力的合成分解专题
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力的合成与分解经典题一、力的合成经典题1. 题目- 有两个力,F_1 = 3N,方向水平向右;F_2 = 4N,方向竖直向上。
求这两个力的合力大小和方向。
2. 解题思路- 这就像是两个人在拉一个东西,不过方向不一样。
我们可以用平行四边形定则来求合力。
- 首先呢,根据平行四边形定则,合力的大小F=√(F_1^2)+F_2^{2}。
这里F_1 = 3N,F_2 = 4N,那就是F=√(3^2)+4^{2}=√(9 + 16)=√(25)=5N。
- 然后求方向,我们可以用三角函数。
设合力与水平方向的夹角为θ,那么tanθ=(F_2)/(F_1),也就是tanθ=(4)/(3),所以θ=arctan(4)/(3)≈53.13^∘,合力方向是与水平方向成53.13^∘角斜向上。
3. 总结- 做这种力的合成题啊,只要记住平行四边形定则,再加上点三角函数的知识,就像切菜一样简单啦。
二、力的分解经典题1. 题目- 一个物体受到一个大小为10N的力F,方向与水平方向成37^∘角斜向上。
将这个力分解为水平方向和竖直方向的分力。
2. 解题思路- 想象这个力就像一个斜着拉东西的绳子,我们要把它的作用效果分成水平和竖直两个方向。
- 根据力的分解的平行四边形定则,水平方向的分力F_x = Fcos37^∘,竖直方向的分力F_y = Fsin37^∘。
- 我们都知道cos37^∘=(4)/(5),sin37^∘=(3)/(5),力F = 10N。
- 那么水平方向分力F_x=10×(4)/(5)=8N,竖直方向分力F_y =10×(3)/(5)=6N。
3. 总结- 力的分解也不难,关键就是要找到合适的角度,然后用三角函数把力分解到我们想要的方向上。
就像把一个大任务分成几个小任务一样,各个击破嘛。
2024高考物理力的合成与分解专题讲解在物理学中,力的合成与分解是一个重要的概念,特别是在解决力学问题时,它们被广泛应用。
本文将针对2024年高考物理题中与力的合成与分解相关的题目进行专题讲解,帮助同学们更好地理解和掌握这一知识点。
一、力的合成1. 什么是力的合成?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当于一个合力的作用效果。
合力的大小和作用方向取决于这些力的大小和作用方向。
2. 力的合成的几何方法力的合成可以通过几何方法进行求解。
当多个力作用在同一个物体上时,可以使用力的几何图示来求得合力。
(示意图)如图所示,假设物体受到A、B两个力的作用,我们可以将它们按照比例画在一个力的几何图示中,然后连接起来。
连接起来的线段表示了合力的大小和作用方向。
3. 力的合成的数学方法力的合成也可以通过数学方法进行求解。
当多个力的大小和方向已知时,可以使用向量相加的方法获得合力的大小和方向。
(数学公式)如上图所示,假设物体受到A、B两个力的作用,力A的大小为F_A,方向为α,力B的大小为F_B,方向为β。
我们可以使用向量相加的方法,通过以下公式计算出合力的大小和方向:F = √(F_A^2 + F_B^2 + 2F_A・F_B・cos(α - β))4. 力的合成的应用力的合成在解决力学问题时具有广泛的应用。
例如,在斜面上放置一个物体,可以通过将重力分解为平行于斜面和垂直于斜面的分力,从而获得物体在斜面上的加速度。
二、力的分解1. 什么是力的分解?力的分解是指将一个力分解成多个力的过程。
通过力的分解,可以将一个力分解成与坐标轴方向垂直的两个力,使得问题的处理更加简单。
2. 力的分解的方法力的分解可以通过几何方法或数学方法进行求解。
几何方法是通过画力的几何图示,将一条力分解成两条力;数学方法则是通过向量的分解,将一个力分解成与坐标轴方向垂直的两个力。
3. 力的分解的应用力的分解在解决力学问题时也有广泛的应用。
经典题型:1、作用在同一点上的两个力,大小分别是5N 和4N ,则它们的合力大小可能是( ) A 、0N B 、5N C 、 3N D 、10N2、如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m 的小球,小球被竖直的木板档住,不计摩擦,则球对档板的压力大小是…………………………………………………( )A 、B 、C 、D 、3、上题中若将木板AB 绕B 点缓慢转动至水平位置,木板对球的支持力将…………( ) A 、逐渐减小 B 、逐渐增大C 、先增大,后减小D 、先减小,后增大4、如图所示,AO 、BO 、CO 是完全相同的绳子,并将钢梁水平吊起,若钢梁足够重时,台子AO 先断,则) A 、不论θ为何值,AO 总是先断B 、 θ=1200C 、 θ>1200D 、 θ<1200 5、在力的分解中,唯一解的条件是…………………………………………( ) A 、已知两个分力的方向 B 、已知两个分力的大小C 、已知一个分力的大小和方向D 、已知一个分力的大小和另一个分力的方向6、如图所示,用细绳将重球悬挂在光滑墙壁上,当绳子变长时………………( ) A 、绳子的拉力变小,墙对球的弹力变大B 、绳子的拉力变大,墙对球的弹力变大C 、绳子的拉力变大,墙对球的弹力变小D 、绳子的拉力变小,墙对球的弹力变小7、如图所示,小球作细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当绳子从水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的将 A 、逐渐增大B 、逐渐减小C 、先增大,后减小D 、先减小,后增大8、如图所示,物体静止于光滑水平面M 上,力F 作用于物体O 点,现要使物体沿着OO ‘方向做匀加速运动(F 和OO ’都在M 平面内),那么必须同时再加一个力F 1,这个力的最小值为…………………………………………………………………………( )A .B.C.