人教版高中物理必修一[知识点整理及重点题型梳理] 力的合成与分解 (提高)
人教版高中物理必修第1册 3.5 力的合成和分解
【思考辨析】 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”. (1)合力的作用可以替代几个分力的共同作用,它与分力是等效替代 关系.( √ ) (2)合力总比分力大.( × ) (3)力F的大小为100 N,它的一个分力F1的大小为60 N,则另一个分 力可能小于40 N.( × ) (4)由于矢量的方向可以用正、负表示,故具有正负值的物理量一定 是矢量.( × ) (5)矢量与标量的区别之一是它们的运算方法不同.( √ )
例2 岸边两人同时用力拉小船,两力的大小和方向如图所示.请分 别用作图法和计算法求出这两个力的合力.
【答案】 600 N,方向与F1成60°
(2)计算法:如图所示,平行四边形的对角线AB、OD交于C点,由于
OA=OB,所以平行四边形OADB是菱形,OD与AB互相垂直平分, OD是∠AOB的角平分线,则∠AOD=60°,OD=2OC=2OA cos 60°
A.有唯一解 B.有两组解 C.有无数组解 D.无解
【答案】 B
例4 如图所示,水平地面上有一重60 N的物体,在与水平方向成 30°角斜向右上、大小为20 N的拉力F作用下匀速运动,求地面对物 体的支持力和摩擦力大小.
针对训练3 如图所示,已知共面的三个力F1=20 N、F2=30 N、F3=40 N作用 于物体的同一点上,三个力之间的夹角都是120°,求合力的大小和 方向.
3.力的正交分解法 把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解的方法叫力的正交分解 法. 如图所示,将力F沿x轴和y轴两个方向分解,则
Fx=F cos α Fy=F sin α
典例示范
例3 如图所示,将一个力F=10 N分解为两个分力,已知一个分力F1 的方向与F成30°角,另一个分力F2的大小为6 N,则在该力的分解中 ()
人教版高中物理总复习[力的合成与分解 知识点整理及重点题型梳理] 提高
人教版高中物理总复习知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习力的合成与分解【考纲要求】1. 知道力的合成与分解、合力与分力、平行四边形定则;2. 会用作图法求共点力的合力;3. 理解合力的大小与分力夹角的关系;4. 会用作图法求分力,并且能用直角三角形及正交分解法求分力。
【考点梳理】考点一:合力与分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.要点诠释:①合力与分力是针对同一受力物体而言.②一个力之所以是其他几个力的合力,或者其他几个力是这个力的分力,是因为这一个力的作用效果 与其他几个力共同作用的效果相当,合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系. 考点二:共点力1.定义:一个物体受到的力作用于物体上的同一点或者它们的作用线交于一点,这样的一组力叫做共 点力.(我们这里讨论的共点力,仅限于同一平面的共点力)要点诠释:一个具体的物体,其各力的作用点并非完全在同一个点上,若这个物体的形状 大小对所研究的问题没 有影响的话,我们就认为物体所受到的力就是共点力.如图甲所示,我们可以认为拉力 F 、摩擦力 F 1 及支持力 F 2 都与重力 G 作用于同一点 O.如图乙所示,棒受到的力也是共点力.2.共点力的合成:遵循平行四边形定则.3.两个共点力的合力范围合力大小的取值范围为:F 1+F 2≥F≥|F 1-F 2|.在共点的两个力 F 1 与 F 2 大小一定的情况下,改变 F 1 与 F 2 方向之间的夹角 θ ,当 θ 角减小时,其合力F 逐渐增大;当 θ =0°时,合力最大 F=F 1+F 2,方向与 F 1 与 F 2 方向相同;当 θ 角增大时,其合力逐渐减小;当θ=180°时,合力最小 F=|F 1-F 2|,方向与较大的力方向相同.4.三个共点力的合力范围①最大值:当三个分力同向共线时,合力最大,即 F max =F 1+F 2+F 3.②最小值:a.当任意两个分力之和大于第三个分力时,其合力最小值为零.b.当最大的一个分力大于另外两个分力的算术和时 ,其最小合力等于最大的一个力减去另外两个力的算术和的绝对值.要点三、矢量相加的法则要点诠释:(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(如左图所示)。
高一物理力的分解与合成知识点总结
高一物理力的分解与合成知识点总结力的分解与合成是高一物理学习中力学的基础内容,下面是店铺给大家带来的高一物理力的分解与合成知识点总结,希望对你有帮助。
高一物理力的分解知识点(1)力的分解求一个力的分力叫做力的分解。
力的分解同样遵循力的平行四边形定则。
(2)矢量和标量1)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)的物理量叫做矢量。
2)只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量叫做标量。
(3)力的正交分解法1)将一个力分解为相互垂直的两手分力的分解方法叫做力的正交分解法。
如图所示,将力F沿x轴和y轴两个方向分解,则2)力的正交分解的优点在于:借助数学中的直角坐标系对力进行描述,几何图形是直角三角形,关系简单、计算简便,因此在很多问题中,常把一个力分解为相互垂直的两个力。
特别是物体受多个力作用求合力时,把物体所受的不同方向的各个力都分解到相互垂直的两个方向上去,然后再分别求每个方向上的分力的代数和,这样就把复杂的矢量运算转化成了简单的代数运算,最后再求两个互成角的力的合力就简便多了。
高一物理力的合成知识点(1)合力与分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)力的合成求几个力的合力的过程或求合力的方法,叫做力的合成。
(3)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,这个法则叫做平行四边形定则。
(4)共点力如果一个物体受到两个或更多力的作用,有些情况下这些力共同作用在同一个点上,或者虽不作用在同一个点上,但它们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力。
(5)合力与分力的关系合力与分力是等效替代关系。
高一物理学习方法一、要善于观察,将实际与理论相结合物理学得比较好的同学,大多是勤于观察,善于观察的。
人教版高中物理必修1优质课件:3. 4 力的合成和分解
2.两个共点力互相垂直,F1=F2=10 N,则它们的合力F=_1_0__2__ N, 合力与F1间的夹角θ=_4_5_°__. 3.如图2,将一个大小为2 3 N的水平力分解成两个力,其中一个分力在 竖直方向,另一个分力与水平方向的夹角是30°,则两个分力的大小分 别是__2__ N和__4__ N.
