力的合成与分解(专题讲座)

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力的合成与分解(公开课)

数。
02
动力学
动力学研究物体在受力作用下的运动规律。利用力的合成与分解原理，
可以分析物体在不同力作用下的运动轨迹和速度变化，进而揭示物体运
动的内在规律。
03
弹性力学
弹性力学研究物体在受力作用下的变形和恢复规律。通过力的合成与分
解，可以分析物体内部应力分布和应变情况，为材料选择和结构设计提
供依据。
日常生活中的应用举例
机械设计
在机械设计中，力的合成与分解被广泛应用于分析机械零件的受力情况。通过计算不同方向上的分力，可以确定零件的强度和刚度要求，进而设计出高效且耐用的机械产品。
物理学其他领域的应用
01
运动学
在运动学中，力的合成与分解被用于描述物体的运动状态。通过分析物
体所受的合力及其方向，可以预测物体的加速度、速度和位移等运动参
应用
注意事项
在使用平行四边形法则时，需要确保两个力是共点的，且力的方向用箭头表示。
主要用于计算两个力的合力，适用于平面内的2
03
定义
把两个矢量首尾相接，从第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的连线就是这两个矢量的和。
应用
用于计算两个不共线、但首尾相接的力的合力，适用于平面内的非共点力。
注意事项
三角形法则与平行四边形法则在本质上是相同的，但在处理某些问题时，三角形法则更为简便。
多力合成方法
正交分解法
01
将多个力分解为两个互相垂直的分力，然后分别求出这两个方
向上的合力，最后根据勾股定理求出最终的合力。
平行四边形定则的推广
02
对于多个共点力，可以依次运用平行四边形定则进行合成，直
在某些情况下，需要将一个非共点力平移至另一作用点。平移过程中需引入一个附加力矩以保持平衡。例如，在桥梁设计中，为了简化计算和分析过程，可将桥墩所受的非共点力平移至桥墩顶部，同时考虑附加力矩的影响。

力的合成和分解

力的合成与分解专题【知识点】1、运算法则：只有大小没有方向的物理量叫标量，运算法则是，既有大小，又有方向的物理量，叫，运算法则是_____________________________________________。

2、平行四边形定则：如果用___________________________________________________作平行四边形，那么，合力的大小和方向就可以用_____________________________来表示。

