力的合成与分解
力的合成与分解
4 .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 )
【解析】由矢量合成法则可知A图的合力为2F3,B图的 合力为0,C图的合力为2F2,D图的合力为2F3,因F2为 直角三角形的斜边,故这三个力的合力最大的为C图.
【提升能力】
保持静止,则工件上受到的向 上的压力多大? 【思路点拨】弄清力的实际作用效果,确定两个分力 的方向,再作出力的平行四边形,确定边角关系,最 后由数学知识计算两分力的大小.
【解析】F 作用在 B 物体上,产生了压紧水平面和 推杆两个效果,将 F 向这两个方向分解如图(1),得 F1 和 F2 两个分力.
【解析】该题最容易犯的错误是错选 A,导致这种错 误的原因是对矢量的方向理解不深刻.错误地认为确 定了三条边就能构成一个唯一确定的三角形,即只有 唯一解.这样就把矢量与线段混淆了,从而导致了错 误.已知两个不平行分力的大小 (F1+F2>F).如图所 示,分别以F的始端、末端为圆心,以F1、F2为半径 作圆,两圆有两个交点,所以F分解为 F1、F2有两种 情况.
(2)三角形定则:把两个矢量的 首尾
顺次连结起来,第一
个矢量的首端到第二个矢量的 尾端的 有向线段 为合矢量.如图所示. 4.合力和分力的大小关系 共点的两个力 F1 、 F2 的合力 F 的大小,与它们的夹 越小 ; θ 越小,合 角 θ 有关; θ 越大,合力 力 越大 .F1与F2 同向 时合力最大;F1与F2 反向
③求Fx与Fy的合力即为共点力的合力(如图所示)
1 .如图所示,物体静止于光滑水平面 M 上,力 F 作用 于物体的O点,现要使物体沿着 OO′方向做直线运动 (F 与 OO′ 方向都在 M 平面内 ) ,必须同时再加一个力 F′ , 这个力的最小值是( )C A.Ftanθ B.Fcotθ C.Fsinθ
力的合成与分解
力的合成与分解在物理学中,力的合成与分解是一种常见的分析力学问题。
力的合成指的是将多个力合并为一个力的过程,而力的分解则是将一个力拆分成多个分力的过程。
通过理解和应用力的合成与分解的原理,我们可以更好地理解并解决各种力学问题。
一、力的合成力的合成是指通过几个力的矢量相加得到一个合力的过程。
合力的大小和方向由各个分力的大小和方向共同决定。
在力的合成中,我们常常使用向量图或使用三角法进行计算。
1. 向量图法向量图法是一种常见且直观的力的合成方法。
首先,我们将各个力按照大小和方向画成箭头,然后将它们的起点置于同一点,根据力的大小与方向,画出各个力的箭头。
最后,将各个箭头首尾相接,最终合力的箭头即为各个力的矢量和。
2. 三角法三角法是力的合成的一种数学计算方法。
对于平面力的合成,我们可以使用三角函数来求解。
假设有两个力F1和F2,它们分别与x轴的夹角为α和β,力的合力F与x轴的夹角为θ。
根据三角法的原理,我们可以使用正弦定理和余弦定理来计算合力的大小和方向。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解成多个分力的过程。
分力的大小和方向由原力及分解方式共同决定。
力的分解在解决复杂力学问题时非常有用,可以将一个力分解为多个方向上的简单力,从而简化问题的求解过程。
1. 直角坐标系分解直角坐标系分解是一种常用的力的分解方法,适用于力在水平和竖直方向上的分解。
假设力F的大小为F,与x轴的夹角为α。
我们可以将力F分解为水平方向上的分力Fx和竖直方向上的分力Fy。
根据三角函数的定义,我们可以得到分力Fx的大小为F*cosα,分力Fy的大小为F*sinα。
2. 求直角坐标系分解直角坐标系分解也可以用于求解分力。
假设已知合力F与x轴的夹角为θ,合力F的大小为F,需要求解分力F1和F2的大小。
