高中物理必修一知识讲解 力的合成与分解 (基础)(两篇)
3.4 力的合成与分解—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义

物理概念和规律: 一、力的合成1.定义:如果一个力的 与几个力共同作用的效果 ,这个力就叫做那几个力的 ;如果几个力的 与某个力单独作用的效果 ,这几个力叫做那个力的分力.2.力的合成:求几个力的 叫做力的合成. (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 ,作平行四边形,这两邻边所夹的 就表示合力的大小和方向.这种方法叫平行四边形定则.所有矢量的合成都遵循平行四边形定则.(2)三角形定则把两个矢量 ,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 .三角形定则与平行四边形定则实质上是一样的 (3)两分力等大,夹角为θ时,,大小:F = ,方向:F 与F 1夹角为θ2。
3.共点力:作用于物体上 ,或者力的 相交于同一点的几个力称为共点力.4.合力与分力的三性5.合力与分力的关系:合力与分力是作用效果上的一种 关系 (1)两个力的合成当两分力F 1、F 2大小一定时,①最大值:两力 时合力最大,F =F 1+F 2,方向与两力同向;②最小值:两力方向相反时,合力 ,F =|F 1-F 2|,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 ,所以合力大小的范围是:(2)三个力的合成三个力进行合成时,若先将其中两个力F 1、F 2进行合成,则这两个力的合力F 12的范围为|F 1-F 2|≤F 12≤F 1+F 2.再将F 12与第三个力F 3合成,则合力F 的范围为 ,对F 的范围进行讨论:①最大值:当三个力方向相同时,合力,大小为F max=F1+F2+F3.②最小值:若F3的大小介于F1、F2的和与差之间,F12可以与F3等大小,即|F12-F3|可以等于零,此时三个力合力的就是零;若F3不在F1、F2的和与差之间,合力的最小值等于最大的力减去另外两个较小的力的和的绝对值.③合力范围:F min≤F≤F max.6. 计算法求合力时常用到的几何知识(1)应用直角三角形中的边角关系求解,用于平行四边形的两边垂直,或平行四边形的对角线垂直的情况.(2)应用等边三角形的特点求解.(3)应用相似三角形的知识求解,用于矢量三角形与实际三角形相似的情况.二、力的分解1.定义:一个力的作用可以用几个力的共同作用来等效替代,这几个力称为那一个力的分力.求一个已知力的的过程,是力的合成的逆运算.2.分解法则平行四边形定则——把已知力F作为平行四边形的,与力F共点的平行四边形的两个就表示力F的两个分力F1和F2.3.分解依据通常依据力的进行分解.(1)已知合力和两个分力的方向时,有.甲乙(2)已知合力和一个分力的时,有唯一解.丙丁(3)已知合力以及一个分力的大小和另一个分力的方向时,有下面几种可能:a b c d①当F sinθ<F2<F时,有.②当F2=时,有唯一解.③当F2<F sin θ时,.④当F2>F时,有唯一解.4.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,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2.F1=F cosα,F2=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=mg sin α,F2=质量为m的光滑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=mg tan α,F2=质量为m的光滑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=mg tan α,F2=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=,F2=αcosmg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=,F2=αcosmg(1)定义:将一个力沿着的两个方向分解的方法.如图所示.(2)公式:F1=F cosθ,F2=F sinθ.(3)适用:正交分解适用于各种运算.(4)优点:将矢量运算转化成坐标轴方向上的运算.(5)正交分解的目的:将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力,便于运用普通代数运算公式解决的运算,“分”的目的是为了更好地“合”.(6)正交分解的基本步骤(a)建立以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力落在坐标轴上.(b)正交分解各力将每一个不在坐标轴上的力分解到上,并求出各分力的大小,如图267所示.图267(c)分别求出x轴、y轴上各分力的,即:F x=F1x+F2x+…F y=F1y+F2y+…(d)求共点力的合力合力大小F=,合力的方向与x轴的夹角为α,则tan α= .针对训练一、单项选择题1.关于F1、F2及它们的合力F,下列说法正确的是( )A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果不同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的力D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力2. 如图所示,物体受到两个相互垂直的共点力F1和F2的作用,其大小分别为30N和40N,它们合力的大小为()A.10N B.50N C.70N D.1200N3.两个共点力的大小分别为F1=15 N,F2=9 N.它们的合力不可能等于 ( )A.9 N B.24N C.25 N D.15 N4.水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B.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为m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图258所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg)( )图258A.50 N B.50 3 NC.100 N D.100 3 N5.有两个大小相等的力F1和F2,当它们的夹角为90°时,合力为F,则当它们的夹角为120°时,合力的大小为( )A.2F B.2 2 FC.2F D.F6. 在按照图所示装置进行“验证力的平行四边形定则”的实验时,下列说法正确的是()A.测力计可以不与木板在同平面内B.作图时可以用细绳的长度作为两个分力的大小C.确定某个分力时,只要记录测力计的读数,不要记录测力计的方向D.确定某个分力时,需要同时记录测力计的读数及细绳的方向7. . 用如图的四种方法悬挂一个镜框,绳中所受拉力最小的是()A.B.C.D.8. 同时作用在某物体上的两个方向相反的两个力,大小分别为6N和9N,其中9N的力在逐步减小到零的过程中,两个力的合力的大小()A.先减小后增大B.先增大后减小C.一直减小D.一直增大9. 如图所示,在“探究求合力的方法”的实验中,两弹簧测力计将橡皮条拉伸到0点,它们示数分别为F1和F2.接下来用一只弹簧测力计拉橡皮条时()A.将橡皮条拉伸到O点B.拉力大小等于F1﹣F2C.拉力大小等于F1+F2D.沿F1和F2角平分线方向10. 如图所示,物体在四个共点力作用下保持平衡,撤去F1而保持其他三个力不变,则此时物体的合力F()A.等于F1,方向与F1相同B.等于F1,方向与F1相反C.大于F1,方向与F1相同 D.大于F1,方向与F1相反11. 作用在同一个物体上的两个共点力,一个力的大小是2N,另一个力的大小是4N,它们合力的大小可能是()A.1N B.3N C.5N D.7N12. 作用于O点的五个恒力的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形,如图。
高一物理力的合成和分解知识点