3、力的合成：①在F1、F2大小一定时，θ角越大，合力越。

②合力的取值范围：┃F1—F2┃≤F ≤F1+F2；如果θ没有限制，F可以取该范围内的任意值么。

③合力可以比分力大么？，可以比分力小么？；可以等于分力么4、力的分解：分解某个力时，既可以按照这个力产生的效果分解，也可以进行分解；①已知合力和两个分力的方向，求两个力的大小，有组解；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，有组解；③已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向，有组解；④①已知合力和两个分力的大小，求两个力的方向时，有组解；【案例分析】［例1］两个共点力的合力与分力的关系是［］A．合力大小一定等于两个分力大小之和B．合力大小一定大于两个分力大小之和C．合力大小一定小于两个分力大小之和D．合力大小一定大于一个分力的大小，小于另一个分力的大小E．合力大小可能比两个分力的大小都大，可能都小，也可能比一个分力大，比另一个分力小［例2］大小为4N、7N和9N的三个共点力，它们的最大合力是多大？最小合力是多大？［例3］在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上（图1）．如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°，每条钢丝绳的拉力都是300N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力．［例4］在一块长木板上放一铁块，当把长木板从水平位置绕一端缓缓抬起时（见图），铁块所受的摩擦力[ ] A．随倾角θ的增大而减小B．在开始滑动前，随θ角的增大而增大，滑动后，随θ角的增大而减小C．在开始滑动前，随θ角的增大而减小，滑动后，随θ角的增大而增大D．在开始滑动前保持不变，滑动后，随θ角的增大而减小［例5］在图中灯重G=20N ，AO 与天花板间夹角α=30°，试求AO 、BO 两绳受到的拉力？［例6］在图中小球重G=100N ，细绳与墙面间夹角α=30°，求小球对细绳的拉力和对墙面的压力分别等于多少？［例7］绳子AB 能承受的最大拉力为100N ，用它悬挂一个重50N 的物体．现在其中点O 施加一水平力F 缓慢向右拉动（如图1所示），当绳子断裂时AO 段与竖直方向间夹角多大？此时水平力F 的大小为多少？【一试身手】一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1．(2009·海南高考)两个大小分别为F 1和F 2(F 2＜F 1)的力作用在同一质点上，它们的合力的大小F 满足( )A ．F 2≤F ≤F 1 B.F 1－F 22≤F ≤F 1＋F 22C ．F 1－F 2≤F ≤F 1＋F 2D ．F 12－F 22≤F 2≤F 12＋F 22解析：两个分力同向时合力有最大值，两个分力反向时合力有最小值，当两个分力互成一个夹角时，按平行四边形定则可知，其值在最小值和最大值之间随夹角的变化而变化．答案：C2．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1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 ．无法确定解析：杆对滑轮C 的作用力大小等于两绳的合力，由于两绳的合力不变，故杆对滑轮C 的作用力不变．B 项正确．答案：B3．如图2所示，一轻绳上端固定，下端系一个质量为m 的小球．现对小球施加一个F ＝mg 的水平拉力，使小球偏离竖直位置并保持静止，则轻绳与竖直方向的夹角为 ( )A ．30°B ．37°C ．45°D ．60°解析：以小球为研究对象，受力分析如图所示：∵tan α＝F mg，∴tan α ＝1，∴α＝45°.故选C 项．答案：C4．(2009·江苏高考)用一根长1 m 的轻质细绳将一幅质量为1 kg 的画框对称悬挂在墙壁上．已知绳能承受的最大张力为10 N ．为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g 取10 m/s 2) ( ) A.32 m B.22 m C.12 m D.34m解析：画框处于平衡状态，所受合力为零，绳子所能承受的最大拉力等于画框的重力，根据力的平行四边形定则可知，两绳间的夹角为120°，则两个挂钉间的最大距离为32 m ，A 正确．答案：A5．如图4所示，作用在滑块B 上的推力F ＝100 N ，若α＝30°，装置重力和摩擦力均不计，则工件上受到的压力为 ( )A ．100 NB ．100 3 NC ．50 ND ．200 N解析：对B 受力分析(如图甲)得F 2＝F /sin30°＝2F对上部分受力分析(如图乙)其中F 2′＝F 2，得F N＝F2′·cos30°＝100 3 N，故B正确．答案：B二、双项选择题(本题共5小题，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分)6．一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．这三个力的合力一定为零B．F1、F2两个力的合力大小可能为20 NC．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，方向为正南解析：F1、F2的合力范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即14 N≤F≤70 N，B选项正确．F3的大小处于此范围之内，所以这三个力的合力可能为零，选项A错误．若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，则某两个力的合力必定与第三个力等大反向．选项C错D对．答案：BD7．如图5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＝10 2 N，则物体的加速度()A．方向沿x轴正方向B．方向沿y轴负方向C．大小等于1 m/s2D．大小等于 2 m/s2解析：将F2沿x轴、y轴正交分解，得：F2x＝10 N，F2y＝10 N，因F2y与F1等大反向，故物体受到沿水平面的合力F合＝F2x＝10 N，由F合＝ma可得，物体加速度的大小为1 m/s2，C正确，D错误，方向沿x轴正方向，B错误，A正确．答案：AC8．如图6所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止．已知A和B的质量分别为m A、m B，绳与水平方向的夹角为θ，则()A．物体B受到的摩擦力可能为0B．物体B受到的摩擦力为m A g cosθC．物体B对地面的压力可能为0D．物体B对地面的压力为m B g－m A g sinθ解析：对B受力分析如图所示，则水平方向上：F f＝F T cosθ由于F T＝m A g所以F f＝m A g cosθ，故A错B对；竖直方向上：F N B＋F T sinθ＝m B g，所以F N B＝m B g－F T sinθ＝m B g－m A g sinθ，故C错D对．答案：BD9．质量为m的物体静止地放在与水平面成θ角的粗糙斜面上，今在物体上加一个水平方向的力F，如图7所示，物体仍静止，这时物体所受摩擦力()A．方向发生了变化B．方向不变C．大小为F D．大小为F2＋(mg sinθ)2解析：将摩擦力F f分解为互相垂直的两个分力：①沿斜面向上的分力F f1，大小等于mg sinθ；②与F反向的水平分力F f2，大小等于F.所以摩擦力F f＝F f22＋F f12＝F2＋(mg sinθ)2.故A、D正确．答案：AD10．(2010·莆田模拟)小木块放在倾角为α的斜面上，受到一个水平力F(F≠0)的作用处于静止，如图8所示，则小木块受到斜面的支持力和摩擦力的合力的方向与竖直向上的方向的夹角β可能是()A．β＝0 B．向左上方，β＜αC．向右上方，β＞αD．向左上方，β＞α解析：由于F的大小不确定，故F的方向也不确定，如图所示，若F较大，木块有上滑趋势，则F f的方向沿斜面向下，F N与F f的合力方向向左上方，此时β＞α，D正确，C错误；当F较小时，木块有下滑趋势，则F f的方向沿斜面向上，故F N与F f的合力方向向左上方，β＜α，但因F≠0，故β≠0，B正确，A错误．答案：BD三、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(15分)如图9所示，两个完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上，甲挡板竖直，乙挡板与斜面垂直，求甲、乙两种情况下小球对斜面的压力之比．解析：甲、乙两种情况中，由于挡板放置方式不同，重力产生的作用效果就不同，因此重力的分解方向就不同．重力的分解如右图中甲、乙所示，根据平行四边形定则作出平行四边形，再利用几何关系列方程便可求解．甲、乙两种情况下根据重力作用效果分解如上图所示，由几何关系可知：F N 甲＝G 2＝G cos θ，F N 乙＝G 2′＝G cos θ所以F N 甲∶F N 乙＝G cos θ∶G cos θ＝1∶cos 2θ. 答案：1∶cos 2θ12．(15分)(2010·潮州模拟)如图10甲所示，由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩，将它放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图乙所示，当钢绳向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，摩擦力足够大，就能将重物提升起来，罐越重，短杆提供的压力越大，称为“自锁定吊钩”．若罐的质量为m ，短杆与竖直方向的夹角θ＝60°，求吊起该重物时，短杆对罐壁的压力．(短杆的质量不计)图10解析：如图所示，从整体来看，钢绳的拉力F ＝G ，它可以分解为沿杆方向的两个分力(均为F ′)，F ′通过杆作用于罐壁，又可分解为竖直向上的分力F 1和垂直于罐壁的压力F 2，则由菱形知识得F ′＝G .由直角三角形可知：F 2＝F ′sin θ＝32G ＝32mg ，实际上分力F 1的大小与杆对罐壁的静摩擦力大小相等，即F 1＝G 2. 答案：32mg。

