第2讲：力的合成和分解
第二章 第2讲 力的合成与分解
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高频考点·分类突破
考点一 共点力的合成 自主学习型
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．
( BC )
2sin2
A所．以若当F 一F定一，定θ时大，时θN越大小B．，若N F越一大定；，当θ 小θ 时一N定大时，F 越大，N 越大．
C故．选若项θ 一B定、，CF正大确时．N 大 D．若 θ 一定，F 小时 N 大
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4．力的分解
(1)定义：求一个已知力的 分力的过程． (2)遵循原则： 平行四边形定则或 三角形 定则． (3)分解方法：①按力产生的 效果 分解；②正交分解．
二、矢量和标量 1．矢量：既有大小又有 方向 的量，相加时遵从平行四边形定则 ． 2．标量：只有大小 没有 方向的量，求和时按 代数法则 相加．
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■判一判 记一记 易错易混 判一判
(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．( √ )
第二章 第2讲 力的合成与分解-2025高三总复习 物理(新高考)
第2讲力的合成与分解[课标要求]1．了解力的合成与分解；知道矢量和标量。
2．会应用平行四边形定则或三角形定则求合力。
3．能利用效果分解法和正交分解法计算分力。
考点一力的合成1．合力与分力(1)定义：如果一个力单独作用的效果跟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，那几个力就叫作这个力的分力。
(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。
(2)运算法则①平行四边形定则：求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，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，如图甲所示。
②三角形定则：把两个矢量首尾相连，从而求出合矢量的方法，如图乙所示。
自主训练1两个力的合成及合力的范围如图为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像(0≤θ≤2π)，下列说法中正确的是()A．合力大小的变化范围是0≤F≤14NB．合力大小的变化范围是2N≤F≤10NC．这两个分力的大小分别为6N和8ND ．这两个分力的大小分别为2N 和8N 答案：C解析：由题图可知，当两力夹角为π时，两力的合力为2N ，而当两力夹角为π2时，两力的合力为10N ，则这两个力的大小分别为6N 、8N ，故C 正确，D 错误；当两个力方向相同时，合力大小等于这两个力的大小之和14N ；当两个力方向相反时，合力大小等于这两个力的大小之差2N ，由此可见，合力大小的变化范围是2N ≤F ≤14N ，故A 、B 错误。
自主训练2作图法求合力(2023·浙江嘉兴模拟)如图所示，某物体同时受到共面的三个共点力作用，坐标纸小方格边长的长度对应1N 大小的力。
甲、乙、丙、丁四种情况中，关于三个共点力的合力大小，下列说法正确的是()A ．甲图最小B ．乙图为8NC ．丙图为5ND ．丁图为1N答案：D解析：由题图可知，F 甲＝2N ，方向竖直向上；F 乙＝45N ，方向斜向右下；F 丙＝25N ，方向斜向左上；F 丁＝1N ，方向竖直向上；则题图丁的合力最小，为1N ，故选D 。
第2讲力的合成与分解讲义
第2讲力的合成与分解见学生用书P022微知识1 力的合成1．合力与分力：如果一个力产生的效果与其他几个力同时作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力。
2．力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。
3．力的运算法则(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，如图所示。
(2)三角形定则：在图中，将F2平移至对边得到如图所示的三角形。
显然两矢量的首尾相接，从一个矢量F1的箭尾指向另一个矢量F2的箭首，即为它们的合矢量F，此即为三角形定则。
微知识2 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。
2．遵循法则：平行四边形定则、三角形定则。
3．分解的方法①按力的实际作用效果进行分解；②力的正交分解。
微知识3 矢量与标量1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)。
2．标量：只有大小，没有方向，求和时按照算术法则运算。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．两个力的合力一定大于任何一个分力。
(×)2．对力分解时必须按作用效果分解。
(×)3．两个分力大小一定，夹角越大，合力越大。
(×)4．合力一定时，两个分力的夹角越大，分力越大。
(√)5．位移、速度、加速度、力、时间均为矢量。
(×)二、对点微练1．(合力与分力关系)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．合力的大小随分力夹角的增大而增大B．两个分力的夹角小于180°时，合力大小随夹角减小而增大C．合力的大小一定大于任何一个分力D．合力的大小不能小于分力中最小者解析根据平行四边形定则可知，当两个共点力的大小不变时，其合力随着两分力夹角的增大而减小，A项错误，B项正确；合力的值大于等于两分力之差，小于等于两分力之和，故合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力，也可能等于其中一个分力，还可能为零，C、D项错误。
第二讲力的合成和分解
第二讲 力的合成和分解 力的合成与分解 1．合力与分力：如果一个力产生的 跟几个共点力共同作用产生的 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．合力和分力是 的关系． 2．共点力：作用在物体的同一点，或作用线的 于一点的力，如图所示均是共点力．3．力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成．① 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 和 ．② 三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法．4．力的分解：求一个已知力的分力的过程叫做力的分解，力的分解遵循平行四边形定则或三角形定则．力的分解方法：① 按力产生的 分解；② 正交分解．5．力的合成与分解关系如图所示：思维启动1．一物体受到三个共面共点力F 1、F 2、F 3的作用，三力的矢量关系如图所示（小方格边长相等）)，则下列说法正确的是 （ ）A．三力的合力有最大值F 1 + F 2 + F 3，方向不确定B．三力的合力有唯一值3F 3，方向与F 3同向C．三力的合力有唯一值2F 3，方向与F 3同向D．由题给条件无法求出合力大小2．一个竖直向下的180 N 的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上且等于240 N，求另一个分力的大小．