高一物理力的合成和分解知识点力的合成和分解是高中物理中一个非常重要的知识点,它是力学研究的基础。
在这篇文章中,我们将探讨力的合成和分解的概念、方法以及应用。
一、力的合成力的合成是指将多个力合成为一个力的过程。
当多个力作用于同一个物体时,可以将它们合成为一个等效的力。
1.1 向量图示法向量图示法是力的合成的一种常用方法。
我们将多个力用箭头表示,箭头的长度代表了力的大小,箭头的方向表示了力的方向。
将多个力的箭头连在一起,起点为物体的起始位置,终点为物体的终止位置,最后结果的箭头即为合成力。
1.2 分解求合分解求合是另一种常用的力的合成方法。
对于平行四边形法则中的图形,我们可以用三角形法则将合力分解为两个分力。
分解时,需要确定一个参考方向,将合力拆分为垂直于参考方向的两个分力。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解为平行或垂直于某一方向的两个力的过程。
力的分解可以将一个复杂的问题简化为两个相对简单的问题,便于计算。
2.1 平行分解平行分解是将一个力分解为平行于某一参考方向的两个力的过程。
利用力的平行四边形法则,我们可以通过确定一个参考方向,将合力拆分为两个平行力。
2.2 垂直分解垂直分解是将一个力分解为垂直于某一参考方向的两个力的过程。
利用力的三角形法则,我们可以通过确定一个参考方向,将合力拆分为一个垂直于参考方向的力和一个平行于参考方向的力。
三、力的合成和分解的应用力的合成和分解在物理学中有广泛的应用。
下面我们将介绍几个常见的应用。
3.1 平面力问题在平面力问题中,物体受到多个平面力的作用。
利用力的合成和分解的方法,可以将这些力合成为一个等效力,从而简化问题的求解。
3.2 斜面上的力在斜面上,一个物体同时受到重力和斜面给予的支持力的作用。
利用力的分解,我们可以将这两个力分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个力,以便求解问题。
3.3 物体受力平衡问题在物体受力平衡问题中,物体受到多个力的作用,且力的合力为零。
高一物理知识点解析力的合成与分解