高一物理讲义《力的合成与分解》

考试要求内容基本要求略高要求较高要求力的合成掌握力的合成法则灵活选用力的合成法则分析计算问题用力的合成方法处理较复杂的力学问题力的分解掌握常见的力的分解方法用效果分解法和正交分解法分解力用力的分解方法处理较复杂的力学问题知识点1 力的合成 1．合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，这个力的作用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（resultant force ）． 2．共点力如果一个物体受到两个或者更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但他们的力的作用线延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力（concurrent forces ）． 3．共点力的合成法则求几个已知力的合力叫力的合成（composition of forces ）．力的合成就是找一个力去替代几个已知的力，而不改变其作用效果．力的平行四边形定则（parallelogram rule ）：如右图所示，以表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两边夹角的对角线大小和方向就表示合力的大小和方向．（只适用于共点力）下面根据已知两个力夹角θ的大小来讨论力的合成的几种情况：（1）当0θ=︒时，即12F F 、同向，此时合力最大，12F F F =+，方向和两个力的方向相同．（2）当180θ=︒时，即12F F 、方向相反，此时合力最小，12F F F =-，方向和12F F 、中较大的那个力相同．（3）当90θ=︒时，即12F F 、相互垂直，如图，2212F F F =+，12tan F F α=．（4）当θ为任意角时，根据余弦定律，合力2212122cos F F F F F θ=++知识讲解力的合成与分解根据以上分析可知，无论两个力的夹角为多少，必然有1212F F F F F -+≤≤成立．力的三角形定则（triangular rule ）和多边形法则力的平行四边形定则，也可以用力的矢量三角形表示，如图甲可用图乙的力的三角形法表示，即将待合成的力按原来力的方向“首”、“尾”相接，合力即为起于一个力的“首”，止于另一个力的“尾”的有向线段．力的多边形法则：若是物体受到的几个力的合力为零，那么这几个力按照力的图示首尾相接，可以组成一个封闭的矢量多边形．物体处于平衡状态时，所受合外力为零，反之也正确．4．解题方法（1）图解法：从力的作用点起，依两个分力的作用方向按同一标度作出两个分力1F 、2F ，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比例表示合力的大小．对角线的方向就是合力的方向，通常可用量角器直接量出合力F 与某一个力（如1F ）的夹角ϕ，如图所示．（2）计算法：从力的作用点按照分力的作用方向画出力的平行四边形后，算出对角线所表示的合力的大小．【例1】某物体在三个共点力作用下处于平衡状态，若把其中一个力1F 的方向沿顺时针转过90︒而保持其大小不变，其余两个力保持不变，则此时物体所受到的合力大小为（） A ．1FB ．12FC ．12FD ．无法确定【例2】将二力F 1、F 2合成F 合，则可以肯定 ( )A ．F 1和F 合是同一性质的力B ．F 1、F 2是同一施力物体产生的力C ．F 合的效果与F 1、F 2的总效果相同D ．F 1、F 2的代数和等于F 合【例3】如图所示，用两根绳子吊着一个物体，逐渐增大两绳间的夹角，物体始终保持静止，则两绳对物体的拉力的合力（）例题精讲A ．大小不变B ．逐渐增大C ．逐渐减小D ．先减小后增大【例4】有两个大小恒定的力，作用在一点上，当两力同向时，合力为A ，反向时合力为B ，当两力相互垂直时，其合力大小为（） A ．22A B + B ．22()/2A B + C ．A B + D ．()/2A B +【例5】两个大小相等的共点力12F F 、，当它们间的夹角为90︒时合力大小为20N ，则当它们间的夹角为120︒时，合力的大小为多少?【例6】三个共点力12N F =，25N F =，38N F =则（）A ．1F 可能是2F 与3F 的合力B ．2F 可能是1F 与3F 的合力C ．3F 可能是1F 与2F 的合力D ．以上三种说法都不正确【例7】右图给出了六个力1234456F F F F F F F 、、、、、、，它们作用于同一点O ，大小已在图中标出，相邻的两个力之间的夹角均为60︒，则这六个力的合力大小为（）A ．20NB ．40NC ．60ND ．0【例8】如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A 、B 点等高，O 为结点，轻绳AO 、BO 长度相等，拉力分别为A F 、B F ，灯笼受到的重力为G ．下列表述正确的是（） A ．A F 一定小于G B ．A F 与B F 大小相等 C ．A F 与B F 是一对平衡力 D ．A F 与B F 大小之和等于G【例9】如图所示，质量为5kg 的物体，在水平面上向右运动，此时所受到的水平力向右，20N F =，物体与地面之间的动摩擦因数为0.2μ=，则物体所受到的合力为（） A ．20N ，水平向右 B ．9.8N ，水平向左 C ．29.8N ，水平向右D ．10.2N ，水平向右【例10】如图所示，一木块在拉力F的作用下，沿水平面做匀速直线运动，则拉力F和摩擦力fF的合力的方向是（）A．向上偏右B．向上偏左C．向上D．向右【例11】如图所示，轻绳MO和NO共同吊起质量为m的重物．MO与NO垂直，MO与竖直方向的夹角30θ=︒．已知重力加速度为g．则（）A．MO所受的拉力大小为32 mgB．MO所受的拉力大小为233mgC．NO所受的拉力大小为33 mgD．NO所受的拉力大小为2mg【例12】用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中．如图所示．已知绳ac 和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac绳和bc绳中的拉力分别为（）A．31,22mg mg B．13,22mg mgC．31,42mg mg D．13,42mg mg【例13】用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取210m/s）（）A．3m2B．2m2C．1m2D．3m4【例14】两个人在两岸用绳拉小船在河流中行驶．如图所示，已知甲的拉力是200N，拉力方向与航向夹角为60︒，乙的拉力大小为2003N，且两绳在同一水平面内．若要使小船能在河流正中间沿直线行驶，乙用力的方向如何？小船受到两拉力的合力为多大？【例15】某同学做“探究力的平行四边形定则”的实验时，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F；E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________；(2)遗漏的内容分别是_____________________________________________________和______________________________．【例16】如图实所示是甲、乙两位同学在“探究力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用F 表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的．【例17】如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止．已知A和B的质量分别为m A、m B，绳与水平方向的夹角为θ，则()A．物体B受到的摩擦力可能为0B．物体B受到的摩擦力为m A gcosθC．物体B对地面的压力可能为0D．物体B对地面的压力为m B g－m A gsinθ【例18】在研究共点力合成实验中，得到如图所示的合力与两力夹角θ的关系曲线，关于合力F的范围及两个分力的大小，下列说法中正确的是（）A．2N≤F≤14N B．2N≤F≤10NC．两力大小分别为2N、8N D．两力大小分别为6N、8N【例19】如图所示，物体A在同一平面内的四个共点力F1、F2、F3和F4的作用下处于静止状态，若其中力F1沿逆时针方向转过120°而保持其大小不变，且其他三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受的合力大小为（）θFA．2F1B．3F1C．F1D．3 2F1【例20】一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上．现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示．则物块（）A．仍处于静止状态B．沿斜面加速下滑C．受到的摩擦力不便D．受到的合外力增大【例21】有些人员，需要知道绳(或金属线)中的张力F T，可又不便到绳(或线)的自由端去测量．现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面)．测量时，只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A，使绳产生一个微小偏移量a，借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F．现测得该微小偏移量为a＝12mm，BC间的距离为2L＝250mm，绳对横杆的压力为F＝300N，试求绳中的张力F T．知识点2 力的分解知识讲解1．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．2．力的分解（1）求一个已知力的分力叫做力的分解．（2）分解规律：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则，即把已知力作为平形四边形的对角线，那么，与已知力共面的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力．3．力的分解方法力的分解方法：根据力F 产生的作用效果，先确定两个分力的方向，再根据平行四边形定则用作图法作出两个分力1F 和2F 的示意图，最后根据相关数学知识计算出两个分力的大小．实际上，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形．也就是说，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力．一个已知力究竟应该怎样分解，这要根据实际情况来决定． 4．力的正交分解方法正交分解法是把力沿着两个经选定的互相垂直的方向作分解，其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算，它是处理力的合成和分解的复杂问题的一种简便方法，其步骤如下：（1）正确选定直角坐标系．