αcos mg αtan mg αcos mgmg θtan F θcos F θsin F θsin FCD.9、如图所示,有一个表面光滑、质量很小的截面是等腰三角形的尖劈,其倾角为θ,插在缝A 、B 之间,在尖劈上加一个力F ,则尖劈对缝的左侧压力大小为多少?参考答案:知识达标:1、代数法、矢、平行四边形定则2、表示两个共点力的线段为邻边、这两个邻边之间的对角线3、①越小②可以③可以、可以、可以4、正交分解①一②一③一组或两组④两个经典题型:1、BC 2、B 3、D 4、D 5、AC 6、D 7、D 8、C9、2sin 2θ÷F。
专题06 力的合成与分解静态平衡考点一力的合成与分解1.合力与分力是等效替代的关系;力的合成与分解遵循平行四边形定则。
2.两个共点力的合力范围:|F1-F2|≤F合≤F1+F2;当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两力同向时,合力最大,为F1+F2.3.三个共点力的合成:1)三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3.2)任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的那个力减去另外两个较小的力.4.力的合成与分解中常用的两个结论1)两个等大的力F合成时:若这两个力的夹角为900,这两个的合力F合=√2F;若这两个力的夹角为600,这两个的合力F合=√3F;若这两个力的夹角为1200,这两个的合力F合=F.2)两等大的力合成时,若这两个力的合力一定,则夹角越大,两分力越大.1.将一个力F分解为大小与F相等的两个分力,这两个分力间的夹角为()A.30°B.60°C.120°D.150°【答案】C【解析】由平行四边形定则可知,两个等大的力夹120°角时,它们的合力与它们一样大,故而将一个力F 分解为大小与F相等的两个分力,这两个分力间的夹角为120°。
故选C。
2.两个共点力F1、F2的合力的最大值为14N,最小值为2N。
当F1、F2的夹角为90°时,合力大小为()A.10N B.10√2N C.12N D.16N【答案】A【解析】两个力同向时最大,反向时最小,设F1>F2,则F1+F2=14N F1−F2=2N解得F1=8N F2=6N当当F1、F2的夹角为90°时,有F=√F12+F22=10N故选A。
3.大小分别为3N、3N和5N的三个力构成共点力,它们合力的最大值和最小值分别为()A.6N;1N B.11N;1N C.0N;0N D.11N;0N【答案】D【解析】当三个力作用在同一条直线上且方向相同时,三个力的合力最大,最大值为F max=3N+3N+5N=11N3N、3N两力合成时合力范围为0≤F′≤6N当两个力的合力为5N时,再与第三个力合成,则合力最小值为F min=0N D正确。
力的合成与分解--高二物理专题练习一、共点力的合成1.合力的大小范围(1)两个共点力的合成:|F1-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;当两力同向时,合力最大。
(2)三个共点力的合成①最大值:三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3.②最小值:任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和.2.共点力合成的方法(1)作图法.(2)计算法.3.几种特殊情况的共点力的合成二、力分解的两种常用方法1.效果分解法按力的作用效果分解(思路图)2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力F 1、F 2、F 3、…作用,求合力F 时,可把各力向相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力F x =F x 1+F x 2+F x 3+…y 轴上的合力F y =F y 1+F y 2+F y 3+…合力大小F =F 2x +F 2y 合力方向:与x 轴夹角为θ,则tan θ=Fy F x.1.如图所示,是两个共点力的合力F 的大小与这两个共点力之间的夹角θ的关系图象,则这两个力的大小分别是()A .1N 、4NB .2N 、3NC .1N 、5ND .2N 、4N【答案】B【详解】两个力夹角为0°时,则F 1+F 2=5N 两个力夹角为180°时,则121N F F -=可得F 1=3N ,F 2=2N 故选B 。
2.如图,是石拱桥的简化示意图。
它是用四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中,第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。
力的合成和分解1.通过实验探究,得出力的合成与分解遵从的规律——平行四边形定则。
2.会用作图法和直角三角形的知识解决共点力的合成与分解问题。
3.运用力的合成与分解知识分析日常生活中的相关问题,培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
