C.先变大后变小D.先变小后变大
10.在研究两个共点力合成的实验中,得到如图1-2-6所示的合力跟两
个分力间夹角θ的关系曲线.下列说法中正确的是()
A.两个分力大小分别为1 N、4 N
B.两个分力大小分别为6 N、4 N
C.合力大小的范围为1 N≤F≤7 N
D.合力大小的范围为1 N≤F≤5 N
11.如图1-2-7所示,有五个力作用于一点P,构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线,设F3=10 N,则这五个力的合力大小为()
A.10(2+2) N
B.20 N
C.30 N
D.0
12一物体位于光滑水平面上,同时受到三个水平共点力F1、F2和F3作用,其大小分别为F1=42 N、F2=28 N、F3=20 N,且F1的方向指向正北,下列说法中正确的是()
A.这三个力的合力可能为零
B.F1、F2两个力的合力大小可能为20 N
C.若物体处于匀速直线运动状态,则F2、F3的合力大小为48 N,方向指向正南
D.若物体处于静止状态,则F2、F3的合力大小一定为42 N,方向为正南
13.手握轻杆,杆的另一端安装有一个小滑轮C支持着悬挂重物的绳子,如图所示,现
保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用力将
()
A.变大
B.不变
C.变小
D.无法确定
13.如图所示,质量为10 kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点,某时刻
只受到F1和F2的作用,且F1=10 N,F2=102N,则物体的加速度
()
A.方向沿y轴正方向
B.方向沿y轴负方向
C.大小等于1 m/s2
D.大小等于 2 m/s2
14.如图4所示,长木板的左端有固定转动轴,靠近木板右端处静止放有一个木块.现将木板的右端提升使木板从水平位置开始缓慢地逆时针转动.发现当木板的倾角α达到25°时,木块
开始沿斜面向下滑动.那么在α从0°逐渐增大到40°的过程中,下列说法中正确
的是()
A.木块受的摩擦力先减小后增大
B.木块受的摩擦力先增大后减小
C.木块受的合外力不断增大
D.木块受的合外力始终为零
(二)力的分解
(1)关于力的分解,下列说法正确的是:
A.力的分解其本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替某一个力的作用效果;
B.分力可能大于合力;
C.力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则;
D.分解一个力往往根据它产生的效果来分解它.
(2)在已知的一个力的分解中,下列情况具有唯一解的是:
A.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上;
B.已知一个分力的大小和方向;
C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向;
D.已知两个分力的大小.
(3)将一个力F分解为两个不为零的力,下列哪种或哪些分解方法是不可能的?
A分力之一垂直于F;
B.两个分力与F都在一直线上;
C.一个分力的大小与F的大小相同;
D.一个分力与F相同.
(4)对一个方向向东,大小为4N的力沿直线分解,若其中一个分力的大小为2N,则另一个分力(方向向东)的大小可能为:
A.1N;B.2N;
C.6N;D.7N.
)4、下列说法中正确的是()
A.一个2 N的力可分解为7 N和4 N的两个分力
B.一个2 N的力可分解为9 N和9 N的两个分力
C.一个6 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力
D.一个8 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力
如图3-5-5所示,物体静止在光滑水平面上,受到一个水平恒力F
1
的作用,要使物体在水平面上沿OA方向作直线运动,OA与水平方向
的最小值是多大?方向如何?
成θ角,则对物体施加的这个力F
2
8 将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6N,则在分解时( )
A.有无数组解
B.有两组解
C.有惟一解
D.无解
如图3-5-11所示,一个大人沿与河岸成θ角的方向拉纤,要使
平行河岸的船行方向上得到一个合力F,则另一岸的一个小孩如何
用力最小
(三).平行四边形定则
1.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,这里作用效果是指()
A.弹簧测力计的弹簧被拉长
B .固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
C .细绳套受拉力产生形变
D .使橡皮条在某一方向上伸长到某一长度
8.(2009年苏南四市模拟)在“验证力的平行四边形
定则”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板
上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图
1-6-8).实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并
互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达一位置
O .
(1)某同学在做该实验时认为:
A .拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好
B .拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C .橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O 时,拉力要适当大些
D .拉力F 1和F 2的夹角越大越好
其中正确的是__________(填入相应的字母).
(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N ,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则__________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N 的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是_______________________.
(2010·宁波检测)“探究求合力的方
法”的实验如图实-3-3甲所示,其中A
为固定橡皮筋的图钉,O 为橡皮筋与细绳的
结点,OB 和OC 为细绳.图实-3-3乙所示
是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的__________是力F 1和F 2
的合力的理论值;
________是力F 1和F 2的合力的实际测量值.
(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是
否会发生变化?答:________.(选填“变”或“不变”)
(3)本实验采用的科学方法是 ( )
A .理想实验法
B .等效替代法
C .控制变量法
D .建立物理模型法
6.(2009年广东模拟)如图1-6-6所示,用A 、B 两弹簧
测力计拉橡皮条,使其伸长到O 点(α+β<π2),现保持A 的读数
不变,而使夹角减小,适当调整弹簧测力计B 的拉力大小和方
向,可使O 点保持不变,这时:B 的示数应是( )
A .一定变大
B .一定不变
C .一定变小
D .变大、不变、变小均有可能 图1-6-6。