命题角度3 合力与夹角的关系
例3 如图4,用两个夹角为120°的水平拉力,拉静止在地
面上的箱子,保持力的大小不变,逐渐减小两力的夹角θ,
箱子始终保持静止,则这两个力的合力
A.逐渐减小
√B.逐渐增大
C.先增大后减小
D.保持不变
图4
解析 合力随两分力夹角的减小而增大,故选B.
针对训练 (2019·咸阳市高一期末)元旦期间某商场推出“消费满100减 20”的优惠活动并在其外墙上悬挂一块告示牌,如图所示为一些悬挂告 示牌的方式,若α<β,则每根细绳所受的拉力中,数值最大的是
图6
②两个等大的力的合成:平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直平 分的特点可解得F合=2Fcos α2,如图7所示. 若α=120°,则合力大小等于分力大小,如图8所示.
图7
图8
注意 平行四边形定则只适用于共点力.
重点探究 随堂演练 课时对点练
第2课时
力的效果分解法和力的正交分解法
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知识梳理
一、合力和分力 1.共点力 几个力如果都作用在物体的 同一点 ,或者它们的作用线 相交于一点 , 这几个力叫作共点力. 2.合力与分力 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 ,这几个力叫作那 个力的 分力 .
必修一物理力的分解合成知识点
必修一物理力的分解合成知识点
必修一物理力的分解合成知识点包括以下几个方面:
1. 力的合成:当多个力作用于同一个物体时,可以将这些力按照大小和方向进行合成,得到合力。
合力的大小等于各个力大小的矢量和,合力的方向与各个力的方向相同或
相反,取决于各个力的大小和方向。
合力可以通过几何法、分解法或向量法进行计算。
2. 力的分解:当一个力作用于物体上时,可以将这个力分解为两个或多个分力,分力
的方向可以任意选择,但它们的合力必须等于原力。
分力的大小和方向可以通过三角
函数(如正弦、余弦)来计算。
3. 平行力的合成与分解:当多个平行力作用于同一个物体时,可以将这些力按照大小
和方向进行合成或分解。
平行力的合力等于各个力大小的代数和,方向与各个力的方
向相同或相反。
分解平行力时,可以根据力的大小和方向,按照比例关系将力分解为
若干个平行力的合力。
4. 力的分解中的特殊情况:在力的分解过程中,有几种特殊情况需要特别注意。
如力
的分解角度为45度时,分解的两个力大小相等;如果力的方向与坐标轴平行或垂直时,分解的力具有特殊的形式。
5. 力的分解与合成在实际问题中的应用:力的分解与合成经常应用于实际问题的求解中。
例如,可以将一个斜面上的重力分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力;
可以将一个物体沿斜面下滑的摩擦力分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力等。
以上是必修一物理力的分解合成的一些基本知识点,通过掌握这些知识点,可以更好
地理解力的作用与分析,并能够解决实际问题中与力有关的计算与推理。
人教版高中物理必修1:力的合成--归纳总结
知识点三:力的运算
如果以表示两 个共点力F1和F2 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 对角线表示,这 叫做力的平行四 边形定则,如图 所示。
力的合成------归纳总结
ห้องสมุดไป่ตู้识点一:共点力
几个力如果 都作用在物体 的同一点,或 者它们的作用 线相交于同一 点,这几个力 叫做共点力。
知识点二:合力与分力
(1)概念:当一个力受到几个力的共同作用时,我们长长可以求出这样一 个力,这个力产生的效果和原来几个力的共同效果相同,这个力叫做那几 个力的合力,原来的力叫这个力的分力。
(2)二力合成时合力和分力的关系:
合力可能大于任何一个分力,也可能小于任何一个分力,也可能介于两个 分力之间
如果两个分力的大小不变,夹角越大,合力就越小;夹角越小,合力就越 大。
两个大小一定的力F1,F2,其合力的大小范围[F1-F2]<F<F1+F2
注意
合力与分力是 针对同一受力 物体而言的。
合力与分力是 等效替代关系, 合力的作用效 果与分力的总 作用效果相同。
高一物理必修一知识点总结:力的合成和分解
高一物理必修一知识点总结:力的合成和分解(1)将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题.(2)矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则.(3)同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的物理量用正号代人,相反的用负号代人,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等.2、力的合成与分解:(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它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,而那几个力叫做这个力的分力。
(2)共点力的合成:1、共点力几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、力的合成方法求几个已知力的合力叫做力的合成。
①若和在同一条直线上a.同向:合力方向与、的方向一致b.反向:合力,方向与、这两个力中较大的那个力向。
②互成θ角——用力的平行四边形定则3、平行四边形定则:两个互成角度的力的合力,能够用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
注意:(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2)两个力的合力范围(3)合力能够大于分力、也能够小于分力、也能够等于分力(4)两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
注意事项:(1)力的合成与分解,体现了用等效的方法研究物理问题.(2)合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法,用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力,而不能同时考虑合力.(3)共点的两个力合力的大小范围是|F1-F2|≤F合≤Fl+F2.(4)共点的三个力合力的值为三个力的大小之和,最小值可能为零.(5)力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果,按实际效果来分解.(6)力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力(某一方向的合力或总的合力).易错现象:1.对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性2.不能按力的作用效果准确分解力3.没有掌握正交分解的基本方法。
高一物理弹力摩擦力知识点归纳及力的合成分解方法详解附巩固提升练习题
7.弹力1.产生条件:(1)物体间直接接触;(2)接触处发生形变(挤压或拉伸)。
2.弹力的方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况如下:(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳指向绳收缩的方向.(2)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。
(3)轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向沿杆。
3.弹力的大小弹力的大小跟形变量的大小有关。
○1弹簧的弹力,由胡克定律F=kx,k为劲度系数,由本身的材料、长度、截面积等决定,x为形变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长Lo的差:x=|L-L0|,不能将x当作弹簧的长度L○2一般物体所受弹力的大小,应根据运动状态,利用平衡条件和牛顿运动定律计算,例2小车的例子就说明这一点。