典型问题〖考点1〗共点力的合成及合力范围的确定【例1】如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止，下列判断正确的是（ ） A．F 1 > F 2 > F 3B． B．F 3 > F 1 > F 2C． C．F 2 > F 3 > F 1D． D．F 3 > F 2 > F 1【变式跟踪1】三个共点力大小分别是F 1、F 2、F 3，关于它们的合力F 的大小，下列说法中正确的是 （ ） A．F 大小的取值范围一定是0 ≤ F ≤ F 1 + F 2 + F 3B．F 至少比F 1、F 2、F 3中的某一个大C．若F 1∶F 2∶F 3 = 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F 1∶F 2∶F 3 = 3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零〖考点2〗力的分解【例2】如图所示，斜劈静止在水平地面上，有一物体沿斜劈表面向下运动，重力做的功与克服力F 做的功相等．则下列判断中正确的是（ ）A．物体可能加速下滑B．物体可能受三个力作用，且合力为零C．斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左D．撤去F 后斜劈一定受到地面的摩擦力【变式跟踪2】如图所示，力F 垂直作用在倾角为α的三角滑块上，滑块没被推动，则滑块受到地面的静摩擦力的大小为 （ ）A．0 B．F cos αC．F sin α D．F tan α高考试题1．【2013上海高考】两个共点力F l 、F 2大小不同，它们的合力大小为F ，则 （ ）A．F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍 B．F 1、F 2同时增加10N，F 也增加10NC．F 1增加10N，F 2减少10N，F 一定不变 D．若F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大【预测1】一质量为m 的物体放在粗糙斜面上保持静止．现用水平力F 推m ，如图所示，F由零逐渐增加，整个过程中物体m 和斜面始终保持静止状态，则 （ ）A．物体m 所受的支持力逐渐增加 B．物体m 所受的静摩擦力逐渐减小直到为零C．物体m 所受的合力逐渐增加 D．水平面对斜面的摩擦力逐渐增加2．【2013重庆高考】如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ．若此人所受重力为G ，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为 （ ）A．GB．G sin θC．G cos θD．G tan θ【预测2】如图所示，A 是一质量为M 的盒子，B 的质量为M /2，A 、B 用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A 置于倾角θ＝30°的斜面上，B 悬于斜面之外而处于静止状态．现在向A 缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中 （ ）A．绳子拉力逐渐减小B．A 对斜面的压力逐渐增大C．A 所受的摩擦力逐渐增大D．A 所受的合力不变 自我提升1.将物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中错误的是 （ ）2．如图所示，两个质量均为m 的物体分别挂在支架上的B点（如图甲所示）和跨过滑轮的轻绳BC 上（如图乙所示），图甲中轻杆AB 可绕A 点转动，图乙中水平轻杆一端A 插在墙壁内，已知θ = 30°，则图甲中轻杆AB 受到绳子的作用力F 1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F 2分别为 （ ）A.F 1 = mg 、F 2 = 3mgB．F 1 = 3mg 、F 2 = 3mgC． F 1 = 33mg 、F 2 = mg D．F 1 = 3mg 、F 2 = mg3．已知两个共点力的合力为50 N，分力F 1的方向与合力F 的方向成30°角，分力F 2的大小为30 N．则（ ）A．F 1的大小是唯一的 B．F 2的方向是唯一的C．F 2有两个可能的方向 D．F 2可取任意方向4．如图所示，一根细线两端分别固定在A 、B 点，质量为m 的物体上面带一个小夹子，开始时用夹子将物体固定在图示位置，OA 段细线水平，OB 段细线与水平方向的夹角为θ = 45°，现将夹子向左移动一小段距离，移动后物体仍处于静止状态，关于OA 、OB 两段细线中的拉力大小，下列说法正确的是 （ ）A．移动前，OA 段细线中的拉力等于物体所受的重力大小B．移动前，OA 段细线中的拉力小于物体所受的重力大小 C．移动后，OB 段细线中拉力的竖直分量不变D．移动后，OB 段细线中拉力的竖直分量变小5．如图所示，杆BC 的B 端用铰链接在竖直墙上，另一端C 为一滑轮．重物G 上系一绳经过滑轮固定于墙上A 点处，杆恰好平衡．若将绳的A 端沿墙缓慢向下移（BC 杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计），则 （ ）A．绳的拉力增大，BC 杆受绳的压力增大B．绳的拉力不变，BC 杆受绳的压力增大C．绳的拉力不变，BC 杆受绳的压力减小D．绳的拉力不变，BC 杆受绳的压力不变6．如图所示，一个“Y”字形弹弓顶部跨度为L ，两根相同的橡皮条均匀且弹性良好，其自由长度均为L ，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片可将弹丸发射出去．若橡皮条的弹力满足胡克定律，且劲度系数为k ，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L （弹性限度内），则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为 （ ）A.错误！未找到引用源。
力的分解与合成
力的分解与合成力的分解和合成是力学中的重要概念，它们帮助我们理解和解决各种力的问题。
本文将介绍力的分解和合成的基本原理、应用场景以及相关公式。
一、力的分解力的分解是指将一个力分解为两个或多个分力的过程。
根据物理学中的原理，任何一个力都可以被分解为两个相互垂直的分力，分别称为水平分力和垂直分力。
这种分解可以帮助我们更好地理解和计算力的作用。
举个例子，假设有一个力F作用在一个物体上，我们可以将这个力分解为水平分力Fx和垂直分力Fy。
水平分力是指力在水平方向上的分量，垂直分力是指力在垂直方向上的分量。
力的分解可以用以下公式表示：Fx = F * cosθFy = F * sinθ其中，F是原始力的大小，θ是原始力与水平方向的夹角。
力的分解在物理学中有广泛的应用。
例如，在斜面上有一个物体，我们可以将重力分解为平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力，以便更好地理解物体在斜面上的运动特性。
同时，力的分解也有助于解决平面静力学中的力平衡问题。
二、力的合成力的合成是指将两个或多个力合成为一个合力的过程。
对于位于同一点的力，它们可以通过力的合成得到一个和力的效果相等的合力。
合力的大小和方向可以通过力的合成公式计算得到。
假设有两个力F1和F2作用于同一个物体上，力的合成公式可以表示为：F = √(F1² + F2² + 2F1F2cosθ)其中，F1和F2是两个力的大小，θ是两个力之间的夹角。
力的合成在实际生活中有许多应用。
例如，在力学悬挂系统中，悬挂物体所受的合力决定了系统的平衡状态。
通过合理地合成悬挂物体所受的力，我们可以实现平衡的目标。
三、力的分解与合成的实例下面以一个实际的例子来说明力的分解与合成的应用。