根据三角函数的定义,我们可以得到分力F1的大小为F*cosθ,分力F2的大小为F*sinθ。
结论力的合成与分解为解决各种力学问题提供了重要的方法。
力的合成与分解
力的合成与分解力的合成与分解是力学中非常重要的概念,可以帮助我们理解多个力合作的效果以及将一个力拆解为多个力的作用。
本文将介绍力的合成与分解的概念、方法以及相关应用。
一、力的合成力的合成指的是将多个力合成为一个力的作用效果。
在平面上,力的合成可以使用几何法或三角法进行计算。
1. 几何法几何法是一种直观的力合成方法。
假设有两个力F1和F2,首先选择一个合适的比例尺,将力F1的大小和方向用一个向量表示出来,然后将力F2的大小和方向用另一个向量表示出来,将这两个向量从起点连结起来,连接线的末端就是力F1和F2合成后的结果力。
2. 三角法三角法是力的合成的一种更直观的方法。
假设有两个力F1和F2,首先将力F1和F2的大小和方向用一个向量分别表示出来,在画布上将这两个向量的起点重叠在一起,然后根据向量的加法法则将两个向量相连,连接线的末端就是力F1和F2合成后的结果力。
二、力的分解力的分解是将一个力拆解为多个力的作用效果。
力的分解可以帮助我们更好地理解力的作用分布以及多个力的叠加效果。
1. 平行力的分解将一个平行力分解为多个平行力的过程称为平行力的分解。
对于一个平行力F,在平行力的作用线上选取一个点O作为起点,然后画一条与力F平行的直线,该直线与平行力F的作用线相交于点A。
连接点A和力F的起点O,得到一个三角形,这个三角形的边就代表了力F经过分解后的各个分力。
2. 斜向力的分解将一个斜向力分解为两个垂直方向上的力的过程称为斜向力的分解。
对于一个斜向力F,在斜向力的作用线上选取一个点O作为起点,然后画一条与力F垂直的直线,该直线与斜向力F的作用线相交于点A。
连接点A和力F的起点O,得到一个直角三角形,这个直角三角形的两条直角边分别代表了力F经过分解后的两个分力。
三、力的合成与分解的应用力的合成与分解在实际应用中有着广泛的应用。
1. 静态平衡和动态平衡力的合成与分解可以帮助我们分析物体在静态平衡和动态平衡下的受力情况。
力的合成与分解
二、力的分解 1.力的分解:求一个力的 分力 的过程,力的分解与力的合
成互为 逆运算 . 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 有向线段 为合矢量.
(1)合力不一定大于分力 ; (2)合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系, 而不是力的本质上的替代.
减去另外两个较小的力的和的绝对值.
合力F与两个共点力F1、F2之间的夹角θ的关系 如图2-2-5所示(两个共点力F1、F2大小不变),则合力F 大小的变化范围是多少?
图2-2-5
[听课记录] 由图象可知,θ= π时,F合=1 N 即|F1-F2|=1 θ= 即 π时,F合=5 N =25 ② ①
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
C.
m
D.
m
画框所受重力的效果是使两根细绳被拉紧,因此 本题可根据力的实际作用效果将重力进行分解.
[解题指导]
一个大小方向确定的力分解为两个等大
的力时,合力在分力的角平分线上,且两分力的夹角越大, 分力越大.题中当绳子拉力达到F=10 N的时候,绳子间的
张角最大,即两个挂钉间的距离最大;画框受到重力和两
D.F1cosθ-F2sinθ=mgsinθ,F2<mg
解析:将物体所受的各个力进行正交分解,则沿斜面方向 上:F1cosθ+F2sinθ=mgsinθ 由于斜面对物体的支持力沿竖直方向的分力是向上的,因 此F2<mg,应选B.
