共点力的合与分解(三个力)
共点力平衡问题处理技巧
共点力平衡问题处理技巧
1、合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。
2、分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件。
3、正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件。
4、力的三角形法：对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力。
扩展资料：
注意事项：
三个不平行的力作用下的物体平衡问题，是静力学中最基本的问题之一，当物体在三个共点力作用下平衡时，任意两个力的合力与第三个
力等大反向，三个力始终组成封闭的矢量三角形。
通常是用合成法画好力的合成的平行四边形后，选定半个四边形———三角形，进行解三角形的数学分析和计算。
物体受三个以上共点力平衡的问题，通常是用正交分解法，将各力分别分解到直角坐标系的x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力分别等于零的条件，列两个方程进行求解(因为F合=0，则一定有Fx=0，Fy=0)，这种方法常用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。
新高考物理2-3 力的合成和分解
()
解析：题 A 图中，将 F1 与 F2 进行合成，如
图甲所示，求得合力的大小为 F 合＝3 N；
题 B 图中，将 F1 与 F2 进行合成，如图乙所
示，求得合力的大小为 F 合＝ 32＋42 N＝5 N；题 C 图中，将 F1 与 F2 进行合成，求得
合力的大小为 F 合＝4 2 N，如图丙所示；题 D 图中，将 F1 与 F2 进行合成，求得合力
情境创设
如图甲所示，两个小孩分别用F1、F2提着一桶水，水桶静止；如图乙所示， 一个大人单独用力F提着同一桶水，水桶静止。
微点判断 (1)F1和F2是共点力。 (2)F1和F2的共同作用效果与F的作用效果相同。 (3)合力F与分力F1、F2之间满足平行四边形定则。 (4)水桶的重力就是F1、F2两个力的合力。 (5)几个力的共同作用效果可以用一个力代替。 (6)在进行力的合成与分解时，要应用平行四边形定则或三角形定则。 (7)两个力的合力一定比任一分力大。 (8)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不要重复分析。
B．cos θ－μsin θ D．1－μtan θ
[解析] 物体在力 F1 作用下和力 F2 作用下运动时的受力如图 所示。将物体受力沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，由平衡
条件可得：F1＝mgsin θ＋Ff1，FN1＝mgcos θ，Ff1＝μFN1；F2cos θ
＝mgsin θ＋Ff2，FN2＝mgcos θ＋F2sin θ，Ff2＝μFN2，解得：F1＝
mgsin
θ＋μmgcos
θ，F2＝mgscions
θ＋μmgcos θ－μsin θ
θ，故FF12＝cos
θ－μsin
θ，
B 正确。
[答案] B
力的合成与分解知识点总结
力的合成与分解知识点总结力是物理学中的一个重要概念，力的合成与分解是解决力学问题的基础。
下面我们来详细总结一下力的合成与分解的相关知识点。
一、力的合成1、合力的概念如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。
2、共点力如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力就叫做共点力。
3、力的合成法则（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。
（2）三角形定则将两个分力首尾相接，连接始端与末端的有向线段就表示合力的大小和方向。
4、合力的计算（1）已知两个分力的大小和方向，求合力的大小和方向，直接运用平行四边形定则或三角形定则计算。
（2）已知两个分力的大小和夹角θ，合力的大小可以通过公式：＄F ＝＼sqrt{F_1^2 ＋ F_2^2 ＋ 2F_1F_2\cos\theta}＄计算，合力的方向可以通过三角函数关系求得。