高一物理知识点解析力的合成与分解在高一物理学习中,力是一个重要的概念。
而在实际问题中,力可以通过合成与分解的方法进行分析和计算。
本文将解析力的合成与分解的相关知识点,并介绍其应用。
一、力的合成与分解的基本概念力的合成是指将多个力的作用效果合而为一的操作。
在合成过程中,可以使用三角法则或平行四边形法则进行计算。
三角法则适用于两个力的合成,而平行四边形法则适用于任意数量的力的合成。
力的分解是指将一个力拆分为多个作用方向不同的力的操作。
力的分解过程中,可以使用正弦定理和余弦定理进行计算。
通过分解,可以区分力的作用方向和大小,从而更好地分析力的作用效果。
二、力的合成与分解的数学表示在力的合成与分解中,常用矢量的数学表示来描述力的大小和方向。
矢量的表示形式可以是箭头图、坐标表示或单位矢量表示。
1. 箭头图表示:在箭头图中,力的大小用箭头的长度表示,箭头的方向表示力的方向。
2. 坐标表示:在坐标表示中,力的大小和方向可以用矢量的坐标表示。
一般而言,力在水平方向上的分量表示为Fx,力在竖直方向上的分量表示为Fy。
利用三角函数的关系,可以将力的大小和方向与其分量联系起来。
3. 单位矢量表示:单位矢量表示是力的强度和方向的数学表示方法。
通常用i、j、k分别表示力在x、y、z轴方向上的单位矢量。
通过力的分量与单位矢量相乘,可以得到力的向量表示。
三、合成与分解的应用案例1. 合成的应用案例:假设有两个力F1和F2,其大小分别为10N和20N,方向分别为向右和向上。
根据三角法则,可以将F1和F2合成为合力F3。
利用勾股定理和正切函数,可以计算出F3的大小和方向。
2. 分解的应用案例:假设一个力F斜向上作用在一个斜面上,需要将F分解为垂直于斜面和平行于斜面的两个力F1和F2。
通过正弦定理和余弦定理,可以计算出F1和F2的大小和方向。
四、力的合成与分解的实际应用力的合成与分解在实际生活和工程中有着广泛的应用。
1. 飞行力学:在航空航天工程中,飞机的升力和阻力可以通过合成和分解进行分析和计算,从而优化设计和改进飞行性能。
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。
2024年高一物理必修1知识点总结(二篇)

2024年高一物理必修1知识点总结高一物理必修1是高中物理课程的第一部分,主要介绍了力学方面的基础知识。
以下是对该课程知识点的总结。
一、物理量和单位1. 物理量的概念和分类:物理量是用来描述物体性质、变化和相互关系的量。
按照不同性质,物理量可分为标量和矢量两类。
2. 常用物理量和国际单位制:介绍了常用物理量及其单位,如长度(米)、质量(千克)、时间(秒)、速度(米/秒)、加速度(米/秒²)等。
二、运动的基本概念1. 质点:物体可以看作一个点,忽略其大小和形状,称之为质点。
2. 运动:物体位置随时间的变化。
3. 系统和参照系:系统是指进行研究的物体或物体的集合,参照系是用来观察和描述物体运动的一个标准。
4. 直线运动和曲线运动:物体在运动过程中,如果其运动轨迹是直线,则称之为直线运动,否则为曲线运动。
三、匀速直线运动1. 平均速度和瞬时速度:平均速度是指物体在某段时间内所走过的路程和所用的时间的比值;瞬时速度是指物体某一瞬间的速度。
2. 速度的代数和矢量表示:速度是一个矢量量,包括数值和方向两个方面。
3. 速度的相对性和加减法规则:相对速度是指一个物体相对于另一个物体的速度;速度的加减法规则要求将矢量按照代数方法进行运算。
4. 匀速直线运动的位移和图象:位移是指物体从初始位置到结束位置所走过的路程和方向。
四、变速直线运动1. 加速度和速度的变化:加速度是指物体速度变化的速率。
2. 平均速度和瞬时速度的关系:在变速运动中,平均速度和瞬时速度的定义与匀速运动相同。
3. 变速运动的速度-时间图象和位移-时间图象:速度-时间图象是指物体速度随时间的变化关系图;位移-时间图象是指物体位移随时间的变化关系图。
4. 匀变速直线运动:速度随时间变化的直线运动称为匀变速直线运动。
五、自由落体运动1. 牛顿第一定律和惯性:牛顿第一定律又称惯性定律,即物体在静止或匀速直线运动状态下,如果没有受到外力的作用,将保持原来的状态。
高中物理必修一第三章 相互作用——力 力的合成和分解