力的合成与分解
7、如图,将一个球放在两块光滑面板AB和AC之间, 两板与水平面的夹角都是60°,现将两板与水平面之 间的夹角以大小相等的角速度同时缓慢地均匀地减小 到30°,则在此过程中,球对两板的压力( B)
A、先增大后减小 B、逐渐减小
C、先减小后增大
D、逐渐增大
B
60°
C
60°
B
G2
FN1
FN2
C
G1
G
三、矢量叠加的法则
平行四边形定则:一切矢量相加遵守平行四 边形定则。 三角形定则:把两个矢量首尾相接与它们的 合矢量组成一个闭合三角形,从而求出合矢量。
四、矢量与标量 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)的物理量叫做矢 量。 标量:只有大小,没有方向,求和时按照算术 法则相加的物理量叫做标量。
3、共点力:作用于同一点或它们的延长线相交与一 点的几个力。 说明: 1、合力是分力的等效代替,它们的作用效果 相同。 2、合力可以比分力大,也可以比分力小, 还 以等于其中一个分力。
3、大小不变的两个共点力,夹角从0 到180 范围
内变化,合力的变化情况 (1)合力的大小随两力的夹角的增大而减小 (2)合力大小的范围 ︱F1-F2︱≤F≤︱F1+F2︱ 4、平行四边形定则只适用于共点力
3、物体受到两个力F1和F2的作用, F1=3N, F2=9N,则它们的合 力F的数值范围是( B)
A、3N≤F ≤9N B、6N ≤F ≤12N
C、3N ≤F ≤6N
D、3N ≤F ≤12N
4、两个共点力大小都是50N,如果要使这两个力的合力也是50N, 那么这两个力之间的夹角为(D ) A、30° B、45° C、60° D、120° 5、大小不变的两个共点力F1和F2,其合力为F,则下列说法正确 的是( B) A、合力F一定大于任一个分力 B、合力大小既可以等于F1,也可等于F2 C、合力大小等于F1和F2的代数和 D、合力大小随F1、F2之间的夹角(0°≤ θ ≤180°)增大而增 大
力的分解与合成
力的分解与合成力的分解与合成是力学中的一个基本概念。
在物体受到多个力的作用时,可以将这些力分解为两个或多个力的合成,便于研究物体的运动和受力情况。
本文将介绍力的分解与合成的原理和应用。
一、力的分解力的分解是指将一个力分解为若干个力的合成,使得分解后的多个力共同作用于一个物体上,起到与原始力相同的效果。
力的分解可以用于分析物体在斜面上滑动、物体受到斜向拉力等情况。
1. 分解力的原理分解力的原理可以用几何法或代数法来解释。
几何法是通过构造力的三角形或平行四边形来分解力。
代数法则是利用三角函数和向量的性质进行计算。
以斜面上滑动为例,当物体沿斜面向下滑动时,可以将重力分解为垂直于斜面和平行于斜面的两个力。
垂直分力为物体的重力分量,平行分力为物体受到的摩擦力。
通过分解重力和摩擦力,可以更好地分析物体在斜面上滑动的加速度和受力情况。
2. 分解力的应用力的分解在实际生活和工程中具有广泛的应用。
例如,施工时需要使用斜拉索来吊装物体,通过力的分解可以计算出需要斜拉索的张力大小和方向。
此外,力的分解也可以用于计算倾斜地面上物体的受力情况,如斜坡上车辆的受力分析等。
二、力的合成力的合成是指将两个或多个力合成为一个力的过程。
力的合成可以用于研究物体所受合力产生的效果,如物体的平衡、运动方向等。
1. 合成力的原理合成力的原理可以用几何法或代数法来解释。
几何法是通过构造力的三角形或平行四边形来合成力。
代数法则是利用向量的性质和平行四边形法则进行计算。
以物体的平衡为例,当一个物体受到多个力的作用时,可以将这些力合成为一个合力。
若合力为零,则物体处于平衡状态;若合力不为零,则物体将发生运动。
2. 合成力的应用力的合成在实际生活和工程中也具有广泛的应用。
例如,船只在河流中的行驶,需要通过合成推力和水流对船只的阻力进行分析。
此外,合成力还可以用于计算多个力对一个物体的综合作用,如切向力和法向力对物体的运动产生的影响等。
总结:力的分解与合成是力学中重要的基本概念。
力的分解与合成
力的分解与合成引言:力的分解与合成是力学中重要的概念,它们帮助我们理解和分析复杂的力的作用情况。
本文将详细介绍力的分解与合成的概念、原理和应用,并通过具体的示例来说明其重要性和实际意义。
一、力的分解:力的分解是指将一个力拆分成多个力的过程,使得这些力的合成可以等效地代替原来的力。
力的分解可以通过几何方法或代数方法实现。
1. 几何方法:几何方法是通过图形上的几何关系进行力的分解。
例如,当一个斜向下的力作用于一个物体时,我们可以将该力分解为水平方向和垂直方向上的分力,以便更容易分析物体的运动和受力情况。