通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴方向的选择则应根据实际问题来确定，原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，即：使向两坐标轴投影分解的力尽可能少．在处理静力学问题时，通常是选用水平方向和竖直方向上的直角坐标，当然在其他方向较为简便时也可选用．（2）分别将各个力投影到坐标轴上，分别求出x 轴和y 轴上各力的投影的合力xF 和y F ：123x x x x F F F F =+++⋯ 123y y y y F F F F =+++⋯（式中的1x F 和1y F 是1F 在x 轴和y 轴上的两个分量，其余类推．）这样，共点力的合力大小为：22x y F F F =+．设合力的方向与x 轴正方向之间的夹角为α，因为tan y xF F α=，所以，通过查数学用表，可得α数值，即得出合力F 的方向．特别的：若0F =，则可推得0x F =，0y F =．这是处理多个力作用下物体平衡问题的常用的好办法．例题精讲【例22】把一个力分解为两个力1F 和2F ，已知合力为40N F =，1F 与合力的夹角为30︒，如图所示，若2F 取某一数值，可使1F 有两个大小不同的数值，则2F 大小的取值范围是什么？【例23】在图中，叠放在物体C 的斜面上的物体A 与B ，共同沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是（）A ．B 物体受重力、A 给的正压力、C 给的支持力B ．B 物体受重力、A 对B 的正压力和静摩擦力、C 对B 的支持力和滑动摩擦力 C ．A 物体受重力和B 对A 的支持力D ．C 物体的斜面受到A 对C 的正压力，B 对C 的摩擦力【例24】在图中电灯的重力为20N ，绳AO 与天花板间的夹角为45︒，绳BO 水平．求绳AO 、BO 所受的拉力．C ABO【例25】一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O 点，总质量为60 kg ．此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°．则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O ，g 取10 m/s 2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)( ) A ．360N 480N B ．480N 360N C ．450N 800ND ．800N 450N【例26】如图所示装置，两物体质量分别为1m 、2m ，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（）b θ2θ1aF 1的方向30︒FOA ．2m 可以大于1mB ．2m 一定大于12m C ．2m 可能等于12mD ．1θ一定等于2θ【例27】如图所示，OA 为一粗糙的木板，可绕O 在竖直平面内转动，板上放一质量为m 的物块，当缓慢使板沿逆时针方向转动，物块始终保持静止，则下列说法中正确的是（） A ．物块受到的静摩擦力逐渐增大 B ．物块对木板的压力逐渐减小 C ．物块受到的合力逐渐增大D ．木板对物块的支持力及静摩擦力的合力不变【例28】如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60角的力1F 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力2F 推物块时，物块仍做匀速直线运动．若1F 和2F 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（） A ．31- B ．23-C ．3122- D ．1-32【例29】小船用绳索拉向岸边，如图所示，船在水中运动时设水的阻力大小不变，那么在小船匀速靠岸的过程中，下列哪句话是正确的（） A ．绳子的拉力F 不断增大 B ．绳子的拉力F 不变 C ．船的浮力减小 D ．船的浮力增大【例30】如图所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，绳上的拉力将( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．先增大后减小D ．先减小后增大【例31】如图所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图．使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长．粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小．该过程中撑竿对涂料滚的推力为F 1，墙壁对涂料滚的支持力为F 2，下列说法正确的是( ) A ．F 1、F 2均减小B ．F 1、F 2均增大C ．F 1减小，F 2增大D ．F 1增大，F 2减小【例32】如图所示，用一根长为l 的细绳一端固定在O 点，另一端悬挂质量为m 的小球A ，为使细绳与竖直方向夹30°角且绷紧，小球A 处于静止，对小球施加的最小的力是( ) A ．3mg B ．32mg C ．12mg D ．33mg【例33】如图所示，质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30︒，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（） A ．32mg 和12mg B ．12mg 和32mg C ．12mg 和12mg μD ．32mg 和32mg μ 【例34】如图甲所示轻绳AD 跨过固定在水平横梁BC 右端的定滑轮挂住一个质量为1m 的物体．30ACB ∠=︒；图乙中轻杆HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G 通过细绳EG 拉住，EG 与水平方向也成30︒，轻杆的G 点用细绳GF 拉住一个质量为2m 的物体，求细绳AC 段的张力AC T 与细绳EG 的张力EG T 之比．【例35】某压榨机的结构示意图如图所示，其中B 点为固定铰链．若在A 铰链处作用一垂直于壁的力F ，则由于F 的作用，使滑块C 压紧物体D ．设滑块C 与物体D 光滑接触，杆的重力不计，压榨机的尺寸如图所示，求物体D 所受的压力大小是F 的多少倍．（滑块C 重力不计）【例36】如图所示，杆AB 重20N ，为了使杆处于竖直位置，用一根与竖直方向成30°角的斜绳AC 拉住杆，测得该绳的拉力为100N ．求： (1)水平绳AD 的拉力是多少？(2)杆对地面的压力为多少？【例37】已知如图，A的重量为G．在F的作用下，沿斜面向上滑动，若动摩擦因数为μ，求：滑动摩擦力的大小．μ．有甲、乙两个人，一个在前【例38】水平面上的木箱质量是200kg，它与地面间的动摩擦因数为0.2=面拉，一个在后面推．假设拉力与推力大小相等，都是400N，且与水平方向的夹角都是45︒，如图所示．试判断这两个人是否能推动木箱．FFO基础演练1、把一个力分解为两个力时（）A．一个分力变大时，另一个分力一定要变小B．两个分力不能同时变大C．无论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半D．无论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍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F3＝10 N，则这五个力的合力大小为（）A．10(2＋2)N B．20N C．30N D．03、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．合力大小随着两力夹角的增大而增大B．合力大小一定大于分力中最大者C．两分力夹角小于180°时，合力随夹角的减小而增大D．合力不能小于分力中最小者E．合力F一定大于任一个分力F．合力的大小可能等于F1也可能等于F2G．合力有可能小于任一个分力4、做“探究力的平行四边形定则”的实验，在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板的A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，如图所示，两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，到达某一位置O时需记下__________、________，描下________，再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点到达位置________，再记下____________________．5、如图所示为逆风帆船航行的示意图，风斜吹向船帆对帆产生一个垂直于船帆方向的力F，正是这个力F为帆船的前进提供了动力．已知帆船沿其龙骨线方向匀速向前航行，船帆与龙骨线的夹角为30°，F 的大小为2000N，求船在前进方向上受到平均阻力的大小．课后练习1、关于力的合成与分解，下列说法正确的是（）A．放在斜面上的物体，它的重力可以分解为一个沿斜面方向的下滑力和一个对斜面的正压力B．有三个共点力，它们的大小分别是4N、3N、6N，则它们的合力的最大值为13N，最小值为1NC．无论如何分解，两个分力不能同时小于合力的一半D．两个不同性质的力可以合成一个力2、三个共点力构成如图所示的示意图，则这三个力的合力大小为____________．3、如图所示，六个力的合力为_________N，若去掉1N的那个分力，则其余五个力的合力为__________，合力的方向是__________．4、吊环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．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，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为F1沿－y方向，大小未知的力F2与＋x方向夹角为θ，下列说法正确的是（）A．力F3只能在第二象限B．力F3可能在第三象限的任意方向上C．力F3与F2夹角越小，则F3与F2的合力越小D．F3的最小值为F1cosθ6、有两个大小不变的共点力F1和F2，它们合力的大小F合随两力夹角变化情况如图所示，则F1、F2的大小分别为多少?7、如图所示，AO、BO、CO是完全相同的三条绳子，将一根均匀的钢梁吊起，当钢梁足够重时，结果AO先断，则（）A．α>120°B．α=120°C．α<120°D．不能确定8、如图所示，力F作用于物体的O点．现要使作用在物体上的合力沿OO'方向，需再作用一个力F1，则F1的大小可能为（）A．F1=F·sinα B．F1=F·tanαC．F1=F D．F1<F sinα9、举重运动员在抓举比赛中为了减小杠铃上升的高度和发力，抓杠铃的两手间要有较大的距离．某运动员成功抓举杠铃时，测得两手臂间的夹角为120°，运动员的质量为75kg，举起的杠铃的质量为125kg，如图甲所示．求该运动员每只手臂对杠铃的作用力的大小．(取g＝10m/s2)10、已知如图，A的重量为G．在F的作用下，在水平面上滑动，若动摩擦因数为，求：滑动摩擦力的大小．。