5、合力的范围（1）两个力的合力范围：＄｜F_1 F_2| ＼leq F ＼leq F_1 ＋ F_2$。
（2）三个力的合力范围：先求出其中两个力的合力范围。
再看第三个力在这个范围内的情况，从而确定三个力的合力范围。
二、力的分解1、力的分解的概念求一个已知力的分力，叫做力的分解。
2、力的分解遵循的原则力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则或三角形定则。
3、力的分解的方法（1）按照力的实际作用效果进行分解。
例如，放在斜面上的物体受到的重力可以分解为沿斜面方向向下的分力和垂直斜面方向向下的分力。
（2）正交分解法将一个力沿着互相垂直的两个方向进行分解。
4、力的分解的唯一性（1）已知两个分力的方向，有唯一解。
（2）已知一个分力的大小和方向，有唯一解。
（3）已知两个分力的大小，其解的情况可能有：两力之和大于合力时，有两解。
力的合成与分解 三力平衡的几种典型解法
力的合成与分解 三力平衡的几种典型解法
一、力的合成： 1.合力、分力、共点力、力的合成的概念 2.合力与分力的关系是等效替代的关系。 3.力的合成的运算法则是平行四边形定则或者 三角形定则 4.其它矢量的运算也遵守平行四边形定则或者 三角形定则
思考： 1.生活中人们常说这样一句话“大家要心往一处 想，劲往一处使，形成合力”，在这句话中的 “合力”与我们物理语言中的“合力”意义一 样吗？ 2.物理语言中的“合力”一定比“分力”大吗？ 为什么要进行力的合成或分解？
• 力的分解类型：
(1)已知合力和两个分力的方向，求两个分力 的大小．有1组解。 (2)已知合力和一个分力的大小和方向，求另 一个分力的大小和方向．有1组解。
(3)已知合力、一个分力的方向和另一分力的 大小，这时则有如下的几种可能情况： ①第一种情况是F≥F2>Fsinα ，则有两组解． ②第二种情况是F2＝Fsinα 时，则有一组解． ③第三种情况是F2<Fsinα 时，则无解，因为 此时按所给的条件无法组成力的三角形． ④第四种情况是F2>F时，则有一组解．
例题2（学生版32页 3.）： 两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角 θ固定不变，使其中一个力增大，则 ( ) A．合力F一定增大 B．合力F的大小可能不变 C．合力F可能增大，也可能减小 D．当0<θ<90°时，合力F一定减小
如右图所示，质量均为 m 的小球 A、B 用两根不可伸长的 轻绳连接后悬挂于 O 点，在外力 F 的作用下，小球 A、B 处于 静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线 OA 与竖直方向 的夹角 θ 保持 30° 不变，则外力 F 的大小 ( )
力的合成与分解方法的选择： 力的合成法、力的效果分解法、正交分解法都 是常见的解题方法。 一般情况下，物体只受三个力时，采用力的合 成法、力的效果分解法解题较为简单，可以利用 力的三角形中的几何关系或三角形相似求解；而 物体受三个以上力时多数采用正交分解法． 三力平衡的情况下，常采用以下3种典型解法： 解析法、图解法、相似形法。若三力中两力的大 小相等或方向垂直，一般采用正交分解法较为简 捷。
共点力的合成与分解
力的平行四边形法则的应用实例
力的平行四边形法则是解决共点力合成的常用方法之一。通过将多个力矢量按照 平行四边形法则进行合成，可以求得这些力的合力大小和方向。
例如，假设有一个物体在两个力$F_1$和$F_2$的作用下处于平衡状态，这两个力的 大小分别为5N和10N，方向与水平方向之间的夹角分别为30°和60°。通过应用力的 平行四边形法则，可以求得这两个力的合力大小为15N，方向与水平方向之间的夹 角为37.63°。
此外，在分析斜面、滑轮等复杂机械问题时，力的三角形法则也经常被用来解决力 的合成与分解问题。
04 力的正交分解法
力的正交分解法的原理
将一个力按照相互垂 直的两个方向进行分 解，以便于求解。
正交分解法是解决力 的合成与分解问题的 一种常用方法。
通过正交分解法可以 将复杂的力的平衡问 题转化为简单的代数 运算。