2. 代数方法:代数方法是通过数学方程进行力的分解。
我们可以利用三角函数关系,将斜向的力分解为水平方向和垂直方向上的分力。
通过求解方程,我们可以得出力的大小和方向。
示例:假设有一个物体受到了一个45度斜向下的力,力的大小为100牛顿。
使用几何方法,我们可以将这个力分解为水平方向上的分力和垂直方向上的分力。
通过计算,我们可以得出水平方向上的分力为70.7牛顿,垂直方向上的分力为70.7牛顿。
二、力的合成:力的合成是指将多个力合并成一个力的过程,使得这个合成力具有与原来的多个力等效的效果。
力的合成同样可以通过几何方法或代数方法实现。
1. 几何方法:几何方法是通过图形上的几何关系进行力的合成。
例如,当两个力的作用方向相同或相反时,我们可以将这两个力的大小直接相加或相减。
通过几何图形的叠加,我们可以得出合成力的大小和方向。
2. 代数方法:代数方法是通过数学方程进行力的合成。
我们可以将力表示为矢量,并使用矢量运算进行合成。
通过将各个力的矢量相加或相减,我们可以得出合成力的大小和方向。
示例:假设有两个力,一个向上的力大小为50牛顿,一个向右的力大小为30牛顿。
使用几何方法,我们可以将这两个力的大小进行叠加,得出合成力的大小为58.3牛顿,方向为37度以上水平方向。
三、力的分解与合成的应用:力的分解与合成在实际生活和工程中具有广泛的应用。
力的合成与分解
力的合成与分解一、知识要点 1、力的合成 (1)运算法则:①平行四边形法则,见图(A ),用表示两个共点力F 1和F 2的线段为邻边作平行四边形,那么这两个邻边之间的对角线就表示合力F 的大小和方向。
②三角形定则:求两个互成角度的共点力F 1、F 2的合力,可以把表示F 1、F 2的线段首尾相接地画出,见图(B ),把F 1、F 2的另外两端连接起来,则此连线就表示合力F 的大小、方向。
三角形定则是平行四边形定则的简化,本质相同。
(2)力的合成的几种特殊情况:①相互垂直的两个力的合成,如图所示,F =,合力F 与分力F 1的夹角θ的正切为:21tan F F θ=。
②夹角为θ的两个等大的力的合成,如图所示,作出的平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直的特点可得直角三角形,解直角三角形求得合力2cos2'θF F =,合力'F 与每一个分力的夹角等于2θ。
③夹角为120的两个等大的力的合成,如图所示,实际是②的特殊情况:FF F =⋅=2120cos 2',即合力大小等于分力。
实际上对角线把画出的菱形分为两个等边三角形,所以合力与分力等大。
(3). 合力与两分力之间的大小关系:在两个力F 1和F 2大小一定情况下,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0θ=时,合力最大F =F 1+F 2,方向与F 1和F 2方向相同;当θ角增大时,其合力逐渐减小,当180θ=,合力最小F =|F 1-F 2|,方向与较大的力方向相同,即合力大小的取值范围为F 1+F 2≥F ≥|F 1-F 2|。
(4). 多个力的合成:应先求其中任意两个力的合力,再求这个合力与第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的就是这些力的合力。
2、力的分解(1)作用在物体上的同一个力F 可以分解为无数对大小、方向不同的分力。
一般情况下我们按照力的作用效果进行分解,按力的效果进行分解,这实际上就是定解条件。
力的合成与分解
第2讲力的合成与分解知识要点一、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,那几个力叫做这一个力的分力。
(2)关系:合力与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几个力。
如下图1所示均是共点力。
图13.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2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2 乙所示。
图2二、力的分解1.定义:求一个已知力的分力的过程。
2.运算法则: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3将结点O所受的力进行分解。
图3三、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。