【例1】下列关于力的说法中,正确的是( )A.只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用B.力是不能离开物体而独立存在的,一个力既有施力物体,又有受力物体C.一个物体先对别的物体施加力后,才能受到反作用力D.物体的施力和受力是同时的【例2】关于物体的重心,以下说法正确的是A.物体的重心一定在该物体上B.形状规则的物体,重心就在其中心处C.用一根悬线挂起的物体静止时,细线方向一定通过物体的重心D.重心是物体上最重的一点【例3】如图所示,小车上固定一根折成α角的曲杆,杆的另一端一固定一质量为m的球,则当小车静止时和以加速度a向右加速运动时杆对球的弹力大小及方向如何?(4)面与面、点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面,指向被压或被支持的物体,如图所示,球和杆所受弹力的示意图。
摩擦力摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种,它们的产生条件和方向判断是相近的。
.1.产生的条件:(1)相互接触的物体间存在压力;(2)接触面不光滑;(3)接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)。
注意:不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力,运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力。
静摩擦力是保持相对静止的两物体之间的摩擦力,受静摩擦力作用的物体不一定静止。
3.4 力的合成与分解 (人教版新教材)高中物理必修一第三章【知识点+练习】
第三章相互作用——力4 力的合成与分解知识点一合力与分力力的合成1.合力、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作用效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力.*注意:合力与分力是等效替代的关系.受力分析时不能同时考虑合力和分力,否则出现重复.2.力的合成:求几个力的合力的过程.3.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.4.合力与分力间的大小关系.当两分力F1、F2大小一定时,(1)最大值:两力同向时合力最大,F=F1+F2,方向与两力同向;(2)最小值:两力方向相反时,合力最小,F=|F1-F2|,方向与两力中较大的力同向;(3)合力范围:两分力的夹角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.知识点二力的分解1.力的分解:已知一个力求它的分力的过程.2.分解法则:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.3.分解依据:通常依据力的作用效果进行分解.4.一般把一个力沿水平方向和竖直方向分解或沿斜面方向和垂直斜面方向分解.5.一个合力可分解为唯一的一组分力的条件.(1)已知合力和两个分力的方向时,有唯一解.(2)已知合力和一个分力的大小和方向时,有唯一解.(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时,若F与F1的夹角为α,有下面几种可能:①当F sin α<F2<F时,有两解,如图甲所示②当F2=F sin α时,有唯一解,如图乙所示③当F2<F sin α时,无解,如图丙所示④当F2>F时,有唯一解,如图丁所示*按实际效果分解的几个实例.实例分析地面上物体受斜向上的拉力F,其效果为一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2.F1=F cos α,F2=F sin α质量为m的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1,二是使物体压紧斜面的分力F2·F1=mgsin α,F2=mgcos α质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时,其重力产生两个效果:一是使球压紧板的分力F1,二是使球压紧斜面的分力F2. F1=mgtan α,F2=mg cos α质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上,其重力产生两个效果:一是使球压紧竖直墙壁的分力F1,二是使球拉紧悬线的分力F2. F1=mgtan α,F2=mg cos α质量为m的物体被OA、OB绳悬挂于O点,重力产生两个效果:对OA的拉力F1和对OB的拉力F2. F1=mgtan α,F2=mg cos α质量为m的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一是拉伸AB的分力F1;二是压缩BC的分力F2. F1=mgtan α,F2=mg cos α1.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)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:如图所示,三个矢量F1、F2和F构成一个三角形,其中首尾连接的矢量F1、F2为两个分矢量,从一个矢量的箭尾指向另一个矢量的箭头的矢量F为合矢量,矢量三角形三条边的长度和方向分别表示三个矢量的大小和方向.知识点三实验:验证力的平行四边形定则一、实验原理1.若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉至相同长度,即力F′与F1、F2的共同作用效果相同,那么F′为F1、F2的合力.2.用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小,并记下它们的方向,作出F′和F1、F2的图示,以F1、F2的图示为邻边作平行四边形,其对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F.3.比较F′与F,若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等,则可以证明平行四边形定则的正确性.二、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干).三、实验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.(2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.(3)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向.(4)用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.(5)只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示.(6)比较力F′与平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同.(7)改变两个力F1与F2的大小和夹角,再重复实验两次.四、误差分析1.误差来源.除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等.2.减小误差的办法.(1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录.(2)作图时用刻度尺借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.(3)因两个分力F1、F2间的夹角θ越大,用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大,所以,实验中不要把θ取得太大,但也不宜太小,以60°~120°之间为宜.五、注意事项1.使用弹簧测力计时应注意的问题.(1)弹簧测力计的选取方法将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉,若两只弹簧测力计在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换,直至相同为止.(2)弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用.(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上,否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差).