假设有一个物体斜靠在一面墙上，墙壁对物体的支持力可以分解为水平方向的分力和垂直方向的分力。
水平方向的分力将物体推向墙壁，垂直方向的分力支撑住物体的重量。
同时，物体对墙壁也施加了一个作用力。
这个作用力可以分解为施加在墙面上和施加在地面上的两个分力。
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。
第2章第二节《力的合成与分解》讲解
优 化
探 究
_延__长__线__交于一点的力．
演 练
3．力的合成：求几个力的_合__力__的过程．
4．力的运算法则
返回
第2章 相互作用
基
课
础
堂
知 (1)三角形定则：把两个矢量__首__尾__相__连_从而求出合 互
识
动
梳 理
矢量的方法．(如图2－2－1所示)
讲 练
(2)平行四边形定则：求互成角度的_两__个__力_的合力，
基
课
础 知
即时应用(即时突破，小试牛刀)
堂 互
识
动
梳 理
3.如图2－2－7所示，轻绳AO和BO共同吊起质量为
讲 练
m的重物．AO与BO垂直，BO与竖直方向的夹角为
经 θ，OC连接重物，则( )
知
典
能
题优型源自化探 究图2－2－7
演 练
返回
第2章 相互作用
基
课
础
堂
知 识
A．AO 所受的拉力大小为 mgsinθ
讲 练
的大小 F 满足( )
A．F1≤F≤F2
经 典 题
B.F1－2 F2≤F≤F1＋2 F2
知 能 优
型 探
C．F1－F2≤F≤F1＋F2
化 演
究
D．F21－F22≤F2≤F21＋F22
练
返回
第2章 相互作用
基
课
础
堂
知
互
识
动
梳
讲
理
解析：选 C.当两分力方向相反时合力最小，方 练
向相同时合力最大，所以合力的大小满足 F1－
题
优
型
化
第二节力的合成与分解、探究力的合成平行四边形定则(附答案)
§2．2 力的合成与分解、探究力的合成平行四边形定则内容要求说明力的合成和分解力的平行四边形定则（实验、探究）Ⅱ力的合成和分解的计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决一、合力与分力若一个力的作用效果与另外几个力共同作用的效果相同，那么，这个力就叫做那另外几个力的合力，另外几个力叫做这个力的分力．二、力的合成与分解1．求几个力的合力叫做力的合成，求一个力的分力叫做力的分解．力的分解是力的合成的逆运算．2．力的合成与分解都遵循平行四边形定则．3．二力（F1、F2)合成的合力(F)的取值范围为：｜F1－F2｜≤F≤（F1＋F2）.在两个分力大小一定的情况下，随着两分力夹角的增大，合力逐渐减小．当两分力夹角为零时，合力最大：F max=F1+F2；当两分力夹角为180°，合力最小：F min=｜F1-F2｜．三、力的分解的方法把一个已知力分解为两个互成角度的分力，如果没有条件限制，可以分解为无数对分力．力的分解能得到惟一解的条件是：已知两个分力的方向（且不在同一直线上）或已知其中一个分力的大小和方向．1．根据力的实际作用效果进行分解．把一个力根据其效果分解的基本方法是：①先根据力的实际作用效果确定两个分力的方向；②再根据两个分力的方向作出力的平行四边形；③解三角形，计算出分力的大小和方向．2．正交分解法．所谓正交分解法，就是把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去．然后分别求这两个方向上的力的代数和，再根据平衡条件或牛顿定律进行列式求解．正交分解法是一种特殊的处理问题的方法，它的本质还是等效替代．这种方法的突出优点是把复杂的力的矢量运算转化为互相垂直方向上的简单的代数运算．特别适用于多力（三个或三个以上的共点力）作用下的物体的平衡或加速问题．因此，对此方法应注意重点掌握．四、几点说明1．平行四边形定则是整个中学物理矢量运算的基本定则，物理学中的其他矢量如位移、速度、加速度、电场强度、磁感强度等矢量合成与分解亦遵从平行四边形定则．2．一条直线上的矢量合成的运算：先规定正方向，将和正方向一致的矢量记作正，相反的矢量记作负，再直接加减．对未知矢量，可先假设其方向沿规定的正方向，若求解结果为正，表示其方向与规定的正方向一致，求解结果为负，负号则表示其方向与规定的正方向相反．五、探究力合成的平行四边形法则1．利用弹簧秤、橡皮条、细绳套、木板等器材探究力的合成的平行四边形定则的实验方法：a.先用两个力作用在物体的同一点上，使它产生一定的效果，如把橡皮筋一端固定，拉另一端到某一点O；b.再用一个力作用于同一点上，让它产生与第一次两个力共同作用相同的效果，即也把橡皮筋拉到点O．c.记下各个力的大小、方向、画出各个力的图示．d.探究合力F与分力F1、F2的关系2．误差分析：本实验误差的主要来源除弹簧秤本身的误差外，还有读数误差、作图误差，因此在使用弹簧秤前应注意将指针调零，使用时要使它与木板平行，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录；两个分力F1和F2间的夹角不宜太大或太小，在画力的合成图示时，要恰当选定标度．【典型精析】【例1】如图所示，轻质三角支架水平横杆的B 端与竖直墙面光滑铰接，用此支架悬挂重物，已知AB 杆所受的最大压力为2000N ，AC 细绳所受的最大拉力为1000N ，α 角为30o ．为了不使支架损坏，则所悬的重物应当满足什么要求？变式训练：如图所示，轻杆BC 的C 点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B 点悬挂一个定滑轮（不计重力），某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m =30kg ，人的质量M =50kg ，g 取10 m/s 2．试求：（1）此时地面对人的支持力； （2）轻杆BC 和绳AB 所受的力．【例2】如图所示的为曲柄压榨机结构示意图,A 处作用一水平力F ,OB 是竖直线.不计杆、活塞重力和杆转动摩擦,两杆AO 与AB 的长度相同,当OB 的尺寸为200,A 到OB 的距离为10时,求货物M 在此时所受的压力．【例3】两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200 N ，拉力方向与航向夹角为60°，且甲、乙两绳在同一水平面内,若要使小船受到的合力沿航行方向，在河流正中间沿直线行驶，则： （1）若乙的拉力大小为2003N ，乙用力的方向与航行方向的夹角θ应为多大?小船受到两拉力的合力为多大?（2）乙在什么方向时用力最小？此时小船所受两拉力的合力多大?A B C Om M 30°(例2图)FF 乙 v (例3图)【例4】在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某—点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条.（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A. 两根细绳必须等长B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置以上说法中正确的有(填入相应的字母)．（2）某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2 N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，请你根据作图法，得出下列关系正确的有．A. F1=4 NB.F=12 NC.θ1=45°D.θ1＜θ2【自我检测】1．一个物体受到了同一个平面的三个共点力，这三个力的合力可能为零的是() A．5 N，10 N，15 N B．10 N，10 N，10 NC．10 N，15 N，35 N D．2 N，10 N，8 N2．作用在同一物体上的两个共点力F1、F2，F1>F2且F1、F2在同一条直线上，其合力为F，下列判断正确的是()A．