基础诊断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那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.求几个力的合力遵守平行四边形定则解析合力与分力是等效替代的关系,即合力的作用效果与那几个分力的共同作用效果相同,合力可以替代那几个分力,但不能认为合力与分力同时作用在物体上,选项A、C正确,B错误;力是矢量,所以求合力时遵守平行四边形定则,选项D正确。
答案ACD2.[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的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 C4.一体操运动员倒立并静止在水平地面上,下列图示姿势中,沿手臂的力F最大的是()解析将运动员所受的重力按照效果进行分解,由大小、方向确定的一个力分解为两个等大的力时,合力在分力的角平分线上,且两分力的夹角越大,分力越大,故D正确。
力的合成与分解
力的合成与分解力是物体产生运动或改变形状的原因,它是物理学中一个非常重要的概念。
在力学中,力可以分解为两个或多个部分,这称为力的合成与分解。
本文将详细介绍力的合成与分解的概念和方法,并给出几个实际应用的例子。
一、力的合成当两个或多个力作用在同一个物体上时,它们可以合成为一个总力。
力的合成可以用几何方法来表示。
设有两个力F1和F2,它们的作用点都在物体的同一侧,并且它们不共线。
我们可以使用平行四边形法则或三角形法则来进行力的合成。
平行四边形法则是指将两个力的起点相连接,形成一个平行四边形。
然后,从平行四边形的相邻两边的交点引一条对角线,这条对角线就表示了两个力合成后的结果,也称为合力。
合力的大小可以通过测量对角线的长度来确定,合力的方向可以通过测量对角线与其中一个力的夹角来确定。
三角形法则是指将两个力的起点相连接,形成一个三角形。
然后,从三角形的一个顶点引一条与另一个顶点相连的线段,并延长至与另一个力的延长线相交。
这条线段就表示了两个力合成后的结果,也称为合力。
合力的大小和方向可以通过测量该线段的长度和它与其中一个力的夹角来确定。
二、力的分解力的分解是力的合成的逆过程。
当一个力作用在物体上时,它可以分解为两个或多个部分力。
力的分解可以将一个力分解为平行于特定方向的两个力或垂直于特定方向的两个力。
平行力的分解可以使用平行四边形法则或三角形法则进行。
以平行四边形法则为例,当一个力F作用在物体上时,可以将其分解为平行于某一方向的两个力。
画出一个起点与F相同的线段,然后从该线段的终点引一条与该方向平行的线段。
这条线段就表示了力F在该方向上的分力,也称为分力。
垂直力的分解可以使用正弦定理和余弦定理来进行。
以正弦定理为例,当一个力F作用在物体上时,可以将其分解为垂直于某一方向的两个力。
设力F与该方向的夹角为θ,力F的大小为F,将力F分解为Fsinθ和Fcosθ两个力,分别表示力F在该方向上的分力。
三、实际应用力的合成与分解在实际生活中有着广泛的应用。
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。
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。
力的分解和合成
力的分解和合成力是物体之间相互作用的结果,而力的分解和合成则是对多个力进行分解或者合成得到新的力的过程。
力的分解可以将一个力分解成多个分力,力的合成则是将多个分力合成为一力。
力的分解和合成在物理学中具有重要的意义,可以帮助我们更好地理解力的性质和作用。
一、力的分解力的分解指的是将一个力分解成多个分力,这些分力在不同的方向上产生作用。
通过力的分解,我们可以研究物体在不同方向上受到的力的影响,从而更好地理解物体的运动和平衡状态。
1.1 水平和竖直方向的力的分解对于一个施加在物体上的力,我们可以将其分解为两个方向上的分力:水平方向的力和竖直方向的力。
水平方向的力通常会导致物体在水平方向上运动,竖直方向的力则会影响物体在竖直方向上的运动。
1.2 斜面上的力的分解当物体处于斜面上时,斜面对物体会产生一个垂直于斜面的分力和一个平行于斜面的分力。
垂直方向的分力通常是物体受到的重力分力,而平行方向的分力则会影响物体在斜面上的运动。
二、力的合成力的合成指的是将多个分力合成为一个力,这个力可以代替原来的多个力产生相同的作用效果。