力的合成和力的分解定律

力的合成和力的分解定律力的合成和力的分解定律是物理学中的重要概念，主要涉及力的合成、力的分解和力的平行四边形法则。

一、力的合成力的合成是指多个力共同作用于一个物体时，可以将其看作一个总力的作用。

根据平行四边形法则，多个力的合力等于这些力的矢量和。

即在力的图示中，将各个力的箭头首尾相接，形成一个闭合的矢量图形，这个图形对角线所表示的力就是多个力的合力。

二、力的分解力的分解是指一个力作用于一个物体时，可以将其分解为多个分力的作用。

根据平行四边形法则，一个力可以被分解为两个分力，这两个分力分别与原力构成两个力的矢量和。

在力的图示中，将原力的箭头分别与两个分力的箭头首尾相接，形成一个闭合的矢量图形，这个图形对角线所表示的力就是原力。

三、力的平行四边形法则力的平行四边形法则是描述力的合成和分解的基本规律。

根据该法则，多个力共同作用于一个物体时，它们的合力等于这些力的矢量和。

同样地，一个力可以被分解为两个分力，这两个分力的合力等于原力。

在力的图示中，力的合成和分解都遵循平行四边形法则，即各个力的箭头首尾相接，形成一个闭合的矢量图形，这个图形对角线所表示的力就是合力或分力。

力的合成和力的分解定律在实际生活中有广泛的应用，如物理学中的力学问题、工程设计、体育竞技等。

通过力的合成和分解，可以简化复杂力的计算，便于分析和解决问题。

综上所述，力的合成和力的分解定律是物理学中的重要概念，掌握这些知识有助于更好地理解和解决力学问题。

习题及方法：1.习题：两个力F1和F2，F1 = 5N，F2 = 10N，它们之间的夹角为60度，求这两个力的合力。

解题方法：根据力的合成，将两个力的矢量和画在一个坐标系中，将F1和F2按照夹角60度画出矢量图，然后用平行四边形法则求出合力。

答案：合力F = √(F1² + F2² + 2F1F2cos60°) = √(5² + 10² + 2510*0.5) = 15N。

3.4力的合成和分解讲义

第4节力的合成和分解知识点一合力和分力[情境导学]如图所示，一个成年人或两个孩子均能提起相同质量的一桶水，那么该成年人用的力与两个孩子用的力作用效果是否相同？二者能否等效替换？[知识梳理]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，这几个力叫作那个力的分力。

[初试小题]1．判断正误。

(1)合力与其分力同时作用在物体上。

()(2)合力一定与分力共同作用产生的效果相同。

()(3)合力一定大于分力。

()(4)合力有可能小于任何一个分力。

()2．[多选]下列关于几个力与其合力的说法中，正确的是()A．合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同B．合力与原来那几个力同时作用在物体上C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用D．不同性质的力不可以合成知识点二力的合成与分解[情境导学]求下列几种情况下小车受到的合力F。

(假设F1>F2)(1)两个人向相反方向拉车(2)一人推车，一人拉车(3)两个人互成角度拉车[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。

如图所示，F表示F1与F2的合力。

4．力的分解(1)力的分解也遵从平行四边形定则。

(2)如果没有限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力，如图所示。

(3)一个已知力的分解要根据具体问题来确定。

5．多个力的合成方法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。

[初试小题]1．判断正误。

(1)合力F可以等于分力F1、F2的和。

()(2)合力F的大小随分力F1、F2之间夹角的增大而减小。

()(3)如果不加限制，一个力理论上可以分解出无数组分力。

高中物理专题09 力的运算——合成与分解

平分,则合力大小F＝2F1cos
2
,方向与F1夹角为2 。
ⅰ.若两分力夹角小于120°,合力比分力大.
ⅱ.若两分力夹角等于120°,合力与分力一样大
力的合成
【题7】如图，体操吊环运动有一个高难度的动作就
是先双手撑住吊环（图甲），然后身体下移，双臂
缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根
绳的拉力FT（两个拉力大小相等）及它们的合力F的
力的合成
【题6】三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F
的大小，下列说法中正确的是（ C ）
A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3 B．F至少比F1、F2、F3中的某一个大 C．若F1:F2:F3＝3:6:8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
D．若F1:F2:F3＝3:6:2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
力的分解
【题11】把一个已知力F分解，要求其中一个分力F1
跟F成30°角，而大小未知；另一个分力F2＝
3 3
F，
但方向未知，则F1的大小可能是（ D ）
A． 3 F 3
B． 3 F 2
C． 3 F
D．2 3 F 3
力的分解
3．按力的实际情况分解的方法：
（1）力的效果分解法： ①通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。 ②思路：效果分解法：按力的作用效果分解（思路图）实际问题→根据力的作用效果→确定两个实际分力的方向 →再根据两个实际分力方向（平行四边形定则） →作出平行四边形→把对力的计算转化为边角的计算 →由三角形知识或数学知识求出两分力的大小。
注意：这时, 合力实际是存在的,分力实际不存在
力的分解
2．力的分解的几种情况