F1、F2同时增大一倍，F也一定增大一倍B．F1、F2同时增大10 N，F也一定增大10 NC．F1增大10 N、F2减小10 N，F一定不改变D．在F1、F2中，若其中的一个力增大，F可能减小3．在探究“力合成的平行四边形法则”的实验中，其中的三个实验步骤是：（a）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两弹簧互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2．（b）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F．（c）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F'和细绳的方向．以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里？在（a）中是__________________________．在（b）中是__________________________．在（c）中是__________________________．【课后练习】1．城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂．如图为这类结构的一种简化模型．图中硬杆OB 可绕通过B 点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略．如果悬挂物的重量为200N ，∠AOB =30°，硬杆OB 处于水平，钢索OA 对O 点的拉力为T 和杆OB 对O 点的支持为F ，则（ ） A ．T =200N B ．T =2003NC ．F =2003ND ．F =200N2．如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置．某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端系绳中的拉力为F 1、吊床对该人的作用力为F 2，则A ．坐着比躺着时F 1大B ．躺着比坐着时F 1大C ．坐着比躺着时F 2大D ．躺着比坐着时F 2大3．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 ′方向做加速运动（F 和OO ′都在M 水平面内）.那么，必须同时再加一个力F ′，这个力的最小值是（ ） A ．Fcos θ B ．Fsin θ C ．Ftan θ D ．Fcot θ4．用绳AC 和BC 吊起一重物处于静止状态,如图所示.若AC 能承受的最大拉力为150 N ，BC 能承受的最大拉力为105 N ，那么,下列正确的说法是 0(sin 370.6,cos370.8)== ( ) A ．当重物的重力为150 N 时，AC 、BC 都不断，AC 拉力比BC 拉力大 B ．当重物的重力为150 N 时，AC 、BC 都不断，AC 拉力比BC 拉力小 C ．当重物的重力为176 N 时，最终AC 不断，BC 断 D ．当重物的重力为176 N 时，最终AC 、BC 都会断5．如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A ， A 的左端紧靠竖直墙，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ，整个装置处于静止状态，若把A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则（ ） A ．球B 对墙的压力增大 B ．球B 对墙的压力减小C ．物体A 与球B 之间的作用力减小D ．物体A 对地面的压力增大6．在利用弹簧秤、橡皮条、细绳套、木板等器材探究力的合成的平行四边形定则实验中，下列说法中正(第4题图)（第5题图）ABO30°(第1题图)确的是( )A ．分别用两只弹簧秤和用一只弹簧秤拉橡皮筋时，结点必须拉到同一点B ．实验过程中，弹簧的轴线必须与纸面平行C ．弹簧秤不能超过木板的边界D ．作力的平行四边形时，不同拉力的标度应该相同7．在“探究力的合成的平行四边形定则”的实验中，使b 弹簧测力计按图所示的位置开始沿顺时针方向缓慢转动，在这一过程中保持O 点位置不变和a 弹簧测力计的拉伸方向不变，则在整个转动过程中关于a 、b 弹簧测力计的读数变化情况是 ( ) A. a 增大，b 减小 B. a 减小，b 减小C. a 减小，b 先增大后减小D. a 减小，b 先减小后增大8．如图所示，是一表面光滑、所受重力可不计的劈尖(AC=BC ,∠ACB =θ)插在缝间，并施以竖直向下的力F ，若劈对左、右接触点的压力大小分别是F 1、F 2，则( )A ．12sin2F F θ=B ．12sin2F F θ=⋅C ．22sin2F F θ=D ．22sin2F F θ=⋅9．如图所示，一根轻绳上端固定在O 点，下端拴一个重为G 的钢球，球处于静止状态．现对球施加一个方向向右的外力F ，使球缓慢偏移，如果外力F 方向始终水平，最大值为2G ，试求轻绳张力T 的大小取值范围．10．如图所示，楔形物倾角为θ=30°，放在水平地面上，轻质硬杆下端带有滑轮，上端顶有1000N 的物体，则当作用于楔形物上的水平推力多大时，才能将重物顶起？并讨论此装置能省力的条件．（不计竖直槽与硬杆之间的摩擦及滑轮与楔形物间的摩擦）(第8题图)（第9题图）§2．2 力的合成与分解、探究力的合成平行四边形定则【典型精析】【例1】若F AB 达到最大值2000N ，则F AC =F AB /cos30°=334000 ＞1000N.故要保证支架不损坏，应使F AC ≤1000N,故 max 2sin 30500oG F N ≤=变式训练：（1）F N =Mg-mg =200N（2）T BO =2mg =600NN,320030==οtan T F BO ABN 34002==AB BC F F【例2】力F 的作用效果是对AB 、AO 两杆产生沿杆方向的压力F 1、F 2，如图甲所示，而F 1的作用效果是对M 产生水平推力F ′和竖直向下的压力F N ，如图乙所示．由图可得tan α=10100=10，F 1=F 2=2cos F α，而F N =F 1sin α，则F N =tan 2F α=5F ．【例3】（1）取船航向为x 轴,与船航向垂直为y 轴建立坐标系.如图所示，将F甲、F 乙沿两坐标轴正交分解，有F 甲x =F 甲cos 60°=200×21N=100 N ，F 甲y =F 甲sin 60°=200×32N=1003 N ，F 乙x =F 乙co s θ，F 乙y =F 乙sin θ．要使小船受到的合力沿航行方向，则必须满足F 乙y =F 甲y =1003 N ，即F 乙sin θ=1003N ，θ=30°； F 乙x =F 乙cos θ=300 N ，小船所受甲乙的合力F 合=F 甲x +F 乙x =(100+300）N=400 N ． （2）当θ=90°时，F 乙有最小值F min =1003N ，方向为垂直于船的航向，此时两拉力的合力为F ′合=F 甲x =100 N ． 【例4】（1）CE (2)BC【自我检测】1．ABD 2．AD3． (1) （a ）漏记了两细线的方向 （b ）必须依据两力的大小和方向才能作图 （c ）必须将橡皮条拉到原来的O 点【课后练习】1．C 2．A 3．B （为使物体在水平面内沿着OO ′做加速运动，则F 与F ′的合力方向应沿着OO ′，为使F ′最小，F ′应与OO ′垂直，如图所示，故F ′的最小值为F ′=Fsin θ，B 选项正确．） 4．AD 5．BC 6．ABD 7． D 8． AC9．当水平拉力F=0时轻绳处于竖直位置，绳子张力最小G T =1F AB(例2答图)(例3答图)当水平拉力F=2G 时，绳子张力最大G G G T 5)2(222=+= 因此轻绳的张力范围是G T G 5≤≤10． Gtan θ；θ<45°（先对硬质杆及下面滑轮进行受力分析，受上端物体的压力，大小等于物体的重力G ，斜面的支持力N=G/cosθ，及槽水平向右的作用力F=Gtanθ．再对楔形物进行受力分析，易知所求推力的大小和竖直槽水平向右的作用力F 相等，且θ越小越省力．）。