通过力的合成,我们可以简化对力的研究和计算,便于对物体的运动和平衡进行分析。
2.1 平行力的合成当多个力的方向相同时,可以将这些力合成为一个力,等效地产生相同的作用效果。
平行力的合成可以通过将这些力的大小相加得到合力的大小,方向与原力的方向一致。
2.2 不平行力的合成当多个力的方向不同时,可以通过几何图形的方法将这些力合成为一个力。
首先,我们需要根据力的大小和方向在图纸上画出相应的力向量,然后将这些力向量按照顺序相连,形成一个闭合的几边形,合力的大小和方向可以由该几边形的对角线得到。
三、实例应用力的分解和合成在现实生活和科学研究中有着广泛的应用。
3.1 物体平衡和稳定通过分解物体所受的力,我们可以判断物体是否处于平衡状态。
如果物体受到的分力平衡,则物体在平衡;如果有不平衡的分力存在,则物体可能会发生运动或者倾倒。
力的合成与分解
复习内容一、力的合成与分解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:如果一个力单独的作用效果与其它几个力共同的作用效果相同,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。
(2)共点的两个力合力的大小范围:|F 1-F 2| ≤ F 合≤ F 1+F 2(3)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。
F 1 F 2F O3.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无数组分力,但在具体问题中,应按照力实际产生的效果来分解。
4.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。
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。
5、几个特殊的夹角0 60 90 120 1805、共点力、平衡状态、平衡条件(二)☆考点点拨用正交分解法求解力的合成与分解问题正交分解法:把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。
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)。
三、考点落实训练1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=10N,则这五个力的合力大小为()A.10(2+2)N B.20NC.30N D.02.关于二个共点力的合成.下列说法正确的是()A.合力必大于每一个力B.合力必大于两个力的大小之和C.合力的大小随两个力的夹角的增大而减小D.合力可以和其中一个力相等,但小于另一个力牛顿运动三定理一、牛顿第一定理1.伽利略的研究方法——理想实验研究法⎧⎪⎨⎪⎩内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或2、牛顿第一运动定律(惯性定律)静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
力的合成与分解
力的合成与分解力是物体相互作用的结果,它可以描述物体的运动状态以及受力的效果。
在物理学中,我们经常需要研究多个力对物体的综合作用,这就需要运用力的合成与分解的方法。
力的合成是指将多个力合并成一个等效的力,而力的分解则是将一个力分解为多个分力的过程。
一、力的合成力的合成是指将多个力合并成一个等效的力,常用的方法有矢量图解法以及三角函数法。
1. 矢量图解法矢量图解法是通过在力的作用点上按比例绘制各个力的矢量,然后将它们首尾相连,形成合力的合成矢量。
具体步骤如下:步骤一:在力的作用点处画出各个力的矢量,矢量的长度代表力的大小,矢量的方向代表力的方向。
步骤二:将各个力的矢量首尾相连,形成一个多边形。
步骤三:连接多边形的起点和终点,得到合力的合成矢量。
2. 三角函数法三角函数法是利用三角函数的性质计算合力的大小和方向。
具体步骤如下:步骤一:将各个力按照坐标轴方向分解成水平方向和垂直方向的分力。
步骤二:计算各个分力的代数和,得到水平方向和垂直方向的合力。
步骤三:利用三角函数求解合力的大小和方向。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解为多个分力的过程,常用的方法有正余弦分解法、平行四边形法等。
1. 正余弦分解法正余弦分解法是将一个力分解为水平方向和垂直方向的分力。