专题五：力的合成与分解

F1
F
2.若大小相等的两个力夹角成1200,则合力大小等于两分力大小。
F F2
1200
F1
四、力的分解力的分解是力的合成的逆运算
已知合力，求分力有无数解
五、力的分解有确定解的几种情况 1.已知合力及两个分力的方向，求两个分力的大小。 F2

F1
F
五、力的分解有确定解的几种情况
2.已知合力及一个分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向。
3、已知合力和一个分力的方向和另一分力的大小
(3)F2 F
F1
a F
Hale Waihona Puke F2六、图解法例题1图
C
A A C
B3 B2
O G
B
O
TA3
B1 TA2
TB1 TA1
G
第二题
第三题
F
F
F
第四题
mg
第五题
第六题
专题五：力的合成与分解
一、合力与分力
1.力的等效：一个力的作用效果和多个力共同作用的效果相同
2.力的合成与分解：遵从平行四边形定则
F
F1
F2
二、平行四边形定则
三、力的合成 1.合力的大小与两分力的夹角
有关，越大合力越小。
F1 F2 F F1 F2 合力的范围是：
F2

F1 F
F2
五、力的分解有确定解的几种情况
3、已知合力和一个分力的方向和另一分力的大小
(1)F2 F sin
a
F F2
五、力的分解有确定解的几种情况
3、已知合力和一个分力的方向和另一分力的大小
(2)F sin F2 F

力的合成与分解

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。

高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—力的合成和分解

高一物理（人教版）必修第一册精品讲义—力的合成和分解课程标准课标解读1．能根据力的作用等效理解合力与分力的概念，体会等效替代的物理思想与方法。

2．了解力的合成与分解，知道矢量和标量。

3．通过实验探究力的合成和分解的方法，掌握力的平行四边形定则的应用。

4．能应用力的合成和分解的方法求解有关问题。

1、知道合力与分力的概念，体会等效替代的思想。

2、通过实验探究，得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边形定则。

3、会利用作图和三角函数知识求解合力和分力。

4、知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算术法则。

能区别矢量和标量。

知识点01共点力作用在同一物体上，且作用线交于同一点。

知识点02合力和分力1、定义：如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力叫作那几个力的合力，那几个力叫作这个力的分力.2、关系：合力与分力是等效替代关系.知识点03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.(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).【即学即练1】如图甲所示，射箭时，释放箭的瞬间若弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图中F所示，则弓弦的夹角α应为(cos53°＝0.6)()A.53°B.127°C.143°D.106°答案D 解析弓弦拉力的合成如图所示，由于F 1＝F 2，由几何知识得2F 1cos α2＝F ，有cos α2＝F 2F 1＝0.6，所以α2＝53°即α＝106°，故D 正确.4.力的分解是力的合成的逆运算，遵循的法则：平行四边形定则或三角形定则.5.力的分解方法：(1)按力产生的效果分解；(2)正交分解.如图，将结点O 受力进行分解.【即学即练2】(多选)如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起.当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是()A.此时两臂受到的压力大小均为5.0×104NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105NC.若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小答案BD解析设两臂受到的压力大小均为F1，汽车对千斤顶的压力为F，两臂间夹角为θ，则有F＝2F1cosθ5N，θ＝120°时，F1＝1.0×105N，2，由此可知，当F＝1.0×10A错误；由牛顿第三定律知，B正确；若继续摇动把手，F不变，θ减小，则F1将减小，C错误，D正确.知识点04矢量和标量1、矢量：既有大小又有方向的物理量，叠加时遵循平行四边形定则，如速度、力等.2、标量：只有大小没有方向的物理量，求和时按代数法则相加，如路程、速率等.3、矢量是既有大小又有方向的物理量，但既有大小又有方向的物理量并不一定是矢量。

专题08 力的合成与分解(解析版)

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题08 力的合成与分解特训目标特训内容目标1 力的合成法则和基本规律（1T—4T）目标2 特殊角度下的两力的合成（5T—8T）目标3 力的分解法则和基本规律（9T—12T）目标4生活和科技中的力的合成与分解（13T—18T）目标5力的合成与分解的极值和多解问题（19T—22T）一、力的合成法则和基本规律1．如图所示，物体只受到同一平面内三个力的作用，图中线段的长短表示力的大小，其中力F1与OO′成θ＝30°的角。

右边四图中能正确描述该物体获得加速度方向的是（）A．B．C．D．【答案】B【详解】根据平行四边形法则作图求出合力如图所示，根据牛顿第二定律，加速度的方向与合力的方向相同，B正确，ACD错误。

故选B。

2．如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3。

若F2的大小已知，则这三个力的合力为（）A．F2B．2F2C．3F2D．4F2【答案】C【详解】以F1、F3为邻边作平行四边形，由几何特征，可知平行四边形是矩形，则合力F13=2F2，故F1、F2、F3的合力F=3F2，所以C正确；故选C.3．一个质量为5kg的物体，在几个恒定的共点力作用下处于平衡状态，现同时撤去大小分别为15N和20N的两个力而其余力保特不变，关于此后该物体运动的说法中正确的是（）A．一定做匀加速直线运动，加速度大小可能是23m/sB．可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是28m/sC．一定做加速度不变的运动，加速度大小可能是26m/sD．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是25m/s【答案】C【详解】物体原来受力平衡，撤去两个力之后，剩余力的合力与撤去的两力的合力等大反向，合力范围在5N~35N之间，根据牛顿第二定律F=ma其余力保特不变，所以加速度不变，物体一定是匀变速运动；加速度在1m/s2~7m/s2之间；因为不知道初速度方向，所以不能确定速度与合外力是否共线，不能确定物体作直线运动还是曲线运动，但一定是匀变速运动。