行四边形定则。
C
B
A
(1)矢量:既有大小,也有方向,相加遵从平行四边形定则。
(2)标量:只有大小,没有方向,相加遵从算数运算法则。
力的合成
讨 论 : 两个 分 力
图例
最大
F2
F1
F
F2
θ
大 小 不 变, 改 变
F
θ
F
θ=0°
F=F1+F2
0°< θ < 90°
F1+F2> F> 12 + 22
θ=90°
F= 12 + 22
90°< θ < 180°
|F1-F2|<F< 12 + 22
θ=180°
F=|F1-F2|
F1
分 力 的 夹角 , 合
F2
F
θ
力的变化。
F1
F
F2
θ
F1
最小
F2
F
F1
力的分解
力的分解也是遵从平行四边形定则的。
5. 要使得测量尽可能地精确,需要注意哪些实验操作细节?
演示实验
记录效果
记录方向
F1
F1
读数
读数
读数
F实际
F理论
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
回顾实验
1. 如何保证用两个弹簧秤和一个弹簧秤拉动橡皮筋的力是等效的?
2. 弹簧秤、细绳、橡皮条是否必须与木板平行 ?
3. 两个分力的大小是用绳长表示吗?
4. 如何减小本实验的偶然误差?
叫作那几个力的合力。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相
3.4 力的合成和分解课件人教版高中物理必修第一册(共46张PPT)

F2
F 大小:F = 15X5N= 75N
15N
方向:与F1成530斜向
530
F1
右上方
平行四边形定则的应用
2、计算法求合力 :(精确)
【例题】力F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向竖 直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。
根据平行四边形定则作出下图:
F2
F合 由直角三角形可得
F合 F12 F22 75N
θ
F1
方向:与F1成 tanθ=4/3斜向右上方
练习:
1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系,下列说法中
正确的是( BD )
A、分力与合力同时作用在物体上 B、分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的 效果相同
C、F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大 D、F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小 E、F的大小一定大于F1、F2中的最大者 F、F的大小不能小于F1、F2中的最小者
不是物体又多受了一个合力
二、力的合成
定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成
二、力的合成
1、同一直线上两个力的合成
F1=4N
(1)同向相加
0 F2=3N
F = F1+F2= 7N
大小F =F1+F2,方向与两力方向相同
二、力的合成
1、同一直线上两个力的合成
F2=3N
(2)反向相减
0
F1=4N
F = F1-F2= 1N
F3
F4
F123
F1234 F12
F2
F1
先求出两个力的合力,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
【高中物理】力的合成与分解课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

力的分解
(2)已知合力和一个分力
的大小和方向
(1)已知合力
和两分力的方向
F1
o
F1
F
一个解
O
F
一个解
F2
F2
力的分解
(3)已知合力以及两个分力的大小
F1
F1
F
O2
O1
F2
无解
F1+F2<F
F1
F1
F2
F2
O1
F1
F1+F2=F
F
F2 O2
一解
F2
O1
F1
F1+F2>F
夹角时,其合力大小也随之改变,合力大小变化的范围是(
)。
A. 5 ~ 20 N
B. 10 ~ 20 N
C. 5 ~ 15 N
D. 10 ~ 15 N
A
2、如图所示,表示合力 与两力夹角
的关系图线,则这两个分力大小分别
为
与
3、一物体受共点力F1、F2、F3的作用而作匀速直线运动,则这三个力可能
是
A、15N、5N、6N
伽利略研究自由落体运动 创建了实验和逻辑推理结合的方法-合理外推
实验:探究互成角度的二力合成规律:
1)、力的作用效果有哪些?改变物体运动状态、产生形变
2)、怎样设计才能在判断“合力和分力产生的效果
相同”上比较准、比较容易?
用“形变相同”来反映“效果相同”容易且准确
实验器材:方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮
得F=5N
F F2 F2
x
y
tan q
F的方向与x轴夹角θ:
FyFx源自F3正交分解求合力1建系
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!。
高中物理人教版必修第一册教学课件:3.4力的合成和分解