火箭发射过程中还需要考虑空气阻力、重力等因素对火箭的影响，通过 精确计算和调整火箭的发射角度、速度等因素，确保火箭能够成功地进 入预定轨道或达到预定目标。
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力的平行四边形法则的原理基于矢量的加法性质，即矢量可以按照平行四边形法则进行合成和分解。
力的平行四边形法则的推导
力的平行四边形法则可以通过几何图形和矢量运算进行推导。 具体来说，假设有两个力矢量$F_1$和$F_2$，它们的大小分别 为$F_1$和$F_2$，方向与$x$轴之间的夹角分别为$theta_1$ 和$theta_2$。
具体推导过程涉及到了三角函数、几何学等数学工具的应 用，通过这些工具可以精确地计算出合力或分力的大小和 方向。
力的三角形法则的应用实例
力的三角形法则在物理学中广泛应用于共点力的合成与分解问题，例如在分析物体 运动、平衡状态等问题时。
共点力平衡的几种解法(例题带解析)
共点力平衡的几种解法1.力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力势必与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。
2.矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力。
矢量三角形作图分析法，优点是直观、简便，但它仅适于处理三力平衡问题。
3.相似三角形法：相似三角形法，通常寻找的是一个矢量三角形与三个结构（几何）三角形相似，这一方法也仅能处理三力平衡问题。
4.正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。
5.三力汇交原理：如果一个物体受到三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必为共点力。
6.正交分解法：将各力分别分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用干三个以上共点力作用下的物体的平衡，值得注意的是，对“x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。
不宜分解待求力。
7.动态作图：如果一个物体受到三个不平行外力的作用而处于平衡，其中一个力为恒力，第二个力的方向一定，讨论第二个力的大小和第三个力的大小和方向。
三.重难点分析：1.怎样根据物体平衡条件，确定共点力问题中未知力的方向？在大量的三力体（杆）物体的平衡问题中，最常见的是已知两个力，求第三个未知力。
解决这类问题时，首先作两个已知力的示意图，让这两个力的作用线或它的反向延长线相交，则该物体所受的第三个力（即未知力）的作用线必定通过上述两个已知力的作用线的交点，然后根据几何关系确定该力的方向（夹角），最后可采用力的合成、力的分解、拉密定理、正交分解等数学方法求解。
2022-2023年高考物理一轮复习 力的合成与分解课件 (5)(重点难点易错点核心热点经典考点)
1.[两个力的合成]有三个共点力F1、F2、F3作用于某一点,其合力为零.
已知F3=5 N,现将F3沿逆时针方向绕作用点转动60°,同时其余两个力沿顺时
针方向绕作用点转动30°,则这三个力的合力大小变为 ( A )
A.5 2 N
B.5 N
C.10 N
D.仍为零
解析 因F3=5 N,故F1与F2的合力大小也为5 N,方向与F3的方向相反;将F1、 F2沿顺时针方向绕作用点转动30°,F1与F2的合力也沿顺时针方向绕作用点转 动30°,F3沿逆时针方向绕作用点转动60°,所以F1与F2的合力方向与F3垂直,F1 与F2的合力大小为5 N不变,所以这三个力的合力大小为5 2 N,故A正确.
两个力范围内,三个力的合力就可能为零;两个力的大小分别为12 N和8 N,合
力最大值是20 N,最小值是4 N,第三个力只要在这两个力范围内,三个力的合
力就可能为零,故A、C、D可能,B不可能.
1.几种特殊情况的共点力的合成
2.重要结论 (1)两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小. (2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力.