第2章 第2讲 力的合成与分解(学生版)
第2讲力的合成与分解一、力的合成1.合力与分力(1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫做那几个力的_________，那几个力叫做这一个力的_________(2)关系：合力与分力是_________关系.2.共点力作用在物体的同一点，或作用线的_________交于一点的几个力.如图1均为共点力.图13.力的合成(1)定义：求几个力的_________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.如图2甲所示，F1、F2为分力，F为合力.图2②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的_________为合矢量.如图乙，F1、F2为分力，F为合力.自测1(多选)关于几个力及其合力，下列说法正确的是()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.求几个力的合力遵循平行四边形定则自测2(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F.以下说法正确的是()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二、力的分解1.定义：求一个力的分力的过程.力的分解是_________的逆运算.2.遵循的原则(1)_________定则.(2)三角形定则.3.分解方法(1)效果分解法.如图3所示，物体重力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＝G sin θ，G2＝G cos θ.图3(2)正交分解法.自测3已知两个共点力的合力为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可取任意方向三、矢量和标量1.矢量：既有大小又有_________的物理量，叠加时遵循_________定则，如速度、力等.2.标量：只有大小没有_________的物理量，求和时按_________法则相加，如路程、速率等.自测4下列各组物理量中全部是矢量的是()A.位移、速度、加速度、力B.位移、时间、速度、路程C.力、位移、速率、加速度D.速度、加速度、力、路程命题点一 共点力的合成1.两个共点力的合成|F 1－F 2|≤F 合≤F 1＋F 2，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F 1＋F 2＋F 3.(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.3.几种特殊情况的共点力的合成4.力合成的方法 (1)作图法 (2)计算法若两个力F 1、F 2的夹角为θ，如图4所示，合力的大小可由余弦定理得到：图4F＝F21＋F22＋2F1F2cos θtan α＝F2sin θF1＋F2cos θ.例1(多选)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则()A.F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍B.F1、F2同时增加10 N，F也增加10 NC.F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变D.若F1、F2中的一个增大，F不一定增大例2(多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N.下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是()A.物体所受静摩擦力可能为2 NB.物体所受静摩擦力可能为4 NC.物体可能仍保持静止D.物体一定被拉动变式1(多选)已知力F，且它的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为33F，方向未知，则F1的大小可能是()A.3F3 B.3F2 C.23F3 D.3F变式2水平横梁一端插在墙壁内，另一端装光滑小滑轮且一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°.如图5所示，则滑轮受到绳子的作用力为(g取10 m/s2)()图5A.50 NB.50 3 NC.100 ND.100 3 N命题点二 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)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＝F yF x .例3 如图6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l2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( )图6A. 5B.2C.52D.2变式3减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全.当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且分解合理的是()变式4(多选)如图7，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态.若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则()图7A.绳OO′的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化命题点三力合成与分解的两个重要应用应用1斧头劈木柴问题例4刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈，如图8是斧头劈木柴的示意图.劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力F，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开.设劈背的宽度为d，劈的侧面长为l，不计斧头的自身重力，则劈的侧面推压木柴的力约为()图8A.d l FB.l d FC.l 2d FD.d 2l F应用2 拖把拖地问题例5 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图9).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.图9(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.变式5(多选)生活中拉链在很多衣服上得到应用，图10是衣服上拉链的一部分，当我们把拉链拉开的时候，拉头与拉链接触处呈三角形，使很难直接分开的拉链很容易地拉开，关于其中的物理原理，以下说法正确的是()图10A.拉开拉链的时候，三角形的物体增大了拉拉链的拉力B.拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力C.拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为方向不同的两个分力变式6如图11所示，质量为m的物块静止于斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，逐渐增大斜面的倾角θ，直到θ等于某特定值φ时，物块达到“欲动未动”的临界状态，此时的摩擦力为最大静摩擦力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求θ角满足什么条件时物块总与斜面保持相对静止.图11综合练习错误!错误!1.三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()A.F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3B.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，一定能使合力为零2.(多选)一件行李重为G ，被绳OA 和OB 吊在空中，OA 绳和OB 绳的拉力分别为F 1、F 2，如图1所示，则( )图1A.F 1、F 2的合力是GB.F 1、F 2的合力是FC.行李对绳OA 的拉力方向与F 1方向相反、大小相等D.行李受到重力G 、OA 绳的拉力F 1、OB 绳的拉力F 2，还有F 共四个力作用3.如图2所示，一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮，两端系在高度相等的A 、B 两点，滑轮下挂一物体，不计绳和滑轮之间的摩擦.现让B 缓慢向右移动，则下列说法正确的是( )图2A.随着B 向右缓慢移动，绳子的张力减小B.随着B 向右缓慢移动，绳子的张力不变C.随着B 向右缓慢移动，滑轮受绳AB 的合力变小D.随着B 向右缓慢移动，滑轮受绳AB 的合力不变4.如图3所示，质量为m 的重物悬挂在轻质的支架上，斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ.设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2，以下结果正确的是( )图3A.F 2＝mgcos θB.F 1＝mgsin θC.F 2＝mg cos θD.F 1＝mg sin θ5.如图4所示是轿车常用的千斤顶，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1.0×105 N ，此时千斤顶两臂间的夹角为120°.下列判断正确的是( )图4A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104 NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104 NC.若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将减小6.如图5所示，一质量为m 的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起使绳与竖直方向的夹角为θ＝30°，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为( )图5A.mg 2B.32mgC.33mg D.3mg7.两个共点力F 1与F 2的合力大小为6 N ，则F 1与F 2的大小可能是( ) A.F 1＝2 N ，F 2＝9 N B.F 1＝4 N ，F 2＝8 N C.F 1＝1 N ，F 2＝8 N D.F 1＝2 N ，F 2＝1 N8.如图6所示，质量为m 的物体放在水平桌面上，在与水平方向成θ角的拉力F 作用下加速往前运动，已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ，则下列判断正确的是( )图6A.物体受到的摩擦力为F cos θB.物体受到的摩擦力为μmgC.物体对地面的压力为mgD.物体受到的地面的支持力为mg －F sin θ9.如图7所示，用滑轮将质量为m 1、m 2的两物体悬挂起来，忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦，使得0°<θ<180°，整个系统处于平衡状态，关于m 1、m 2的大小关系不可能的是( )图7A.m 1必大于m 2B.m 1必大于m 22C.m 1可能等于m 2D.m 1可能大于m 210.如图8所示，一个重为G 的吊椅用轻绳AO 、BO 固定，绳AO 、BO 相互垂直，α>β，且两绳中的拉力分别为F A 、F B ，物体受到的重力为G ，则( )图8A.F A 一定大于GB.F A 一定大于F BC.F A 一定小于F BD.F A 与F B 大小之和一定等于G11.如图9所示，一个“Y ”形弹弓顶部跨度为L ，两根相同的橡皮条自由长度均为L ，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，每根橡皮条的劲度系数均为k ，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内)，则发射中橡皮条对裹片的最大作用力为( )图9A.kLB.2kLC.32kL D.152kL12.如图10所示，B和C两个小球均重为G，用轻绳悬挂而分别静止于图示位置上，试求：图10(1)AB和CD两根细绳的拉力分别为多大？(2)绳BC与竖直方向的夹角θ是多少？13.如图11所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为θ，当用竖直向下的力F作用在铰链上，滑块间细线的张力为多大？图11。
高考物理必修1第2章第2讲力的合成与分解
第2讲力的合成与分解知识排查力的合成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，原来那几个力叫做这一个力的分力。
(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。
如图所示均是共点力。
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。
如图甲所示。
②三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法。
如图乙所示。
力的分解1.定义：求一个已知力的分力的过程。
2.遵循原则：平行四边形定则或三角形定则。
3.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进行受力分解。
矢量和标量项目特点运算法则举例矢量既有大小又有方向的量相加时遵从平行四边形定则位移、加速度、力、速度等标量只有大小没有方向的量求和时按代数法则相加路程、周期、转速、电流等1.思考判断(1)合力与原来那几个力同时作用在物体上。
()(2)合力一定时，两等大分力间的夹角θ越大，两分力越小。
()(3)两个力的合力不可能比其分力小。
()(4)对力分解时必须按作用效果分解。
()(5)区别矢量与标量的根本是遵守的运算法则。
()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2.[人教版必修1·P64·T2改编]有两个力，它们的合力为0。
现在把其中一个向东6 N的力改为向南(大小不变)，它们的合力大小为()A.6 NB.6 2 NC.12 ND.0答案 B3.[人教版必修1·P66·T2改编]一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于240 N，则另一个分力的大小为()A.60 NB.240 NC.300 ND.420 N答案 C4．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全。