第三章第四节力的合成和分解一、分力与合力思考:1.当两个力共同作用和一个力单独的作用效果相同时,它们之间是否可以相互替代?2.举例说明生活中还有哪些情况两个力可以被一个力等效替代?F 2F F1FF 1F 2一、分力与合力1.分力与合力:一个力对物体作用产生的效果和几个力共同作用效果相同时,这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力.效果相同2.合力分力等效替代3.力的合成:求几个力的合力的过程。
力的分解:求一个力的分力的过程。
思考:力的合成和分解遵循什么规律?二、力的合成和分解若两个力成一定的角度,则分力与合力的关系提出问题:?3F5F4F?12F F+F探究两个互成角度的力的合成规律设计实验:小组交流讨论:1.同一次实验橡皮条的结点要拉到同一个位置O.2.要记录结点的位置,用力的图示描述力的大小和方向,在实验过程中记录力的方向(结合初中所学的两点确定一条直线的规律,沿着细绳套点两个点,其连线方向就是力的方向)3.弹簧测力计要校零,读数时正视刻度,应使拉力沿着弹簧的轴线方向,橡皮条、弹簧测力计和细绳套要与纸面平行,选择适当的标度作力的图示,所作的图不宜过小或过大。
1.研究对象是谁?如何得到合力F与分力F、F?怎样保证合力与分力的作用效果相同12?ꢀꢀ2.实验过程中需要记录哪些数据?ꢀ力的方向如何确定?如何准确直观地描述力的大小和方向?ꢀ3.为减小误差测量时要注意哪些问题?进行实验:小组活动1.ꢀ测量分力F 、F 和它们的合力F 的大小和方向。
12小组活动2.ꢀ选择适当的标度,用力的图示准确画出分力F 1、F 2和它们的合力F ,并观察猜想它们的关系。
分析与论证:F 2两个力合成时,以表示这两个力的线实验结论: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。
这个法则叫平行四边形定则。
F OF 1三、矢量和标量【自主学习】阅读课本P 70“矢量和标量”,并对知识点进行归纳总结.方向平行四边形定则1.矢量:既有大小,又有_________,相加时遵从___________位移、速度、加速度、力的物理量叫做矢量,如:_______________________。
物理人教版(2019)必修第一册3.4力的合成与分解(共40张ppt)

2
例题2:滑轮悬挂一个质量为2kg物体,两个绳子的夹角为60°,求:绳上张力
的大小?
F
F
3.其他力的力的合成:构建直角(下节正交分解)
课堂小结
力的合成(平行四边形定则)
分力
思想:等效替代
力的分解(平行四边形定则)
合力
思考:合力的范围
F2
F合
F2的大小
F1
∣F1-F2∣< F合 < F1+F2
正交分解:依据平行四边形定则,将一
个力分解为Fx和Fy两个相互垂直的分力
的方法,叫力的正交分解。是构建直角
的一种方法。
【例1】物体放在粗糙的水平地面上,物体重50N,受到斜向上方向与
水平面成300角的力F作用,F = 50N,物体仍然静止在地面上,如图1所
示,求:物体受到摩擦力和地面的支持力分别是多少?
绳的拉力F1=_______,
墙的支持力F2=_________,
按(某个力)效果分解:物体受三个力
平衡时,依据平行四边形定则,将一个
力分解为与另外两个分力共线的方法,
叫力的效果分解。是强调了某个力的作
用效果,一般分解重力。
将一个物体放在倾角为θ的斜面上,物体受重力G。现在需要沿平行于
斜面方向和垂直于斜面方向对物体的运动分别进行研究,把重力G沿
计算:力的合成
1、同一条直线上的两个力合成
2、探究两个互成角度的力的合成规律
使物体发生形变
力的作用效果
改变物体的运动状态
试一试:
你能否设计可行的实验方案?
实验:探究两个互成角度的力的合成规律
请阅读教材69页中“实验”栏目下的内容,回答如下问题:
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。
(完整word版)高一物理力的合成与分解基础知识讲解

高一物理力的合成与分解基础知识讲解【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。
物理人教版(2019)必修第一册3.4力的合成与分解(共31张ppt)