2.(人教版必修1P64第2题改编)有两个力,它们的合力为0.现在把其中一个 向东为6 N的力改为向南(大小不变),它们的合力大小为 ( B )
A.6 N
B.6 2 N
C.12 N
D.0
3.(人教版必修1P66第2题改编)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 ( C )
考点二 力的分解
1.力的效果分解法 (1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向; (2)再根据两个和数学知识求出两分力的大小. 几种按效果分解的实例
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
力的合成与分解(解析版)--高二物理专题练习
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°。
高中物理必修一力的合成和分解(有答案)
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。
2023年高中物理学业水平考试必备考点07：力的合成与分解 (全国通用)(解析版)
2023年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试专题07 力的合成与分解一、合力、分力、共点力1．合力与分力：如果一个力作用在物体上产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，原来的几个力叫作分力．2．共点力：如果一个物体受到两个或更多力的作用，这些力共同作用在物体的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，这样的一组力叫作共点力．3．对合力和分力的理解(1)同体性：各个分力作用在同一个物体上．作用在不同物体上的力不能求合力．(2)等效性：合力与分力产生的效果相同，可以等效替代．二、力的合成与合成法则1．力的合成：求几个力的合力的过程．2．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．3．多力合成的方法：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．4．计算合力大小的两种方法(1)作图法作图法就是用作图工具根据平行四边形定则作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体操作流程如下：(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．通常要利用数学中解三角形的有关知识．若两个分力的大小分别为F1、F2，它们之间的夹角为α，由平行四边形作出它们的合力，如图所示，则合力的大小F＝F12＋F22＋2F1F2cos α合力与F1的夹角的正切值tan θ＝F2sin αF1＋F2cos α.5．两个力合力范围的确定(两个分力F1、F2)(1)最大值：两个力同向时合力最大，F＝F1＋F2，方向与两个力同向；(2)最小值：两个力方向相反时，合力最小，F＝|F1－F2|，方向与两个力中较大的力同向；(3)合力范围：两个分力的夹角θ(0°≤θ≤180°)不确定时，合力大小随夹角θ的增大而减小，所以合力大小的范围是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.6．三个力合力范围的确定(三个分力F1、F2、F3)(1)最大值：当三个力方向相同时，合力F最大，F max＝F1＋F2＋F3.(2)最小值：①若其中两个较小的分力之和(F1＋F2)≥F3时，合力的最小值为零，即F min＝0；①若其中两个较小的分力之和(F1＋F2)＜F3时，合力的最小值F min＝F3－(F1＋F2)．(3)合力的取值范围：F min≤F≤F1＋F2＋F3.三、力的分解及分解法则1．定义：已知一个力求它的分力的过程．力的分解是力的合成逆运算．2．分解法则：遵循平行四边形定则．把一个已知力F作为平行四边形的对角线，与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力F1和F2.3．力的分解依据(1)一个力可以分解为两个力，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．(2)在实际问题中，要依据力的实际作用效果或需要分解．4.将某个力进行分解，如果没有条件约束，从理论上讲有无数组解，因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示)，这样分解是没有实际意义的．实际分解时，一个力按力的作用效果可分解为一组确定的分力．5．力分解时有解或无解，关键看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)，若能，即有解；若不能，则无解．四、矢量相加的法则及力的效果分解法1．矢量：既有大小，又有方向，相加时遵守平行四边形定则或三角形定则的物理量．2．标量：只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加的物理量．3．三角形定则：把两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向．