具体步骤如下:步骤一:在力的作用点处,假设一个与力方向垂直的坐标轴。
步骤二:根据角度的定义,利用正弦函数和余弦函数求解力在水平方向和垂直方向上的分力。
2. 平行四边形法平行四边形法是将一个力分解为两个互相垂直的力。
具体步骤如下:步骤一:在力的作用点处,通过画一个平行四边形将力进行分解。
步骤二:根据平行四边形的性质,可以得到两个互相垂直的力。
三、实例应用力的合成与分解在物理学中有广泛的应用。
例如,在斜坡上有一个物体受到重力和斜坡面的支持力,我们可以通过合成这两个力来求解物体在斜坡上的运动情况。
又比如,当一个船要靠岸时,需要考虑风力和潮流对船的影响,我们可以将风力和潮流的力合成为一个等效力,以便进行船只的控制和导航。
力的合成与分解
F2
例、 共点的三个力F1,F2,F3的合力为零,这 三个力的可能值是: A、C √ A.3N,4N,5N B.3N,4N,8N √ C.3N,6N,4N D.6N,8N,15N
参看三力合成 关键字:合力为零 即三力大小能构成三角形者合力可能为零
分力的计算
方法:平行四边形定则(或三角形定则) 原则:按照力的实际效果分解
一条对角线可作出 无数个平行四边形
一个力有无数种分 解方法
例2
.一质量为200kg的物体,置于倾角为30的斜面上, 求物体所受到重力沿斜面和垂直于斜面方向的分 力。 解:把重力G分解为沿斜面的 G1 分力G1和垂直于斜面的分力 G2 G2,如图所示 α G 由几何关系可知
G1 G sin G1 G cos 沿斜面分力 G1 G sin 200 10 sin 30 1000 N 垂直斜面分力
例:物体受到两个力F1、F2的作用,F1=30N,方向 水平向左;F2=40N,方向竖直向下。求这两个力的 合力F.
解:作图法(如图) F=50N,θ=53° 计算法 合力大小
2 1 2 2 2 2
F1
10N
θ
F F F 30 40 50 N 合力方向(F与F1的夹角) F2 40 tg , 53 F F1 30
G2 G cos 200 10 cos 30 1.73 10 N
3
小结
力的合成与分解的原理―平行四边形定则 力的合成:结论是唯一的
力的分解:必须根据分力的效果确定如何 分解
将一个已知力F进行分解,其解是 不唯一的。常见的唯一性条件有: 1.已知两个不平行分力的方向,可 以唯一的作出力的平行四边形,对 力F进行分解,其解是唯一的。 2.已知一个分力的大小和方向,可 以唯一的作出力的平行四边形,对 力F进行分解,其解是唯一的。
力的合成与分解公式
力的合成与分解公式如下:
1. 同一直线上力的合成:同向F=F1+F2,反向F=F1-F2(F1>F2)。
2. 互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理),当F1⊥F2时,F=(F12+F22)1/2。
3. 合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|。
4. 力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角,tgβ=Fy/Fx)。
此外,力的合成与分解遵循平行四边形定则,合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立。
除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图。
当F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小。
在同一直线上力的合成中,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅物理书籍或咨询专业人士。
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第三章相互作用---力的合成和分解
编写人:侯振坚审核人:高二物理使用时间:2018-6
【学习目标】
1、力的合成和分解。
2、理解力的平行四边形定则。
【课前预习】
知识归纳:
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。
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:
(一)(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)最后由平行四边形知识求出两分力的大小.