F2
F
【情景4】三角支架悬物模型
轻杆AC 和BC通过自由转动的铰链拴于墙上 ,AC杆水平。在它们的连接 处C点施加一个竖直向下的力F,应当怎样分解F,分力的大小各是多大?
A
C
F1
θ
B F2
F
F F2 sin
F1 F2cos
【情景5】斧头劈柴模型
刀背
F1
θF
F2
课堂练习:请按照力的作用效果把各力分解
最大值:三个力同向时,三力合力最大,代数和相加;
最小值:①若一个力在另外两个力和与差之间,则它们的合力最小值为零; ②若一个力不在另外两个力与差之间,则合力的最小值等于三个力 中最大的力减去另外两个力的和
力的分解
F1
F
பைடு நூலகம்
F2
F2
o
力的合成
分力F1、F2
力的分解
合力F
力的分解是力的合成的逆运算。 力的分解遵守平行四边行定则
高一物理
一、共点力:
结论:几个力作用于物体上同一点,或者力的作用线(或反向延长线)可以相交于一点的力叫 共点力。
二、合力与分力:
F
F1
F2
二、合力与分力:
作用效果相同
一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同, 这个力叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
力的合成
分力
等效替代
合力
求几个力的合力的过程或方法,叫做力的合成。
正交——相互垂直的两个坐标轴
(2)、适用范围:求三个或三个以上的力的合力
y
Fy
Fx F cos
O
Fx
x
Fy F sin
(3)、步骤
原则: a、让尽可能多的力落在坐标轴上 b、斜面问题:沿斜面和垂直斜面建
力的合成与分解高中物理必修一知识点归纳2021

力的合成与分解高中物理必修一知识点归纳2021高中生的学习任务是十分繁重的,要出色地完成各种学习任务,必需提高学习效率。
下面是小偏整理的力的合成与分解高中物理必修一知识点归纳2021,感谢您的每一次阅读。
力的合成与分解高中物理必修一知识点归纳20211.力的合成利用一个力(合力)产生的效果跟几个力(分力)共同作用产生的效果相同,而做的一种等效替代。
力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。
(1)合力和分力:如果一个力产生的效果跟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,那几个力就叫这个力的分力。
合力与分力的关系是等效替代关系,即一个力若分解为两个分力,在分析和计算时,考虑了两个分力的作用,就不可考虑这个力的作用效果了;反过来,若考虑了合力的效果,也就不能再去重复考虑各个分力的效果。
(2).共点力:物体同时受几个力作用,如果这些力的作用线交于一点,这几个力叫共点力。
如图(a)所示,为一金属杆置于光滑的半球形碗中。
杆受重力及A、B两点的支持力三个力的作用;N1作用线过球心,N2作用线垂直于杆,当杆在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时,这三力的作用线必汇于一点,所以重力G的作用线必过N1、N2的交点0;图(b)为竖直墙面上挂一光滑球,它受三个力:重力、墙面弹力和悬线拉力,由于球光滑,它们的作用线必过球心。
(3)力的合成定则:1)平行四边形定则:求共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形,它的对角线即表示合力的大小和方向,如图a。
2)三角形定则:求F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的有向线段首尾相接,从F1的起点指向F2的末端的有向线段就表示合力F的大小和方向,如图b。
2.力的分解(1)在分解某个力时,要根据这个力产生的实际效果或按问题的需要进行分解.(2)有确定解的条件: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的大小与方向,求另一个分力的大小和方向.(有一组解或两组解)③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小.(有两个或唯一解)(3)力的正交分解:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.利用力的正交分解法可以求几个已知共点力的合力,它能使不同方向的矢量运算简化为同一直线上的矢量运算.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知边角关系求解的几何问题。
高中物理必修一 新课改 讲义 04 A力的合成与分解 基础版