(4)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.(5)读数时应正对、平视刻度.2.验证力的平行四边形定则时应注意的问题.(1)不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记录结点O的位置.(2)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同.(保证作用效果相同)(3)不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条,要反复做几次,使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化.(4)细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连直线确定力的方向.(5)在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.(6)用两个弹簧测力计勾住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°到120°之间为宜.【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】把一个80 N的力F分解成两个分力F1、F2,其中力F1与F的夹角为30°,求:(1)当F2最小时,另一个分力F1的大小.(2)F2=50 N时F1的大小.【例3】(多选)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33F,方向未知,则F1的大小可能是()A.33F B.32F C.233F D.3F【例4】如图中,用绳AC和BC吊起一个重50 N的物体,两绳AC、BC与竖直方向的夹角分别为30°和45°,求绳AC和BC对物体的拉力.【例5】某学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计的拉力,如图(a)所示.(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.(2)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个比较符合实验事实?(F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)随堂练习1.(多选)关于合力,下列说法正确的是()A.一个力的作用效果如果与几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力B.合力一定大于任何一个分力C.合力就是几个力的代数和D.合力小于任何一个分力是可能的2.同时作用在某物体上的两个方向相反的力,大小分别为6 N和8 N,当8 N的力逐渐减小到零的过程中,两力合力的大小()A.先减小,后增大B.先增大,后减小C.逐渐增大D.逐渐减小3.如图所示,为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小分别为()A.1 N和4 N B.2 N和3 N C.1 N和5 N D.2 N和4 N4.(多选)一个物体同时受到三个力作用,其大小分别是4 N、5 N、8 N,则其合力大小可以是()A.0 N B.10 N C.15 N D.20 N5.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6.如图所示,在同一平面内,大小分别为1 N、2 N、3 N、4 N、5 N、6 N的六个力共同作用于一点,其合力大小为()A.0 B.1 N C.3 N D.6 N7.某物体在n个共点力的作用下合力为零,若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°,而保持其大小不变,其余力保持不变,则此时物体所受的合力大小为() A.F1 B.2F1C.2F1 D.08.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()A.竖直向下B.竖直向上C.斜向下偏左D.斜向下偏右9.水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装小滑轮B.轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过小滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图所示,则小滑轮受到轻绳的作用力为多大(取g=10 m/s2)?10.如图所示,在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数为0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=3.0 N,F2=4.0 N,取g=10 m/s2,则木块受到的摩擦力为多少?若将F2顺时针转90°,此时木块在水平方向上受的合力大小为多少?11.如设有五个力同时作用于质点P,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线,如图所示,这五个力中的最小力的大小为F,则这五个力的合力等于()A.3F B.4F C.5F D.6F12.(多选)将质量为m的长方形木块放在水平桌面上,用与水平方向成α角的斜向右上方的力F拉木块,如图所示,则()A.力F的水平分力为F cos αB.力F的竖直分力为F sin α,它使物体m对桌面的压力比mg小C.力F的竖直分力为F sin α,它不影响物体对桌面的压力D.力F与木块重力mg的合力方向可以竖直向上13.F1、F2的合力为F,已知F1=20 N,F=28 N,那么F2的取值可能是()A.40 N B.70 N C.100 N D.6 N14.在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N,方向如图所示,求它们的合力.15.在探究合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条.(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,正确的是______.A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________.A.两细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些第三章 相互作用——力4 力的合成与分解【例1】答案:AD解析:F 1、F 2同时增大一倍,F 也增大一倍,选项A 正确.F 1、F 2同时增加10 N ,F 不一定增加10 N ,选项B 错误.F 1增加10 N ,F 2减少10 N ,F 可能变化,选项C 错误.若F 1、F 2中的一个增大,F 不一定增大,选项D 正确. 【例2】答案:40 3 N (2)(403-30) N 或(403+30) N 解析:(1)当F 2最小时,如图甲所示,F 1和F 2垂直,此时F 1=F cos30°=80×32N =40 3 N. (2)根据图乙所示,F sin 30°=80 N×12=40 N<F 2,则F 1有两个值. F 1′=F cos 30°-F 22-(F ·sin 30°)2=(403-30) NF 1″=(403+30) N.【例3】答案:AC解析:因F 2=33F >F sin 30°,故对应的F 1的大小有两种可能. 如图所示,F 1的两个解分别对应于三角形的边长OC 和OD 的长度,由三角形的特点和对称性得CB =BD =F 22-⎝⎛⎭⎫F 22=36F ,所以F 1=32F ±36F ,A 、C 正确. 【例4】答案:50(3-1) N 252(3-1) N解析:此题可以用平行四边形定则求解,但因其夹角不是特殊角,计算麻烦,如果改用正交分解法则简便得多.以C 为原点建立直角坐标系,设x 轴水平,y 轴竖直,在图上标出F AC 和F BC 在x 轴和y 轴上的分力.F ACx =F AC sin 30°=12F AC , F ACy =F AC cos 30°=32F AC , F BCx =F BC sin 45°=22F BC , F BCy =F BCy cos 45°=22F BC . 在x 轴上,F ACx 与F BCx 大小相等:12F AC =22F BC ;① 在y 轴上,F ACy 与F BCy 的合力与重力相等:32F AC +22F BC =50 N ;② 联立①②得,绳BC 的拉力和绳AC 的拉力:F BC =25(6-2) N =252(3-1) N ,F AC =50(3-1) N.