三角形定则与平行四边形定则实质上是一样的．五、矢量和标量1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量．力、位移、速度、加速度都是矢量．2．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．质量、路程、功、电流等都是标量．六、力的正交分解1．正交分解的目的：当物体受到多个力作用，并且这几个力只共面不共线时，其合力用平行四边形定则求解很不方便，为此先将各力正交分解，然后再合成．2．正交分解法求合力的步骤(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上．(2)正交分解各力，即将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示．(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即：F x＝F1x＋F2x＋F3x＋…F y＝F1y＋F2y＋F3y＋…(4)求共点力的合力：合力大小F＝F x2＋F y2，合力的方向与x轴的夹角为α，则tan α＝F yF x.一、单选题1．（2022·广西·高二学业考试）关于合力和分力，下列说法正确的是（）A．合力的大小可能比每一个分力都小B．合力的大小随分力夹角的增大而增大C．共点力的合力一定大于每一个分力D．合力可能与两个分力都垂直【答案】A【解析】A．由平行四边形定则可知两分力1F、2F合力的范围为1212F F F F F-≤≤+，故合力的大小可能比每一个分力都小，A正确；B．由平行四边形定则可知合力的大小随分力夹角的增大而减小，B错误；C．由上述分析可知，合力可以小于任意一个分力，C错误；D．由三角形法则可知，合力与两分力在一个闭合的矢量三角形中，故合力不可能与两个分力都垂直，D 错误。
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．”
三个共点力的合力公式
三个共点力的合力公式咱们在学习物理的时候，经常会碰到各种力的问题，今天就来聊聊三个共点力的合力公式。
先来说说啥是共点力，简单理解就是作用在同一个点上的力。
那三个共点力的合力咋算呢？这就有个公式啦。
想象一下，你和两个小伙伴一起拔河，你用力往左，一个小伙伴用力往右少一点，另一个小伙伴用力往右多一点。
这时候，你们三个力的作用点就在绳子的那一个点上，这就是三个共点力。
合力公式呢，就像是一个神奇的魔法棒，能把这三个力合成一个总的力。
假设这三个力分别是F1、F2、F3，它们与x 轴的夹角分别是α、β、γ。
那合力 F 合在 x 轴和 y 轴上的分量分别是 Fx = F1x + F2x + F3x ，Fy = F1y + F2y + F3y 。
这里的F1x = F1cosα，F1y = F1sinα ，其他的力也这样分解。
然后再用勾股定理算出合力的大小 F 合= √(Fx² + Fy²) ，合力的方向可以用反正切函数来算，就是tanθ = Fy / Fx 。
我记得有一次，我在课堂上给学生们讲这个知识点。
有个学生一脸迷茫地问我：“老师，这公式到底咋用啊？感觉好复杂！”我就拿了三支笔放在桌子上，跟他说：“你看，这三支笔就像是三个力，咱们把它们的方向和大小都标出来，然后按照公式一步步来分解、合成，不就清楚啦？”那孩子似懂非懂地点点头，我让他自己动手试试，他一开始还错了几次，慢慢地就掌握了。
在实际生活中，三个共点力的情况可不少见。
比如说，你帮妈妈搬桌子，你在前面拉，爸爸在左边推，妈妈在右边推，这时候桌子受到的合力决定了它移动的方向和速度。
总之，三个共点力的合力公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们多练习、多思考，就一定能掌握它，用它来解决好多实际问题。
可别被这小小的公式给难住啦，加油！。
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F 1 F 2 F O F 1 F 2 F O 三、共点力的合成与分解（三个力）目的要求：明解力的矢量性，熟练掌握力的合成与分解。
知识梳理1、合力与分力：一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同，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、力的合成与分解：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。
3、共点力：物体同时受到几个力作用时，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫做共点力。
4、共点力合成计算：（1）同一直线上两个力的合成：同方向时F=F 1+F 2；反方向F=F 1-F 2（2）互成角度两力合成：矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则） 力的合成与分解都遵循平行四边形定则．如图1.3.1所示，力F1、F2为共面共点的力，其夹角为θ，平行四边形的对角线F 为它们的合力．合力大小F = θcos 2212221F F F F ++，方向与F2夹角α，tan α = θθcos sin 121F F F +． (1)两个力F1、F2为同向时，合力F 有最大值，数值上等于两者的代数和；(2)两力反向时，合力F 有最小值，数值上等于两者的代数差．两力夹角θ在0～1800范围内变化时，若F1、F2大小不变，则合力随着θ的增大而减小．（3）两个力的合力的取值范围是：|F1-F2|≦F ≦F1+F2三个力的合力的范围：最小值有可能是0三角形定则：几个力的合力可以把表示这几个力的有向线段首尾相连，用一个有向线段将第一个力的首赫最后一个力的尾相连，这个有向线段就是这些力的合力。