力的合成与分解考点一共点力的合成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.2.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1甲所示,F1、F2为分力,F为合力.图1②三角形定则: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.技巧点拨1.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.2.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).例题精练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3所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是()图3A.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2.有三个力,分别为12 N、6 N、7 N,则关于这三个力的合力,下列说法正确的是()A.合力的最小值为1 NB.合力的最小值为零C.合力不可能为20 ND.合力可能为30 N3.如图4,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连.甲、乙两物体质量相等.系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α=70°,则β等于()图4A.45°B.55°C.60°D.70°考点二力的分解的两种常用方法1.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.2.分解方法:(1)按力产生的效果分解;(2)正交分解.如图5,将结点O 受力进行分解.图5 3.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.技巧点拨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)再根据两个分力方向画出平行四边形.(3)最后由几何知识求出两个分力的大小和方向.2.力的正交分解法(1)建立坐标轴的原则: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.(2)多个力求合力的方法: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 x 2+F y 2若合力方向与x 轴夹角为θ,则tan θ=F y F x.例题精练4.刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈,如图8是斧头劈木柴的情景.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 ,不计斧头自身的重力,则劈的侧面推压木柴的力为( )图8 A.d l F B.l d F C.l 2d F D.d 2lF 5.如图9,斜面倾角为30°,一质量m =1 kg 的物块在与斜面成30°角的拉力F 作用下恰好不上滑.已知物块与斜面间动摩擦因数μ=33,求F 的大小.(g =10 m/s 2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图9考点三 “活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”1.活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,如图10甲,滑轮B 两侧绳的拉力相等.2.死结:若结点不是滑轮,而是固定点时,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力不一定相等,如图乙,结点B 两侧绳的拉力不相等.3.动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当杆平衡时,杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则杆会转动.如图乙所示,若C 为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向.图104.定杆:若轻杆被固定,不发生转动,则杆受到的弹力方向不一定沿杆的方向,如图甲所示.例题精练6.如图12所示,细绳一端固定在A点,跨过与A等高的光滑定滑轮B后在另一端悬挂一个沙桶Q.现有另一个沙桶P通过光滑轻质挂钩挂在AB之间,稳定后挂钩下降至C点,∠ACB =120°,下列说法正确的是()图12A.若只增加Q桶内的沙子,再次平衡后C点位置不变B.若只增加P桶内的沙子,再次平衡后C点位置不变C.若在两桶内增加相同质量的沙子,再次平衡后C点位置不变D.若在两桶内增加相同质量的沙子,再次平衡后沙桶Q位置上升7.(多选)如图13所示,轻杆BC一端用铰链固定于墙上,另一端有一小滑轮C,重物系一绳经C固定在墙上的A点,滑轮与绳的质量及摩擦力均不计,若将绳一端从A点沿墙稍向上移,系统再次平衡后,则()图13A.绳的拉力增大B.轻杆受到的压力减小,且杆与AB的夹角变大C.绳的拉力大小不变D.轻杆受的压力不变综合练习一.选择题(共32小题)1.(盐城一模)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,如图中弹力F画法正确且分解合理的是()A.B.C.D.2.(云南学业考试)两个夹角为90°的共点力大小分别是30N、40N,则这两个力的合力大小是()A.70N B.50N C.10N D.25N3.(隆德县期末)“探究求合力的方法”的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳;本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法4.(东丽区期末)两个共点力,大小均为10N,关于这两个力的合力,以下说法错误的是()A.大小可能为0B.大小可能为10NC.大小可能为15N D.大小可能为21N5.(伊州区校级期末)同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、8N,若三个力同时作用于某一物体,则该物体所受三个力合力的最大值和最小值分别为()A.18N;0B.18N;2N C.10N;0D.14N;0N6.(宝山区二模)如图所示,杂技运动员在表演节目时处于静止状态,他的手对椅子的作用力的方向()A.垂直于靠背斜向下B.平行于靠背斜向下C.竖直向下D.竖直向上7.(浙江学业考试)如图所示,当人坐在滑板上从倾斜的沙丘上滑下时,不计空气阻力,把人和滑板看成一个整体,则此整体只受到()A.重力和冲力B.重力和下滑力C.重力和支持力D.重力、支持力和摩擦力8.(隆德县期末)如图所示,A、B两个均匀球处于静止状态,则它们各自所受到的力的个数分别为()A.3个和4个B.4个和3个C.3个和3个D.4个和4个9.(南山区校级期末)一匀质木棒,搁置于台阶上保持静止,下图关于木棒所受的弹力的示意图中正确的是()A.B.C.D.10.(惠州期末)一条轻绳承受的拉力达到1000N时就会拉断,若用此绳进行拔河比赛,两边的拉力大小都是600N时,则绳子()A.一定会断B.一定不会断C.可能断,也可能不断D.只要绳子两边的拉力相等,不管拉力多大,合力总为0,绳子永远不会断11.(海淀区校级学业考试)如图所示,一个小物块从固定的光滑斜面的顶端由静止开始下滑,不计空气阻力,小物块在斜面上下滑过程中受到的力是()A.重力和斜面的支持力B.重力、下滑力和斜面的支持力C.重力、下滑力和正压力D.重力、下滑力、支持力和正压力12.(金台区期末)在力的合成中,关于两个分力与它们合力关系,下列说法中正确的是()A.合力大小一定等于两个分力大小之和B.合力的方向一定与分力的方向相同C.合力大小一定比任何一个分力都大D.两个分力的夹角在0°~180°之间变化时,夹角越大合力越小13.(金台区期末)某物体在五个共点力的作用下处于静止状态,若把其中一个大小为10N 的力的方向沿顺时针转过90°而保持其大小不变。
力的合成与分解课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