【例5】答案:(1)见解析图 (2)甲解析:(1)F 1和F 2的合力图示如图所示.(2)用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差,但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上,故甲符合实验事实.随堂练习1、答案:AD解析:力的合成遵循力的平行四边形定则,力是矢量,既有大小,又有方向,所以求几个力的合力是求这几个力的矢量和,C 错,合力的大小可能大于任何一个分力,也可能小于任何一个分力,D 对.2、答案:A解析:当8 N 的力减小到6 N 时,两个力的合力最小为0,若再减小,两力的合力又将逐渐增大,两力的合力最大为6 N ,故A 正确.3、答案:B解析:两个分力之和为最大值,两个分力之差为最小值,即F 1+F 2=5 N ,F 1-F 2=1 N .解得F 1=3 N ,F 2=2 N 2,B 正确.4、答案:ABC解析:三力方向相同时合力有最大值,即4 N +5 N +8 N =17 N ,而F 1=4 N 和F 2=5 N 这两力合力F 的最大值为9 N ,最小值为1 N ,另一力为8 N ,且1 N<8 N<9 N ,取F 1和F 2适当夹角,可使其合力F 的大小为8 N ,再取F 3的方向与F 的方向相反,则F 1、F 2、F 3合力为零,此即为最小值,故三力合力的取值范围为0≤F ≤17 N ,选A 、B 、C.5、答案:C解析:设把一个力F 分解为F 1、F 2两个分力,当F 1、F 2在一条直线上且方向相反时,则有F =|F 1-F 2|,当F 1变大时,F 2也变大,A 、B 错.F 1、F 2可以同时大于F 的2倍,D 错.当将F 沿一条直线分解为两个方向相同的力F 1、F 2时,则有F =F 1+F 2,可知F 1、F 2不可能同时小于12F ,C 对. 6、答案:D解析:三对共线的分力分别求合力,大小均为3 N ,方向如图所示.夹角为120°的两个3 N 的力的合力为3 N ,且沿角平分线方向,故所给六个力的合力为6 N .D 正确.7、答案:B解析:物体受n 个共点力作用合力为零,则其中n -1个力的合力一定与剩下来的那个力等大反向,故除F 1以外的其他各力的合力的大小也为F 1,且与F 1反向,故当F 1转过90°时,合力应为2F 1.B 正确.8、答案:A解析:物体M 受四个力作用(如图所示),支持力F N 和重力G 的合力一定在竖直方向上,由平衡条件知,摩擦力F ′和推力F 的合力与支持力F N 和重力G 的合力必定等大反向,故F ′与F 的合力方向竖直向下.A 正确.9、答案:100 N解析:以滑轮与绳子的接触点B 为研究对象.悬挂重物的轻绳的拉力F =mg =100 N ,BC 段绳子在B 处有沿绳子斜向上的拉力、BD 段绳子在B 处有沿绳子竖直向下的拉力,大小都是100 N ,受力示意图如图所示∠CBD =120°,则∠CBE =∠DBE =60°,即△CBE 是等边三角形,故滑轮受到绳子的作用力大小为F 合=100 N.10、答案:5.0 N 1.0 N解析:由平行四边形定则可知,图中F 1与F 2的合力F =F 21+F 22=5.0 N .若木块滑动时,木块受到的滑动摩擦力大小为F ′=μF N =μmg =6.0 N .由于F <F ′,故木块处于静止状态,木块与地面间的摩擦力为静摩擦力,大小与F 相等,即为5.0 N.当F 2顺时针旋转90°时,F 1与F 2方向相同.它们的合力为F 1+F 2=7.0 N>6.0 N .此时木块运动受滑动摩擦力作用,木块受的合力为1.0 N.11、答案:D解析:根据平行四边形定则,F 1和F 4的合力为F 3,F 2和F 5的合力为F 3,所以五个力的合力等于3F 3,因为F 1=F ,根据几何关系知,F 3=2F ,所以五个力的合力大小为6F ,方向沿F 3方向,故选D 。
高一物理《力的分解与合成》知识点讲解
高一物理《力的分解与合成》知识点讲解力的分解与合成是物理学中一个重要的概念,它有助于我们理解多个力合成为一个力的效果,以及一个力如何分解为多个力的效果。
以下是对该知识点的讲解。
1. 力的分解力的分解是指将一个力分解为多个力的效果。
这样做有助于我们更好地理解和分析力的作用。
在力的分解中,我们常使用正交分解法和图解法。
1.1 正交分解法正交分解法是将一个力分解为两个分力,其中一个与给定方向垂直,另一个与给定方向平行。
这种方法常用于解决斜面问题和倾斜物体问题。
在正交分解时,我们可以根据三角函数关系来计算力的分解分量。
1.2 图解法图解法是通过绘制矢量图来展示力的分解。
我们可以使用比例尺来确定力的大小和方向。
通过观察图示,我们可以清楚地看到力的分解效果。
图解法常用于解决平面力系统和多个力合成问题。
2. 力的合成力的合成是指将多个力合成为一个力的效果。
这有助于我们将多个力简化为一个力进行分析。
力的合成有两种常见方法:向量法和平行四边形法。
2.1 向量法向量法是通过将多个力的矢量相加或相减来求得合成结果。
在向量法中,我们需要将各个力的大小和方向用矢量表示,然后按照矢量相加或相减的规则进行计算。
最终的合成力的大小和方向由向量相加或相减的结果得出。
2.2 平行四边形法平行四边形法是通过构造平行四边形来展示力的合成。
我们可以使用比例尺来确定力的大小和方向,并用图示表达力的合成效果。
通过观察平行四边形的对角线,我们可以得到合成力的大小和方向。
力的分解与合成是物理学中非常实用的技巧。
通过运用这些技巧,我们可以更好地分析和解决力的问题,提高问题解决的效率。
以上是对高一物理《力的分解与合成》知识点的简要讲解。
希望对您的学习有所帮助!。
人教版高中物理必修一《力的合成和分解》知识全解
《力的合成和分解》知识全解【教学目标】1.知道合力与分力的概念,体会等效替换的思想。
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或者分力。
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。
【内容解析】1.合力与分力如果一个力产生的效果和其他几个力产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。
2.力的合成:求几个力的合力叫做力的合成。
(1)平行四边形定则:力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的“等效力”(合力)。
力的平行四边形定则是运用“等效”观点,通过实验总结出来的共点力的合成法则,它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。
(2)三角形定则:平行四边形定则可简化成三角形定则。
由三角形定则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。
3.共点的两个力合力的大小范围:|F1-F2|≤F合≤F1+F2。
4.共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零。
5.力的分解:求一个力的分力叫力的分解。
(1)力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边。
(2)两个力的合力唯一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。
(3)几种有条件的力的分解①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不唯一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能唯一,也可能不唯一。
6.力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。
合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法。
高中物理(新人教版)必修第一册:力的合成和分解【精品课件】
新课讲解
知识点一 合力与分力的关系
探究点1 等效替代思想 如图所示是大家都很熟悉的“曹冲称象”的故事。 曹冲根据什么得到大象和船上石头的重力相等?其中包含什么思想方法?请你结合生 活经验再举一个相似的例子。
探究点2 同一直线上力的合成的方法 如图所示,一辆小车可以由一个人拉着向前运动,也可以由两个人反向拉着或一个 人推着另一个人拉着向前运动。 请结合图思考如何求同一直线上两个力的合力?