还可以得到一个有用的推论：如果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。
例1、 有五个力作用于一点O ，这五个力构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，如图3-1所示。
设F3=10N ，则这五个力的合力大小为多少？注：a 、平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。
一个矢量（合矢量）的作用效果和另外几个矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用这一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改变原来的作用效果。
在分析同一个问题时，合矢量和分矢量不能同时使用。
也就是说，在分析问题时，考虑了合矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。
b 、矢量的合成分解，一定要认真作图。
在用平行四边形定则时，分矢量和合矢量要画成带箭头的实线，平行四边形的另外两个边必须画成虚线。
各个矢量的大小和方向一定要画得合理。
C 、在应用正交分解时，两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角，哪个是小锐角，不 图1.3.1可随意画成45°。
（当题目规定为45°时除外）5、力的分解：力的分解是力的合成的逆运算（1）已知一条确定的对角线，可以作出无数个平行四边形，故将一个力分解成两个分力，有无数解；（2）已知一个分力的大小和方向求另一个分力，只有一解；（3）已知一个分力的大小和另一个分力的方向时可能有一组解、两组解或无解。
6、例题解析例1 关于两个力的合力与这两个力的关系的说法中正确的是：（ ）A ．合力比这两个力的都大B ．合力至少比这两力中较小的力要大C ．合力可能比这两个力都小D ．合力可能比这两个力都大析与解：力F1、F2的合力大小范围是21F F ≤ F ≤F1 + F2，由此可以判断C 、D 正确．点评：合力的大小除了与F1、F2的大小有关以外，还与它们的方向关系，有关，自特殊的当F1 = F2，且它们的夹角为1200时合力大小F = F1 = F2，方向沿F1、F2夹角的角平分线．例2 用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳之间的夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是：（ ）析与解：因为重物保持静止，且重物的重力保持不变，则两绳的合力一定与重力大小相等方向相反，故选择A ．点评：本题易受到夹角逐渐减小，合力变大的思维定势的影响，而选择错误，事实上这正是本题所设计的陷阱．例2、将一个20N 的力进行分解，其中一个分力的方向与这个力成300角，试讨论（1）另一个分力的大小不会小于多少？（2）若另一个分力的大小是20/√3N ，则已知方向的分力的大小是多少？1．两个力F1、F2的合力为F ，如果两力F1、F2的夹角保持不变，当F1、F2中的一个力增大后：（ ）A ．F 的大小一定增大B ．F 的大小可能不变C ．F 的大小可能变大也可变小D ．当夹角在0到900时，F 大小一定增大2．大小为4N 、7N 、9N 的三个共面共点力，它们合力的最大值是 ________N ，最小值是 ________N ．例3 在做验证平行四边形定则的实验中：A B v a (1) 除了已有的器材：方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉、和铅笔外，还必须有 __________和 ___________．(2) 要使每次合力与分力产生相同的效果，则必须 ________________________．析与解：(1) 根据实验原理：还必须需要三角板和橡皮条．(2) 单独拉橡皮条时与两只弹簧秤一起拉时结点应当重合，即橡皮的拉力大小与方向保持与原来一样．点评：验证平行四边形定则是利用测量结果作图比较的方法进行实验研究的，因此实验中作平行四边形需要测量分力的大小和方向，也要测量合力的大小和方向，然后通过比较，验证其正确性．为了提高实验的精确性，应选择细小的细绳，橡皮条、细绳和弹簧秤的轴线应在同一平面上，且与板面平行贴近．平行四边形法例8. A 的质量是m ，A 、B 始终相对静止，共同沿水平面向右运动。
当a 1=0时和a 2=0.75g 时，B 对A 的作用力FB 各多大？ 解：一定要审清题：B 对A 的作用力FB 是B 对A 的支持力和摩擦力的合力。
而A所受重力G=mg 和FB 的合力是F=ma 。
当a1=0时，G 与 FB 二力平衡，所以FB 大小为mg ，方向竖直向上。