一、共点力如果几个力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力.二、合力和分力1、定义: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、关系:合力与分力之间的关系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.三、力的合成和分解1、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:求两个互成角度的分力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,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,F1、F2为分力,F 为合力.②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的有向线段为合矢量.如图乙,F1、F2为分力,F 为合力.2、共点力合成的方法①作图法:从力的作用点起,按同一标度作出两个分力F1和F2的图示,再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,画出过作用点的对角线,量出对角线的长度,计算出合力的大小,量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示)。
②计算法:根据平行四边形定则作出力的示意图,然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力.3、合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.①两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小.②合力的大小不变时,两分力随夹角的增大而增大.③当两个力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两个力同向时,合力最大,为F1+F2.(2)三个共点力的合力范围①最大值:三个力同向时,其合力最大,为F max=F1+F2+F3.②最小值:以这三个力的大小为边,如果能组成封闭的三角形,则其合力的最小值为零,即F min=0;如果不能,则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和,即F min=F1-(F2+F3)(F1为三个力中最大的力).(3)计算法:几种特殊情况的共点力的合成。
力的合成与分解专题(六)
一.物体受力分析
1.物体受力分析是解决物理问题的基础。
1.明确研究对象2.隔离研究对象将研究对象从周围物体中隔离出来,只分析研究对象受到的作用力,不考虑研究对象对别的物体的作用力;只分析外力,不分析内力。
2 重力、电磁力、弹力、摩擦力(先场力,后接触力,再摩擦力)弹力和摩擦力属被动力,它们的大小和方向与物体受其它力的情况有关。
凡有接触的地方都要考虑是否有弹力,凡有弹力的地方都要考虑是否有摩擦力。
3.防止添力和漏力,按正确的顺序分析是防止漏力的有效措施防止添力的方法是看能否找到施力物体。
例1如图所示,与竖直方向成45°角的天花板上有一物块,该物块在竖直向上的恒力F作用下恰好能沿天花板匀速上升,物体可能受几个力?
二.力的合成和分解
1.原则:等效替代。
用一个力等效代替几个力叫力的合成,用几个力等效代替一个力叫力的分解。
合力和分力是等效替代关系,即合力和分力的作用效果相同。
在对物体进行受力分析时,考虑了合力就不考虑分力,考虑了分力就不考虑合力,因为它们是等效替代关系。
2.方法:平行四边形法则、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法
3、力的合成
⑴.同一直线上两力的合成先规定正方向,转化为代数运算。
同向两力的合成:相加。
(合力最大)反向两力的合成:大力减小力,合力方向与大力方向相同。
(合力最小)实质:规定正方向后,加上一个“负”的力。
⑵.互相垂直的两力的合成:解直角三角形。
例1.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们夹角为90°时的合力为F,它们的夹角变为
120°时,合力的大小为() A.2F B.(2/2)F C.2F D.3/2F
例2.下列几组共点力分别作用在一个物体上,有可能使物体达到平衡状态的是()A.7 N,5 N,3 N B.3 N,4 N,8 N
C.4 N,10 N,5 N D.4 N,12 N,8 N
4、力的分解
⑴.斜面上重物的重力的分解:
图1—2—
1
⑵.斜向上方(或斜向下方)的力的分解:
例1.关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是 ( )
A .合力大小随两力夹角增大而增大
B .合力的大小一定大于分力中最大者
C .两个分力夹角小于180°时,合力大小随夹角减小而增大
D .合力的大小不能小于分力中最小者
例2.如图1—2—1所示装置,两物体质量分别为m 1、m 2,悬点ab 间的距离大于滑轮的直径, 不计一切摩擦,若装置处于静止状态,则( )
A .m 2可以大于m 1
B .m 2一定大于21m
C .m 2可能等于21m
D .θ1一定等于θ2 ⑶.正交分解:正交分解法求合力,在解决多个力的合成时,有明显的优点。
在运用牛顿第二定律解题时常常用到。
建立直角坐标系,将力向两个坐标轴分解,转化为同一直线上的力的合成。
例1.质量为m 的木块在推力F 作用下,在水平地面上做匀速运动.已知
木块与地面间的动摩擦因数为µ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各
值的哪个?