(7)在数学上,要确定三条线段的关系,常常将它们归入到一个几何图形中去进行分析 比较。据此请思考:合力与两个分力间存在什么关系? 提示:表示两个分力的有向线段是平行四边形的两个邻边,表示合力的有向线段就是 平行四边形两个邻边之间的对角线。这就是合力和两个分力之间的关系——平行四 边形定则。
【归纳总结】1.合力与分力的相关性 (1)等效性:合力的作用效果与分力的共同作用效果相同,它们在效果上可以相互替代。 (2)同体性:各个分力是作用在同一物体上的,分力与合力为同一物体,作用在不同物 体上的力不能求合力。
答案 D
力的分解
1.不受限制条件的分解:一个力分解为两个力,从理论上讲有无数组解。因为以同 一条线段为对角线的平行四边形有无穷多个(如图甲、乙所示)。
甲
乙
可见,将已知力F分解为两个等大的分力时,两分力间的夹角越大分力越大。
(2)力的分解问题的关键是根据力的作用效果分解,解题常用思路为
例6 如图所示,光滑固定斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,小球所受重力均为G, 分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则球1对挡板
3.三个力合力范围的确定 (1)最大值:三个力方向均相同时,三力合力最大,Fm=F1+F2+F3。 (2)最小值 ①若一个力在另外两个力的和与差之间,则它们的合力的最小值为零。(即满足三 角形边的关系) ②若一个力不在另外两个力的和与差之间,则它们的合力的最小值等于三个力中最 大的力大小减去另外两个力大小。
高中物理_知识点总结__新人教版必修1
物理必修一知识点总结力的合成和分解力的合成与分解掌握内容:1、力的合成与分解。
会用直角三角形知识及相似三角形等数学知识求解。
2、力的分解。
3、力矩及作用效果。
知识要点:一、力的合成: 1、定义:求几个力的合力叫力的合成。
2、力的合成:(1)F F 12,同一直线情况同向反向()F F F F F F F F =+=->⎧⎨⎩121212(2)F F 12,成θ角情况:①遵循平行四边形法则。
两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。
作图时应注意:合力、分力作用点相同,虚线、实线要分清。
②应用方法作图法:严格作出力的合成图示,由图量出合力大小、方向。
计算法:作出力的合成草图,根据几何知识算出大小、方向。
F ⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪注意:在F F 12,大小一定的情况下,合力F 随θ增大而减小,随θ减小而增大,F 最大值是F F F F F F F F 121212+->,最小值是(),范围是()~()F F F F 1212-+,F 有可能大于任一个分力,也有可能小于任一个分力,还可能等于某一个分力的大小,求多个力的合力时,可以先求出任意两个力的合力,再求这个合力与第三个力的合力,依此类推。
二、力的分解: 求一个力的分力叫力的分解。
是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形法则。
一个力的分解应掌握下面几种情况: 1、已知一个力(大小和方向)和它的两个分力的方向,则两个分力有确定的值; 2、已知一个力和它的一个分力,则另一个分力有确定的值; 3、已知一个力和它的一个分力的方向,则另一分力有无数解,且有最小值(两分力方向垂直); 4、一个力可以在任意方向上分解,且能分解成无数个分力; 5、一个分力和产生这个分力的力是同性质力,且产生于同一施力物体,如图18中,G 的分力是沿斜面的分力和垂直于斜面的分力(此力不能说成是对斜面的压力)。
高一物理必修一--力的合成与分解知识点及练习题
F1F2 FOF1F2FO力的合成与分解1.力的合成(1)力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的“等效力”(合力)。
力的平行四边形定则是运用“等效”观点,通过试验总结出来的共点力的合成法则,它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。
(2)平行四边形定则可简化成三角形定则。
由三角形定则还可以得到一个有用的推论:假如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。
(3)共点的两个力合力的大小范围是|F1-F2| ≤F合≤F1+F2(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零。
2.力的分解(1)力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边。
(2)两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为多数组分力,但在详细问题中,应依据力实际产生的效果来分解。
(3)几种有条件的力的分解①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。
如图所示,F2的最小值为:F2min=F sinα②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是:所求分力F2与合力F垂直,如图所示,F2的最小值为:F2min=F1sinα③当已知合力F的大小及一个分力F1的大小时,另一个分力F2取最小值的条件是:已知大小的分力F1与合力F同方向,F2的最小值为|F-F1|(5)正交分解法:把一个力分解成两个相互垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。
第4节 力的合成和分解 高中物理必修第一册人教版
F1与F2方向相反
向相同
②两分力不共线时:可以先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图,然后由几何知识求解对角线,
即为合力.以下为求合力的两种常见的特殊情况.
类型
两分力
作图
合力的计算
大小:F= F21+F22
相互垂直
F1
方向:tan θ=
F2
重力的分力,故选项B错误;2 是重力沿垂直于斜面方向的分力,其作用效果是使物
体压紧斜面,2 的大小等于物体对斜面的压力,但两者的受力物体不同,2 的受力
物体是物体,物体对斜面的压力的受力物体是斜面,故选项C错误;合力与分力的作
用效果相同,故选项D正确。
知识点3 实验:探究两个互成角度的力的合成规律
二、实验原理
1.合力F′的确定:一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的共同作用
效果都是使橡皮条伸长到同一点,则F′就是F1、F2的合力.
2.合力理论值 F 的确定:根据平行四边形定则作出 F1、 F2 的合力 F
的图示.
3.两个互成角度的力的合成规律的验证:比较 F和F′的大小和方向
是否相同.
三、实验器材
角形,三个力的合力最小为0,D错误。
例5-5 [教材第80页“复习与提高”A组第4题改编](2024·湖南岳
阳期末,多选)图3-4-10甲中,一个人单独用力提一桶水,水桶
保持静止;图乙中,两个人分别用力1 、2 共同提这桶水,水
桶也保持静止。则( AC
)
图3-4-10
A.1 、2 的大小有可能比大
5.力的分解依据:一个力可以分解为两个力,如果没有限制,一
无数
个力可以分解为________对大小、方向不同的分力.