【物理专题复习】力的合成与分解
必备知识·自主学习
【情景辨析】 【情境1】一个和尚挑水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝。大家都听说 过这个寓言故事吧。这个故事说的是三个和尚都不肯出力，所以没水喝。假 设他们抬或提的是同一桶水。
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(1)一个和尚提水时施加的一个力与两个和尚抬水时施加的两个力作用效果相
同。 ( × )
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4.图例：
正交分解法 分解 将一个力沿着两个互相垂直 方法 的方向进行分解的方法
效果分解法
根据一个力产生的实际效果进行分 解
实例 分析
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四、矢量和标量 1.矢量：既有大小又有_方__向__的量，运算时遵从_平__行__四__边__形__定则。 2.标量：只有大小没有方向的量，运算时按_算__数__法__则__相加减。
(2)合力与它的分力的作用对象为同一个物体。 ( √ )
(3)三个和尚分别施加的力的合力与每个和尚施加的力可以同时作用在水桶上。
(×)
(4)三个和尚对水桶施加的力分别为3 N、4 N、5 N(大小分别为3 N、4 N)一定大于第三个和尚对水
则。 ( √ )
(8)汽车对千斤顶的压力既有大小又有方向，一定是矢量。
(√)
高中全程复习方略
第2讲 力的合成与分解
内容索引
必备知识·自主学习 关键能力·题型突破 核心素养测评
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【知识建构】 一、合力与分力 1.定义：如果一个力产生的_效__果__跟几个力的共同效果相同，这一个力就叫作 那几个力的合力，原来那几个力叫作分力。 2.关系：合力和分力是_等__效__替__代__的关系。 3.图例：
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3.图例：
F F12 F22
力的合成与分解共点力的平衡
解析： 墙壁光滑，Q处于静止状态，则P、Q间必有摩擦力，Q应受4个力作用，P受4个力作用，故A、B错． 对P由平衡条件：FTsin θ＝FN1 FTcos θ＝mPg＋Ff 对Q由平衡条件：Ff＝mQg 故Ff不变，C错． 当绳子变长时θ减小，故FT减小，D对． 答案： D
(1)研究对象的选取方法：整体法和隔离法． (2)受力分析的步骤 ①确定研究对象 研究对象可以是单个物体，可以是整体，也可以是质点，还可以是连接点． ②按“重力→弹力→摩擦力→其他场力”的顺序分析物体受力情况(对不能确定的力可用假设法等)． ③进行必要的检验 检验依据：物体受力情况和物体运动情况必须相一致．
分力 逆运算 平行四边形
概念：
二、力的分解
01
遵从原则： 定则． 矢量运算法则：平行四边形定则和三角形定则． 合力和分力具有“等效性”和“替代性”．
求一个力的 的过程，力的分解与力的合成互为 ．
02
三、受力分析 1．定义：把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都分析出来，并画出物体 的示意图的过程． 2．受力分析的一般顺序 先分析 (重力、电场力、磁场力)，再分析 (弹力、摩擦力)，最后分析其他力．
答案： B
动态平衡问题是学习中的难点，所以需要认真分析、及时总结．具体说，分析此类问题大致有以下三个途径： 途径一：三角形法则 当物体受三力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次首尾相连，构成闭合三角形，当物体所受三个力中两个发生变化而又要维持平衡关系时，这个闭合三角形仍然存在，只不过形状发生改变而已，比较前后这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了． 三角形法则适用于物体所受的三个力中，有一个力为恒力(通常为重力，也可以是其他力)，另一个力的大小变化，第三个力则大小、方向均发生变化的问题，对变化过程进行定性分析．”
力的合成与分解
2．(力的合成范围)(多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N， 现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下 列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(ABC )
A.物体所受静摩擦力可能为2 N B.物体所受静摩擦力可能为4 N C.物体可能仍保持静止 D.物体一定被拉动
解析：ABC 两个2 N的力的合力范围为0～4 N，然后与3 N的力合成，则三力的合力 范围为0～7 N，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定选项A、B、C正确，D错误。
3．(作图法计算合力)某物体同时受到2个共点力作用，在如图所示的四种情况中(坐标 纸中每格的边长均表示1 N大小的力)，物体所受合外力最大的是( C )
甲
乙
②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾
的□_8__有__向__线__段_为合矢量。如图乙所示，F1、F2为分力，F为合力。
二、力的分解
1．定义：求一个力的_□9__分__力_的过程。 力的分解是□_1_0 _力__的__合__成_的逆运算。
2．遵循的法则
(1)□_11__平__行__四__边__形_定则。
甲
乙
丙
丁பைடு நூலகம்
4．(计算法求合力)(2023·山西怀仁市一中高三月考)射箭时弦和箭可等效为图中的情 景，已知弓的顶部跨度为L(如图中虚线所示)，弦均匀且弹性良好，其自由长度为L。假设 弓的跨度保持不变，即箭在弦的正中间，弦夹在不计大小的类似动滑轮的附加装置上，将
作共点力。如图均为共点力。
3．力的合成
(1)定义：求几个力的□_5_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线段为
力的合成与分解
对点激活 1. [对合力与分力关系的理解]两个共点力F1与F2的合力大小 为6 N，则F1与F2的大小可能是( A. F1＝2 N，F2＝9 N C. F1＝1 N，F2＝8 N
B
) B. F1＝4 N，F2＝8 N D. F1＝2 N，F2＝1 N
【小题快练】 1.(多选)作用在同一点上的两个力,大小分别是5 N和4 N,则它们的 合力大小可能是( A.0 B.5 N
3.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( C )
知识点3
矢量和标量
方向 的物理量,叠加时遵循___________ 平行四边形 定则, 1.矢量：既有大小又有_____ 如速度、力等。 方向 的物理量,求和时按算术法则相加,如路 2.标量：只有大小没有_____ 程、动能等。
4.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F1和
平行斜面向下的力F2,那么( B )
A.F1就是物体对斜面的压力
B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为Gcosα
C.F2就是物体受到的静摩擦力
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力
裹片对弹丸的最大作用力为(
A.kL B.2kL C.