例:已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,对力F进行分解,则有三种可能(F1与F的夹角为θ).如图所示:
①F2<F sinθ时.
②F2=F sinθ或F2≥F时有.
③F sinθ<F2<F时有.
(二)正交分解.
把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法,在多个共点力作用下,运用正交分解法的目的是用代数运算公式来解决矢量的运算。
在力的正交分解法中,分解的目的是为了求合力,尤其适用于物体受多个力的情况。
在运用正交分解法解题时,一般按如下步骤:
(1)、以力的作用点为原点作直角坐标系,标出x轴和y轴,如果这时物体处于平衡状态,则两轴的方向可根据自己需要选择(以少分解力为最简),如果力不平衡而产生加速度,则x轴(或y轴)一定要和加速度的方向重合(即:一般沿运动方向和垂直于运动方向建立坐标轴)。
(2)、将与坐标轴成角度的力分解成x轴和y轴方向的两个分力,并在图上标明,用符号Fx和Fy 表示;
(3)、在图上标出与x轴或与y轴的夹角,然后列出Fx、Fy的数学表达式。
如:F与x轴夹角分别为θ,则
θ
θsin
;
cos F
F
F
F
y
x
=
=。
与两轴重合的力就不需要分解了。
(4)、列出x轴方向上和各分力的合力和y轴方向上的各分力的合力的两个方程,然后再求解。
5.受力分析的步骤
(1)明确研究对象:研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.
(2)隔离物体分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用.
(3)画受力示意图:物体所受的各个力应画成共点力,力的作用点可沿力的作用线移动.
(4)检查受力分析是否有误:检查画出的每一个力能否找到它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态,如果不能,则必然发生了漏力、多力或错力的现象.
自主检测
1.一个竖直向下的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.
课堂探究
〖探究1〗共点力的合成及合力范围的确定
【例1】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的作用,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.这三个力的合力可能为零
B.F1、F2两个力的合力大小可能为20 N
C.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,方向与F1相反,为正南
【变式1】一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3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F1+F2+F3,方向不确定
B.三力的合力有唯一值3F3,方向与F3同向
C.三力的合力有唯一值2F3,方向与F3同向
D.由题给条件无法求合力大小
〖探究2〗力的分解
【例2】如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( )
A.
mg
2sinα
B.
mg
2cosα
C.
1
2
mg tanα D.
1
2
mg cotα
〖探究3〗正交分解法的应用
【例3】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F1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F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()
A.3-1 B.2- 3 C.
3
2
-
1
2
D.1-
3
2
【变式3】如图是拔桩装置.当用大小为F、方向竖直向下的作用力拉图中长绳上的E点时,绳CE部分被水平拉直,绳CA被拉到竖直,绳DE与水平方向的夹角为α,绳BC与竖直方向的夹角为β.则绳CA拔桩的作用力的大小是()
A.F tanα·tanβ B.F tanα·cotβ
C.F cotα·tanβ D.F cotα·cotβ
【当堂检测】
1.用原长为8 cm的橡皮筋跨过光滑的定滑轮把一根木棒悬挂起来,稳定后木棒处于水平状态,橡皮筋长度变为10 cm,橡皮筋与水平棒的夹角为30°,橡皮筋的劲度系数k=2 N/cm,g=10 m/s2,则木棒的质量是( )
A.4 kg B.0.4 kg C.2 kg D.0.2 kg 2.如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直.杆的下端有一个轻滑轮O.一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重力为G的物体.BO段细线与天花板的夹角θ=30°.系统保持静止,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()
A.细线BO对天花板的拉力大小是
G
2
B.a杆对滑轮的作用力大小是
G
2
C.a杆和细线对滑轮的合力大小是G
D.a杆对滑轮的作用力大小是G
【课后巩固检测】
1.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F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为()
A.F1 = mg、F2 = 3mg
B.F1 = 3mg、F2 = 3mg
C.F1 =
3
3
mg、F2 = mg
D.F1 = 3mg、F2 = mg
2.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。