力的合成和分解

第2讲力的合成与分解一、分力和合力的关系：等效替代关系（分力的共同作用效果和合力的作用效果相同）.二、共点力的平衡：三力不平行，则三力的作用线或其延长线必相交于一点。

——“三力汇聚原理”.该三力构成闭合的首尾相连的矢量三角形.三、力的分解1．合力不一定大于分力，二者是等效替代的关系，受力分析时不可同时作为物体所受的力．2．力的分解的四种情况(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(大小、方向)求另一个分力(大小、方向)，有唯一解． (3)已知合力和两分力的大小求两分力的方向： ①F>F 1＋F 2，无解；②F ＝F 1＋F 2，有唯一解，F 1和F 2跟F 同向； ③F ＝F 1－F 2，有唯一解，F 1与F 同向，F 2与F 反向；④F 1－F 2<F<F 1＋F 2，有无数组解(若限定在某一平面内，有两组解)． (4)已知合力F 和F 1的大小、F 2的方向(F 2与合力的夹角为θ)： ①F 1<Fsin θ，无解； ②F 1＝Fsin θ，有唯一解； ③Fsin θ<F 1<F ，有两组解； ④F 1≥F ，有唯一解．F 1F 2F 3F 1 F 2F 3练习1.（DP26例1）如图所示，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为L.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物．在绳上距a 端l2L 的c 点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比m 1m 2为( )A ． 5B ．2C ．52D ． 2 解析：.25L bc =（一）正交分解, 竖直方向：.25cos 1552cos ,,cos 211121==⇒===θθθm m g m T g m T（二）三角函数法：1:5:cos 2111=⇒=m m g m T θ. （三）相似三角形法:.252121=⇒=m m L g m bc T 选C. 2.（DP26T2) 某压榨机的结构示意图如图所示，其中B 为固定铰链，若在A 铰链处作用一垂直于壁的力F ，则由于力F 的作用，使滑块C 压紧物体D ，设C 与D 光滑接触，杆的重力及滑块C 的重力不计，图中a ＝0.5 m ，b ＝0.05 m ，则物体D 所受压力的大小与力F 的比值为( )A ．4B ．5C ．10D ．1 解析：对A 受力如图,公式法：2N 1cos θ=F.对C 受力分析,正交分解：竖直方向N 2=N 1sin θ. 解得：522tan cos 2sin 2====baF N θθθ.选B. 3．(DP26T4)如图所示，质量为m 的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F 推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高．当线拉力最小时，推力F 等于( )A ．mg sin αB ．12mg sin αC ．mg sin 2αD ．12mg sin 2α解析：对小球受力如图，当T ┴N 时T 最小，N=mgcos θ. 对斜面体受力如图，水平方向：F=Nsin θ.解得θθθ2sin 21cos sin mg mg F ==，选D.θg m T 11=gm 22T 2LbacF1N 1N θN1N 2N mg NT TN1N NFgM α4.(DP27例2）(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可．一游僧见之曰：无烦也，我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F ，方向如图所示，木楔两侧产生推力F N ，则( )A ．若F 一定，θ大时F N 大B ．若F 一定，θ小时F N 大C ．若θ一定，F 大时F N 大D ．若θ一定，F 小时F N 大解析：F 的分解图如图，公式法：2180cos 20θ-=N F则.21sin 2θN F =故AD 错BC 对. 5.（DP27例3）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)．设拖把头的质量为m ，拖杆质量可忽略．拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g .某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力有多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tan θ0.解析：（1）拖把受力如图，匀速运动竖直方向N=mg+Fcos θ,水平方向Fsin θ=f,N f μ=解得.cos sin θμθμ-=mgF （2）拖把刚要运动，由题设得.sin sin 00N F NF λθλθ=⇒= 则.cos sin )cos (sin 0000FmgF mg F λθλθθλθ=-⇒+=当F 无穷大时，.tan 0cos sin 000λθθλθ=⇒=-6.(DP28例）(多选)如图所示(俯视图)，完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上，每个足球的质量都是m ，不考虑转动情况，下列说法正确的是( )A ．下面每个球对地面的压力均为43mg B ．下面的球不受地面给的摩擦力C ．下面每个球受地面给的摩擦力均为33mg D ．上面球对下面每个球的压力均为66mg NNFθmgfFN[思路指导]此类问题，常伴随结构的对称性，结构的对称对应有力的对称性，根据受力的对称性，选用适当的方法列方程求解. 解析：四球的球心连线构成的空间几何图如图. （1）整体法:竖直方向3N=4mg,故A 对.（2）设下面的每个球对上面的的支持力为N 1，与竖直方向夹角为θ.如图.对上面的球，受力如图.则.36cos ,30cos ,cos 34121241414011=-====o o oo o o o o oo R oo mg N θθ 解得,661mg N =故D 对. （3）对O 1球受力如图,水平方向：,62sin 1mg N f ==θ故BC 错. 7.（XP306T10）．(多选)如图所示，重物A 被绕过小滑轮P 的细线所悬挂，重物B 放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P 被一根斜拉短线系于天花板上的O 点；O ′是三根线的结点，bO ′水平拉着B 物体，cO ′沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态，g ＝10 m/s 2.若悬挂小滑轮的斜线OP 的张力是20 3 N ，则下列说法中正确的是( )A ．弹簧的弹力为10 NB ．重物A 的质量为2 kgC ．桌面对B 物体的摩擦力为10 3 ND ．OP 与竖直方向的夹角为60°解析：（1）对P 滑轮，绕过P 的绳子上的拉力T 1=m A g.公式法：.2,32030cos 2101kg m g m T T A A =⇒== T 1=20N ，故B 对.（2）对O /结点，（三角函数法，正交分解法）,1030sin ,31030cos 0101N T kx N T T b ====故A 对.（3）对B 水平方向：.310=T =f b N 故C 对. （4）OP 绳与竖直方向成300角，故D 错.o1o 2o 3o 4o θ1N 1N mgfNθkx1T bT /o8（XP306T11).如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为α＝15°，一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A 、B 两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C 和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C 的两侧．调节A 、B 间细线的长度，当系统处于静止状态时β＝45°.不计一切摩擦．设小环甲的质量为m 1，小环乙的质量为m 2，则m 1∶m 2等于( )A ．tan 15°B ．tan 30°C ．tan 60°D ．tan 75°解析：同一绳子甲、乙、C 环，绳子上的力处处相等为T.由于轻C 环静止在光滑杆上，则两侧绳子沿杆的分力平衡，其合力与杆对环的弹力平衡，垂直杆.如图.（1）C 乙绳与竖直方向成600角，g m T 2060cos 2= （2）C 乙、C 甲绳与杆成θ=450角，故C 甲绳与竖直方向成1800-（1800-750）-450=300， 2Tcos300=m 1g,解得m 1:m 2=tan600.故C 对. [反思]：（1）物理知识考点：公式法求合力.（2）受力平衡的条件，C 环所受两绳的合力与杆的弹力平衡. （3）几何知识求夹角，几何辅助线的作法.9（XP306T14)．(多选)如图所示，叠放在一起的A 、B 两物体放置在光滑水平地面上，A 、B 之间的水平接触面是粗糙的，细线一端固定在A 物体上，另一端固定于N 点，水平恒力F 始终不变，A 、B 两物体均处于静止状态，若将细线的固定点由N 点缓慢下移至M 点(线长可变)，A 、B 两物体仍处于静止状态，则( )A ．细线的拉力将减小B ．A 物体所受的支持力将增大C ．A 物体所受摩擦力将增大D ．水平地面所受压力将减小解析：（1）求解绳T 、地面对B 的支持力采用整体法. 水平方向：Tcos θ=F,F 不变，θ减小，故T 减小，故A 对.竖直方向：N+Tsin θ=(m A +m B )g,T 减小,sin θ减小，故N 增大，D 错. （2）求解A 所受f ，N A 采用隔离法，同理f 增大N A 增大.gm gm 2075060θθNgm m B A )(+TFθAN Tfθ。