当a2=0.75g 时，用平行四边形定则作图：先画出重力（包括大小和方向），再画出A 所受合力F 的大小和方向，再根据平行四边形定则画出FB 。
由已知可得FB 的大小FB=1.25mg ，方向与竖直方向成37o 角斜向右上方。
例4 如图1.3.2所示，用个轻质三角支架悬挂重物，已知AB 杆所受的最大压力为2000N ，AC 绳所受的最大拉力为1000N ，α角为300．为了不使支架断裂，则所悬的重物应当满足什么要求．重物重力G ≤ 500N ．例5 如图1.3.3是拔桩架示意图．绳CE 水平，CA 竖直，已右绳DE 与水平方向成α角；绳BC 与竖直方向成β角．若在E 点施加竖直向下的大小为F 的拉力作用，求CA 绳向上拔桩的力的大小．析与解：将F 分解为沿DE 方向的分力F1和沿CE 方向的分力F2，如图1.3.3(解a) 所示．再将CE 的拉力F2分解为沿BC 、AC 方向的分力F4、F3，如图1.3.3(解b)所示．由几何关系得到：F2 = Fcot α，F3 = F2cot β，所以F3 = Fcot αcot β．这就是CA 拔桩的拉力大小．点评：F 的作用效果是拉DE 、CE ，而CE 拉力的作用效果是拉CB 与向上拉CA 即拔桩．这里主要根据力的实际作用效果分解，从而寻找各个力之间的关系．G F F α 图1.3.2 图1.3.3 图1.3.3(解)对于力的变化或极值问题：关键是找到引起变化的因素（通常是角度）例10. 轻绳AB 总长l ，用轻滑轮悬挂重G 的物体。
绳能承受的最大拉力是2G ，将A 端固定，将B 端缓慢向右移动d 而使绳不断，求d 的最大可能值。
解：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N 是压力G 的平衡力，方向竖直向上。
因此以F1、F2为分力做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，结合相似形知识可得d∶l =15∶4，所以d 最大为l 415例3、如图3-2所示长为5m 的细绳的两端分别系于竖直立在地面上相距为4m 的两杆的顶端A 、B 。
绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重12N 的物体，稳定时，绳的张力为多少？（10N ）例9．已知质量为m 、电荷为q 的小球，在匀强电场中由静止释放后沿直线OP 向斜下方运动（OP 和竖直方向成θ角），那么所加匀强电场的场强E 的最小值是多少？解：根据题意，释放后小球所受合力的方向必为OP 方向。
用三角形定则从右图中不难看出：重力矢量OG 的大小方向确定后，合力F 的方向确定（为OP 方向），而电场力Eq的矢量起点必须在G 点，终点必须在OP 射线上。
在图中画出一组可能的电场力，不难看出，只有当电场力方向与OP 方向垂直时Eq 才会最小，所以E 也最小，有E =q mgsin 这是一道很典型的考察力的合成的题，不少同学只死记住“垂直”，而不分析哪两个矢量垂直，经常误认为电场力和重力垂直，而得出错误答案。
越是简单的题越要认真作图。
例6 如图1.3.4所示，重物G 系在OA 、OB 两根等长的轻绳上，轻绳的A 端和B 端挂在半圆形支架上．若固定A 端的位置，将OB 绳的B 端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖位置OC 的过程中：（ ）A ．OB 绳上的拉力先减小后增大B ．OB 绳上的拉力先增大后减小C ．OA 绳上的拉力先减小后增大D ．OA 绳上的拉力先增大后减小析与解：因为绳结O 受到悬挂重物的轻绳的拉力F 作用，且F = G ．OA 、OB 绳对O 断的拉力F1、F2的合力始终与F 等大反向，故可以运用合成法进行分析求解．作出合成图如图1.3.4(解)所示，由于图1.3.4 A BG F 1 F 2 N θ O Pmg EqOA方向不变，故F1方向不变，因此，F2的末端只能在平行于F1的直线BD上滑动，由图可知当F2与BD垂直时最小，故F2先减小后增大，而F1一直减小，故应选择A．点评：本例应用图解法进行分析研究，其方法比函数法简便直观．例7 如图1.3.5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，为了使细绳与竖直方向夹角为300角绷紧，小球A处于静止状态，则对球施加的最小拉力等于_________．析与解：绳OA的拉力、小球重力及施加的外力F三力平衡，则由例6可知当F与OA垂图1.3.5 直时F取得最小值，故F = mgsin300 = 0.5mg．点评：本例主要的在另一情况下运用图解法，或其相关结论进行分析与求解，以达到效率地解题．四．能力训练：1．物体受到两个力作用而静止，现将其中的F1逐渐减小到零，再逐渐增到原值，则物体所受合力：（）A．逐渐减小，方向不变B．逐渐增大，方向改变C．先增大后减小，方向不变D．先减小再增大，方向改变2．静止的斜面上的物体所受重力G可以分解为沿斜面方向的分力F1和垂直于斜面方向的分力F2，关于这两个力的说法中正确的是：（）A．F1作用在物体上，F2作用在斜面上B．F1、F2效果和G效果相同，但F1、F2实际上并不存在C．F2实际上就是物体对斜面的压力D．物体同时受到G和F1、F2的作用3．在力互成角度的合成实验中，如图所示，使b弹簧按图示位置开始沿顺时针方向缓慢转动，在这个过程中，保持O点位置不变和a弹簧的拉伸方向不变。