A .µmg B.µ(mg+Fsin θ)
C.µ(mg+Fsin θ) D.F cos θ
例2.如图所示,质量为m ,横截面为直角形的物快ABC ,∠ABC =α,AB 边靠在竖直墙上, F 是垂直于斜面BC 的推力,现物块静止不动,求摩擦力的大小。
针对练习
1、一个质量为m 的物体受到三个共点力F1、F
2、F3的作用,这三个力的大小和方向刚好构成如图所示的三角形,则这个物体所受的合力是:
A 、2F1;
B 、F2;
C 、F3;
D 、2F3。
2.如图所示.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 F
3=10N ,则这五个力的合力大小为( )
A .10(2+2)N
B .20N
C .30N
D .0
3.如图所示一条易断的均匀细绳两端固定在天花板的A 、B 两点,
今在细绳O 处吊一砝码,
如果OA =2BO ,则 ( )
A .增加硅码时,AO 绳先断
B .增加硅码时,BO 绳先断
C .B 端向左移,绳子易断
D .B 端向右移,绳子易断
4.2008年北京奥运会,我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军,其中有一个高难度的
动作就是先双手撑住吊环,然后身体下移,双臂缓慢张开到如图所示位置,
则在两手之间的距离增大过程中,吊环的两根绳的拉力F T (两个拉力大小相
等)及它们的合力F 的大小变化情况为( A )
A .F T 增大,F 不变
B .F T 增大,F 增大
C .F T 增大,F 减小
D .F T 减小,F 不变
5.如图所示,质量为m 的质点静止地放在半径为R 的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因
数为μ,质点与球心连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是( D )
A .质点所受摩擦力大小为μmg sin θ
B .质点对半球体的压力大小为mg cos θ
C .质点所受摩擦力大小为mg sin θ
D .质点所受摩擦力大小为mg cos θ
6.如图所示,物体M 在斜向右下方的推力F 作用下,在水平地面上恰好做匀速运动,则推力
F 和物体M 受到的摩擦力的合力方向是( A )
A .竖直向下
B .竖直向上
C .斜向下偏左
D .斜向下偏右
7.如图所示,光滑水平地面上放有截面为14
圆周的柱状物体A ,A 与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B ,对A 施加一水平向左的力F ,整个装置保持静止.若将A 的位置向左移动稍许,整个装置仍保持平衡,则( BD )
A .水平外力F 增大
B .墙对B 的作用力减小
C .地面对A 的支持力减小
D .B 对A 的作用力减小
8.(12分)把一个力分解为两个力F1和F2,已知合力F=40 N,F1与合力的夹角为30 °,如图1—2—9所示,若F2取某一数值,可使F1有两个大小不同的
数值,则F2大小的取值范围是什么?
9.AB一起沿斜面匀速下滑,画出A受到的力,若AB一起匀加速下滑,再次画出A受到的力
10.如图所示,能承受最大拉力为10N的细线OA与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5N的组线OB水平,细线OC能承受足够大的拉力,为使OA,OB均不被拉断,OC下端所悬挂物体的最大重力是多少?(5N )
11.如图物体A重400N,A与桌面间的最大静摩擦力为120N,AC绳水平,OC绳与竖直方向的夹角为30°,
求:⑴当物体B重100N时,A所受的摩擦力为多少?
⑵如OC绳能够承受的最大拉力为300N,A静止不动,问所挂物体B的最大质量为多少?(g=10m/s2) (1) 1003/3 (2) 123。