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。
高一物理必修1重要知识点以及 力的分解 力的合成的含义相关的知识点
高一物理必修1重要知识点以及力的分解力的合成的含义相关的知识点第一章.定义:力是物体之间的相互作用。
理解要点:(1)力具有物质性:力不能离开物体而存在。
说明:①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。
②并非先有施力物体,后有受力物体(2)力具有相互性:一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
说明:①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触。
②力的大小用测力计丈量。
(3)力具有矢量性:力不仅有大小,也有方向。
(4)力的作用效果:使物体的外形发生改变;使物体的运动状态发生变化。
(5)力的种类:①根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
②根据效果命名:如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。
说明:根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同;同一名称的力,性质可以不同。
重力定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:①地球四周的物体都受到重力作用。
②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。
③重力的施力物体是地球。
④在两极时重力即是物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
(1)重力的大小:G=mg说明:①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大。
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。
③在处理物理题目时,一般以为在地球四周的任何地方重力的大小不变。
(2)重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面)说明:①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系。
(3)重心:物体所受重力的作用点。
重心的确定:①质量分布均匀。
物体的重心只与物体的外形有关。
外形规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。
②质量分布不均匀的物体的重心与物体的外形、质量分布有关。
③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
力的合成与分解归纳总结
力的合成与分解知识要点归纳一、力的合成1.合力与分力:如果几个力共同作用产生的效果与某一个力单独作用时的效果相同,则这一个力为那几个力的,那几个力为这一个力的.2.共点力: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,这几个力叫做共点力.3.力的合成:求几个力的的过程.4.平行四边形定则:两个力合成时,以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.二、力的分解1.力的分解:求一个力的的过程,力的分解与力的合成互为.2.矢量运算法则:(1)平行四边形定则(2)三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连结起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的为合矢量.3.力的分解的两种方法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再根据两个实际分力方向画出平行四边形;③最后由平行四边形和数学知识(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出两分力的大小.2)正交分解法①正交分解方法:把一个力分解为互相垂直的两个分力,特别是物体受多个力作用时,把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去,然后分别求出每个方向上力的代数和.②利用正交分解法解题的步骤首先:正确选择直角坐标系,通常选择共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系的选择应使尽量多的力在坐标轴上.其次:正交分解各力,即分别将各力投影在坐标轴上,然后求各力在x 轴和y 轴上的分力的合力F x 和F y :F x =F 1x +F 2x +F 3x +…,F y =F 1y +F 2y +F 3y +…再次:求合力的大小F =F x 2+F y 2 ,确定合力的方向与x 轴夹角为θ=arctan F y F x. 4.将一个力分解的几种情况:①已知合力和一个分力的大小与方向:有唯一解②已知合力和两个分力的方向:有唯一解③已知合力和两个分力的大小(两分力不平行):当F1+F2<F 时无解;当F1+F2>F 时有两组解④已知一个分力F 1的方向和另一个分力F 2的大小,对力F 进行分解,如图4所示则有三种可能:(F 1与F 的夹角为θ) 当F 2<F sin θ时无解;当F 2=F sin θ或F 2≥F 时有一组解;当F sin θ<F 2<F 时有两组解.5.注意:(1)合力可能大于分力,可能等于分力,也可能小于分力的大小。
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人教版高中物理必修一知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习力的合成与分解【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。
说明:①平行四边形定则只适用于共点力的合成,对非共点力的合成不适用。
②今后我们所研究的问题,凡是涉及力的运算的题目,都是关于共点力方向的问题。
3.合力与分力的大小关系:由平行四边形可知:F1、F2夹角变化时,合力F的大小和方向也发生变化。
(1)合力F的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
①两分力同向时,合力F最大,F=F1+F2。
②两分力反向时,合力F最小,F=|F1-F2|。
③两分力有一夹角θ时,如图甲所示,在平行四边形OABC中,将F2平移到F1末端,则F1、F2、F围成一个闭合三角形。
如图乙所示,由三角形知识可知;|F1-F2|<F<F1+F2。
综合以上三种情况可知:①|F1-F2|≤F≤F1+F2。
②两分力夹角越大,合力就越小。
③合力可能大于某一分力,也可能小于任一分力.要点三、力的分解要点诠释:1.分力:几个力,如果它们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.注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以相互替代,并非同时存在.2.力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解.3.力的分解定则:平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算.两个力的合力唯一确定,一个力的两个分力不是唯一的,如果没有其他限制,对于一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图所示).即同一个力F可以分解成无数对大小、方向不同的分力.要点四、实际分解力的方法要点诠释:1.按效果进行分解在实际分解中,常将一个力沿着该力的两个效果方向进行分解,效果分解法的方法步骤:①画出已知力的示意图;②根据此力产生的两个效果确定出分力的方向;③以该力为对角线作出两个分力方向的平行四边形,即作出两个分力.2.利用平行四边形定则求分力的方法①作图法:利用平行四边形作出其分力的图示,按给定的标度求出两分力的大小,用量角器量出各分力与已知力间的夹角即分力的方向.②计算法:利用力的平行四边形定则将已知力按几何方法求解,作出各力的示意图,再根据解几何知识求出各分力的大小,确定各分力的方向.