3 kL 2
D
)
D.
15 kL 2
【变式1+1】 1.(多选)如图所示,用滑轮将质量为m1、m2的两物体悬挂起来,忽略滑 轮和绳的重力及一切摩擦,使得0°<θ <180°,整个系统处于平衡状态, 关于m1、m2的大小关系应为( BCD ) A.m1必大于m2 C.m1可能等于m2 B.m1必大于
(2)正交分解
力的合成与分解
第二讲 力的合成与分解一、力的合成1、一个物体受到几个力共同作用时，如果有这样一个力，这个力产生的作用效果跟原来那几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的 。
2、求几个力的合力叫力的 。
3、如果用表示两个共点力1F 和2F 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来表示，叫做平行四边形定则。
4、讨论：当两个共点力1F 、2F 大小一定时，合力F 的大小和方向随着1F 、2F 之间的夹角而变化。
（1）当夹角οθ0=时，力1F 、2F 在同一条线直线上且方向相同，=F ，方向跟两个力的方向 ，此时，合力最大。
（2）当夹角οθ180=时，力1F 、2F 在同一条直线上且方向相反，=F ，方向跟两个力中 相同，此时，合力最小。
（3）当夹角οθ90=时，=F 。
由上述分析可知，合力的大小可在最大值和最小值之间取值，取值范围为 ≤≤F 。
5、共点力几个力如果都作用在物体的 ，或者它们的延长线相交于 ，这几个力叫做共点力。
力的合力的平行四边形定则只适合于共点力。
6、多个共点力的合成求多个共点力的合力也可以应用平行四边形定则：先求出 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。
二、力的分解1、如果一个力作用于物体产生的效果与几个力共同作用于物体产生的效果相同，这几个力就叫做那一个力的 。
2、求一个已知力的分离叫做力的 。
也就是找几个力来代替原来的一个力，而不改变其作用效果。
力的分解时力的合成的逆运算，同样遵循 。
1、（2011广东理综）如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止。
下列判断正确的是（ ）A. F 1 > F 2> F 3B. F 3 > F 1> F 2C. F 2> F 3 > F 1D. F 3> F 2 > F 12、（2010山东理综）如图所示，质量分别为21m m 、的两个物体通过轻弹簧连接，在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（1m 在地面，2m 在空中），力F 与水平方向成θ角。
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第2讲：力的合成和分解1、力的合成
（1）平行四边形法则
（2）三角形法则
注意：余弦定理求合力；三个共点力的合力范围
2、力的分解
（1）力的合成的逆运算（平行四边形法则和三角形法则）（2）正交分解（坐标系建立的一般原则）
【例1】已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的
大小为
3
3
F，方向未知。
则F
1
的大小可能是（）
A．
3
3
F B．
3
2
F
C．23
2
F D．3F
【例2】（2016课标III）如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。
在a和b之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为（）
A．m
2
B．
3
2
m
C．m D．2m
【例3】（2014山东理综）如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。
某次维修时将两轻绳剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。
木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木反拉力的大小，则维修后（）
A．F1不变，F2变大
B．F1不变，F2变小
C．F1变大，F2变大
D．F1变小，F2变小
【例4】如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。
则该力可能为图中的（）
A．F
1
B．F2
C．F3
D．F4
【例5】（2017课标II）如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动学。
若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为（）
A．2-3B．
3 6
C．
3
3
D．
3
2
【例6】（2017年广东华南三校联考）如图所示，小球A、B通过一条细绳跨过定滑轮连接，它们都穿在一根竖直杆上．当两球平衡时，连接两球的细绳与水平方向的分别为θ和2θ．假设装置中的各处摩擦均不计，则A、B球的质量之比为（）
A．2cos q:1B．1:2cos q
C．tan q:1D．1:2sin q
【例7】如图所示，绳OC与竖直方向30°角，O为质量不计的滑轮。
已知物B重1000N，物A重400N，物A、B均静止。
求：
（1）物B所受摩擦力为多大？
（2）OC绳的拉力为多大？
【例8】(2016·山西右玉一模)如图9所示，物块A 和滑环B 用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B 套在与竖直方向成θ＝37°的粗细均匀的固定杆上，连接滑环B 的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，滑环B 恰好不能下滑，滑环和杆间的动摩擦因数为μ＝0.4，设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A 和滑环B 的质量之比为（ ）
A ．7
5
B ．57
C ．13
5
D ．513
【例9】如图所示，光滑圆球半径为1m，质量为6kg，静止于图示位置，图中距离d为1.8m，求竖直墙壁与台阶对球的支持力分别为多大？
【例10】下物体A质量为m＝2kg，用两根轻绳B、C连接到竖直墙上，在物体A上加一恒力F，若图中力F、轻绳AB与水平线夹角均为θ＝60°，要使两绳都能绷直，求恒力F的大小范围。
【例11】如图，半径为R的光滑球，重为G，光滑木块厚为h，重为G1，用至少多大的水平力F推木块才能使球离开地面？
【例12】如图所示，两个完全相同的球，重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩擦因数都为μ，且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，一根轻绳两端固结在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为α。
问当F至少为多大时，两球将会发生滑动？
【例13】如图，质量为m＝8.0kg的物体放在倾角θ＝53°的固定斜面上，计算中取g＝10m/s2。
（1）若物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.50，对物体施加一水平力F，恰好能使物体沿斜面匀速上升。
求F的大小；
（2）若改变斜面的倾角θ，而不改变动摩擦因数μ，当θ取某些值时，无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面匀速上滑，求满足这种情况的θ的取值范围。