力的合成与分解 (第一课时)
大国基建——逢山开路,遇水架桥!
:作用在物体 的同一点,或者作用 线相交于同一点
作用效果相同
一、共点力:作用在物体的同一点,或者作用线相交于同一点。
二、合力与分力 1.定义:一个力单独作用产生的效果能跟几个力共同作用的效果相同,
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。
实验结论延伸
一切矢量运算法则:平行四边形定则。
s1
s合
F1
挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺苍穹,塔的两侧32对钢 索连接主梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假 设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是45°,每根钢索中的拉力都是 3×104 N,那么这对钢索对塔柱形成的合力有多大?方向如何?
3.怎么保证力的作用效果相同?
4.实验注意事项
1.用两个测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮 筋,使橡皮筋伸长,结点达到某一位置O点。 拉力大于1N。
2.长按开机,切换至"N"模式,水平归零。 3.记录节点位置和绳套方向。
记录方向 读数
按照同样一标度个,数用字铅测笔和力计拉至相同位置 记录合力大小、绳套方向。
答案:
课堂 小结
课后练习,高考引领
刻度尺作注出两意个事分项力:F1正、视读数;
F2及合力保F的留图一示位。小数;夹角适中
记录方向 读数
注意:力用实线,辅助线用虚线!
实验结论 法一:
法二:正余弦定理计算
15世纪达芬奇利用图例演绎力学问题,思考力矢量的图形表达。 1586年荷兰的斯蒂文在《静力学基础》一书中最早提出力的合成与分解 1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出运动合成和分解也符合 平行四边形定则
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。
高中物理必修一力的分解和合成

高中物理必修一力的合成和分解1、合力与分力(1)合力与分力的概念:一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力。
(2)合力与分力的关系:①合力与分力之间是一种等效替代的关系。
一个物体同时受到几个力的作用时,如果用另一个力来代替这几个力而作用效果不变,这个力就叫那几个力的合力,但必须要明确合力是虚设的等效力,并非是真实存在的力。
合力没有性质可言,也找不到施力物体,合力与它的几个分力可以等效替代,但不能共存,否则就添加了力。
②一个力可以有多个分力,即一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同。
当然,多个力的作用效果也可以用一个力来代替。
2、共点力(1)概念: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,则这几个力叫共点力。
(2)一个具体的物体,所受的各个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,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 f及支持力F N都与重力G作用于同一点O。
又如图乙所示,棒受到的力也是共点力。
甲乙3、力的合成:⑴概念:求几个力的合力叫力的合成。
⑵力的合成的本质:力的合成就是找一个力去代替几个已知的力,而不改变其作用效果。
⑶求合力的基本方法——利用平行四边形定则。
①平行四边形定则内容:如果用表示两个共点力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出来。
这种方法叫做力的平行四边形定则。
注意:平行四边形定则只适用于共点力。
②利用平行四边形定则求解合力常用两种求解方法Ⅰ. 图解法:从力的作用点起,按两个力的作用方向,用同一个标度作出两个力F1、F2,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的比例表示合力的大小,对角线的方向就是合力的方向,用量角器直接量出合力F 与某一个力(如F 1)的夹角ϕ,如图所示。
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。
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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.实例 分析地面上物体受斜向上的拉力F ,拉力F 一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F 可分解为水平向前的力F 1和竖直向上的力F 2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F 1;二是使物体压紧斜面的分力F 2,1F mg sin α=,2F mg cos 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F 1;二是使球压紧斜面的分力F 2,1F mg tan α=,2cos =mg F 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F 1;二是使球拉紧悬线的分力F 2,1F mg tan α=,2cos mgF α=A 、B 两点位于同一平面上,质量为m 的物体由AO 、BO 两线拉住,其重力产生两个效果:一是使物体拉紧AO 线的分力F2;二是使物体拉紧BO 线的分力质量为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F 1;二是拉伸BC 的分力F 2,122sin mgF F 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F 1;二是压缩BC 的分力F 2,1tan F mg α=,2cos mgF α=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F 1、F 2.(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点,橡皮条的另一端拴上细绳套。
(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【高清课程: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F 1、F 2都大,也可以比F 1、F 2都小D .合力F 不可能与F 1、F 2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F 1=4N ,方向向东,力F 2=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。