由上可知,解决力的分解问题的关键是根据力的作用效果,画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题.因此其解题的基本思路可表示为3.要点五、力的分解中定解条件要点诠释:将一个力F分解为两个分力,根据力的平行四边形定则,是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形,在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形,这说明两个力的合力可唯一确定,一个力的分力不是唯一的,要确定一个力的两个分力,一定要有定解条件.(1)已知合力(大小、方向)和两个分力的方向,则两个分力有唯一确定的值.如图甲所示,要求把已知力F分解成沿OA、OB方向的两个分力,可从F的矢(箭头)端作OA、OB的平行线,画出力的平行四边形得两个分力F1、F2.(2)已知合力(大小、方向)和一个分力(大小、方向),则另一个分力有唯一确定的值.如图乙所示,已知F(合力),分力F1,则连接F和F1的矢端,即可作出力的平行四边形得另一个分力F2.(3)已知合力(大小、方向)和两分力大小,则两分力有两组解,如图所示,分别以O点和F的矢端为圆心,以F1、F2大小为半径作圆,两圆交于两点,作出三角形如图.(4)已知合力(大小、方向)和一个分力的方向,则另一分力无确定值,且当两分力垂直时有最小值.如图所示,假设F1与F的夹角为θ,分析方法如下:以F的尾端为圆心,以F2的大小为半径画圆,看圆与F1的交点即可确定解释的情形.①当F2<Fsinθ时,圆(如圆①)与F1无交点,无解;②当F2=Fsinθ时,圆(如圆②)与F1有一交点,故有唯—解,且F2最小;③当Fsinθ<F2<F时,圆(如圆③)与F1有两交点,有两解;④当F2>F时,圆(如圆④)与F1有一交点,有唯—解.要点六、实验验证力的平行四边形定则要点诠释:1.实验目的:验证力的平行四边形定则2.实验器材:方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮筋、细绳套(两个)、铅笔、三角板、刻度尺、图钉3.实验原理:结点受三个共点力作用处于平衡状态,则F1、F2之合力必与F3平衡,改用一个拉力F′使结点仍到O,则F必与F1、F2的合力等效,与F3平衡,以F1、F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F′与F的大小和方向,以验证力合成时的平行四边形定则。
4.实验步骤:(1)用图钉把白纸钉在方木板上。
(2)把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在A(3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度的拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O(如图所示)用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向,并记录弹簧秤的读数。
注意在使用弹簧秤的时候,要使细绳与木板平面平行。
(4)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两条绳套的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即为合力F的图示。
(5)只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向,用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示。
(6)比较一下,力F′与用平行四边形法则求出的合力F在大小和方向上是否相同。
(7)改变两个力F1、F2的大小和夹角,再重复实验两次。
5.注意事项:(1)弹簧测力计在使用前应检查、校正零点,检查量程和最小刻度单位。
(2)用来测量F1和F2的两个弹簧测力计应用规格、性能相同,挑选的方法是:将两只弹簧测力计互相钩着,向相反方向拉,若两弹簧测力计对应的示数相等,则可同时使用。
(3)使用弹簧测力计测拉力时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向,弹簧测力计、橡皮筋、细绳套应位于与木板平行的同一平面内,要防止弹簧卡壳,防止弹簧测力计或橡皮筋与纸面摩擦。
拉力应适当大一些,但拉伸时不要超出量程。
(4)选用的橡皮筋应富有弹性,能发生弹性形变,实验时应缓慢地将橡皮筋拉伸到预定的长度.同一次实验中,橡皮筋拉长后的结点位置必须保持不变。
(5)准确作图是本实验减小误差的重要一环,为了做到准确作图,拉橡皮筋的细绳要长一些;结点口的定位应力求准确;画力的图示时应选用恰当的单位标度;作力的合成图时,应尽量将图画得大些。
(6)白纸不要过小,并应靠木板下边缘固定,A点选在靠近木板上边的中点为宜,以使O点能确定在纸的上侧。
【典型例题】类型一、合力与分力的关系例1、关于F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是( )A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B.两力F1、F2一定是同种性质的力C.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力【思路点拨】合力与分力之间满足平形四边形定则。
【答案】AC【解析】只有同一个物体受到的力才能合成,分别作用在不同物体上的力不能合成.合力是对原来几个分力的等效替代,两力可以是不同性质的力,但合力与分力不能同时存在.所以,正确选项为A、C.【点评】解答本题的关键是明确合力的作用效果与几个分力同时作用的效果相同,合力与分力是等效替代关系.举一反三【课程:力的合成与分解例题2】【变式1】若两个共点力F1、F2的合力为F,则有( )A.合力F一定大于任何一个分力B.合力F至少大于其中的一个分力C.合力F可以比F1、F2都大,也可以比F1、F2都小D.合力F不可能与F1、F2中的一个大小相等【答案】C【变式2】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【答案】BC类型二、两个力合力的范围例2、力F1=4N,方向向东,力F2=3N,方向向北.求这两个力合力的大小和方向.【思路点拨】通过作图和计算即可计算出合力的大小和方向。
【解析】本题可用作图法和计算法两种方法求解.(1)作图法:①用4 mm长的线段代表1N,作出F1的线段长16mm,F2的线段长12mm,并标明方向,如图所示.图1②以F1和F2为邻边作平行四边形,连接两邻边所夹的对角线③用刻度尺量出表示合力的对角线长度为2.0cm,即20mm,所以合力大小201N5NF=⨯=.4④用量角器量得F与F2的夹角α=53°.即合力方向为北偏东53°.(2)计算法:分别作出F1、F2的示意图,如图所示,并作出平行四边形及对角线.图2在直角三角形中F'===,5N合力F ′与F 2的夹角为α,则124tan 3F F α==. 查表得α=53°,即合力方向为北偏东53°. 【点评】①应用作图法时,各力必须选定同一标度,并且合力、分力比例适当,虚线、实线分清. ②作图法简单、直观,但不够精确. ③作图法是物理学中的常用方法之一. ④请注意图1与图2的区别. 举一反三【变式1】有两个大小不变的共点力F 1和F 2,它们合力的大小F 合随两力夹角变化情况如图所示,则F 1、F 2的大小分别为多少?【答案】8N 、4N 或4N 、8N【解析】对图的理解是解题的关键.其中两个力的夹角为0弧度(0°)与π弧度(180°)的含义要搞清. 当两力夹角为0°时,F 合=F 1+F 2,得到F 1+F 2=12N ①,当两力夹角为π时,得到F 1-F 2=4N 或F 2-F 1=4N ②,由①②两式得F 1=8 N ,F 2=4N 或F 1=4N ,F 2=8N .故答案为8N 、4N 或4N 、8N .【变式2】两个共点力的大小分别为F 1和F 2,作用于物体的同一点.两力同向时,合力为A ,两力反向时,合力为B ,当两力互相垂直时合力为( )AD【答案】B【解析】由题意知 F 1+F 2=A ,F 1-F 2=B , 故12A B F +=,22A BF -=. 当两力互相垂直时,合力F ===【变式3】在天花板下用等长的两根绳悬吊一重物,两根绳夹角为α=60°,每根绳对重物的拉力均为10N ,求 :绳子上拉力的合力和物重。