高中物理重难点96讲专题11力的合成与分解共点力的平衡(原卷版+解析)

专题11 力的合成与分解共点力的平衡1.力的合成与分解遵循平行四边形定则。

合力与分力是等效替代的关系。

2.处理静态平衡问题的基本思路：根据物体所处的状态(静止或者匀速直线运动)对研究对象受力分析，结合平衡条件列式。

3.处理静态平衡问题的主要方法：力的合成法和正交分解法。

考点一合力大小的范围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，为|F1－F2|；当两力同向时，合力最大，为F1＋F2.2.三个共点力的合成：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一个力减去另外两个较小力的和的绝对值．3.合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力．1.如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图像，则这两个分力的大小可能为( )A．1 N和4 N B．2 N和3 NC．1 N和5 N D．2 N和4 N2.作用在同一物体上的三个共点力，大小分别是5N、8N和9N。

则这三个力的合力大小不可能为（）A．24N B．4N C．0 D．20N考点二正交分解法1.正交分解法：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：物体处于平衡状态时使尽量多的力选在坐标轴上。

3.如图所示，放在水平地面上的物块，受到一个与水平方向成α角斜向下方的力F的作用，该物块恰好在水平地面上做匀速直线运动。

如果保持该推力F的大小不变，而使力F与水平方向的夹角α变小，那么，地面受到的压力N 和物块受到的摩擦力f 的变化情况是( )A ．N 变小，f 变大B ．N 变大，f 变小C ．N 变大，f 变大D ．N 变小，f 变小4.如图所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的固定斜面上。

物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力F 1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F 2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比F 1F 2为( )A ．cos θ＋μsin θB ．cos θ－μsin θC ．1＋μtan θD ．1－μtan θ 考点三三力平衡三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反．5.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止于P 点，设滑块所受支持力为F N ，OP 与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是( )A.F ＝mg tan θB.F ＝mg tan θC.F N ＝mgtan θ D.F N ＝mg tan θ 6.如图所示，固定在水平地面上的物体P ，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P 顶点上的小滑轮，一端系有质量为m ＝4 kg 的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 N ，作用在物块2的水平力F ＝20 N ，整个系统处于平衡状态，取g ＝10 m/s 2，则以下正确的是( )A．1和2之间的摩擦力是20 NB．2和3之间的摩擦力是20 NC．3与桌面间的摩擦力为20 ND．物块3受6个力作用7.如图所示，足够长的水平杆MN中套有一个滑块A，A通过细绳连接小球B。

力的合成与分解ppt课件

合力为F.以下说法正确的是答案
√A.若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越大
B.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
√C.如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大 √D.合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的
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.
二、力的分解 1.定义：求一个力的分力的过程.力的分解是力的合成的逆运算. 2.遵循的原则 (1) 平行四边形定则.(2)三角形定则. 3.分解方法 (1)效果分解法.如图所示，物体的重力G的两个作用效果，一是使物体沿斜面下滑，二是使物体压紧斜面，这两个分力与合力间遵循平行四边形定则，其大小分别为G1＝Gsin θ，G2＝Gcos θ. (2)正交分解法.
√ A.50 N B.50 3 N C.100 N D.100 3N
答案分析
深度思考
判断下列说法是否正确.
(1)两个力的合力一定大于任一个分力.( × ) (2)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不能重复分析.( √ ) (3)1 N和2 N的合力一定等于3 N.( × )
(4)合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个
分力而小于另一个分力.( √ )

力的合成和分解

则F＝5.44 cm×10 N/cm＝54.4N 用量角器测得合力F与力F1的夹角为54°。合力的大小为54.4N，方向与力F1的夹角为54°。
典型例题
解法2：计算法
F F12 F22
F F2
322 442 N 54.4 N
tan
F2 F1
44 32
1.3 7 5
54
O
F1
合力的大小为54.4N，方向与力F1的夹角为54°。
新知讲解
五、矢量和标量
1、力的合成，按平行四边形定则来确定合力的大小和方向。
2、位移合成时也遵从平行四边形定则。 C
一个人从A走到B，发生的位移
是AB，又从B走到C，发生的位移是 B
BC。在整个运动过程中，这个人的
位移是AC，AC是合位移。 A
新知讲解
3、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叫作矢量。 4、标量只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。
3．（2018秋•沂水县期末）将一个l0N的力分解为两个分力，两个分力的大B 小可能为（ C ） A．30N和5N B．10N和26N C．5N和10N D．100N和115N
课堂总结
1、力的合成符合平行四边形定则（1）合力大小范围：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 （2）合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。（3）互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小； 2、力的分解符合平行四边形定则力的分解方法——按作用效果
究这三个力的大小及方向的关系。
新知讲解
实验注意事项： ①弹簧秤使用前要先调零； ②弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保持与木板平行； ③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦。

高中物理必修1 力的合成与分解 (基础) 知识点专题讲解

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(专题讲座)

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