新人教版必修1高中物理3.4.1力的合成和分解

③两分力一定是平行四边形的两条邻边
④一个力只能分解为一对分力 ⑤一个力不可能分解出比它自身大的力
四、矢量和标量
1.矢量:既有大小又有方向,相加时遵从_____________
___的物理量叫作矢量。
平行四边形定
2物则.理标量量叫:只作有标大量小。,没有方向,相加时遵从_________的
算术法则
可看作质点的物体所受的力
二、合力和分力 【思考】《曹冲称象》:时孙权曾致巨象,太祖欲知其 斤重,访之群下,咸莫能出其理。冲曰:“置象大船之上 ,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣。” 故事中,大象与石头在称重方面的关系如何?
提示:等效替代。
1.合力和分力: (1)假设一个力单独作用的_____跟某几个力共同作用 的_____相同,这个力叫作那效几果个力的合力。 (_2_)_效_假_果设相几同个,这力几共个同力作就用叫的作__那_个__力跟的某分个力力。单独作用的
示意图
已知合力和一个分 力的大小和方向
解的情况
已知条件
已知合力以及一个 分力的大小和另一 个分力的方向
示意图
解的情况 当F2=FsiHale Waihona Puke Baidu θ时,有唯一解
当Fsin θ<F2<F时,有两解
已知条件
已知合力以及一个 分力的大小和另一 个分力的方向
示意图
解的情况
当F2<Fsin θ时,无解
当F2>F时,有唯一解
【素养训练】
1.两个共点力的大小分别为F1=15 N,F2=8 N,它们的合 力大小不可能等于 ( )
A.9 N
B.25 N
C.8 N
D.21 N
【解析】选B。F1、F2的合力范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2, 故7 N≤F≤23 N,不在此范围的是25 N。
2.如图所示,为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ 变化的图像,则这两个分力的大小分别为 ( )
【解析】选B。若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大, 故A错误;由力的合成方法可知,两个力合力的范围|F1F2|≤F≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小 于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B正确、C错 误;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力可能增大, 可能减小,如图所示,故D错误。
效果
效果
2.合力与分力的关系: 下列关于分力与合力关系的分析符合科学事实的有 _____。 ①②①合合④力力与 与分 分力 力是 能等 够效同替时代出关现系 ③合力和分力可以作用在不同的物体上 ④几个力的合力是唯一的
三、力的合成和分解 1.力的合成:求几个力的合力的过程叫作力的合成。 2.力的分解:求一个力的分力的过程叫作力的分解。
A.20 N C.80 N
B.40 N D.160 N
【解析】选C。两个共点力的合力大小的取值范围是 |F1-F2|≤F≤F1+F2。根据以上关系,可以求得F2大小的 取值范围是60 N≤F2≤140 N,故只有选项C正确。
二 力的分解的讨论
已知条件
示意图
已知合力和两个分力 的方向
解的情况
已知条件
4.力的合成和分解 第1课时 力的合成和分解
一、共点力 1.研究对象:作用在_________上的几个力。 2.共点力的两种情形同: 一物体 (1)几个力共同作用在_______。 (2)几个力的延长线_________。
同一点
交于一点
3.共点力的三种情形:
几个作用于同一点的力 作用线相交于一点的力
3.平行四边形定则:
(1)内容:在两个力合成时,以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_______就代
表合力的大小和方向。
对角线
(2)平行四边形中合力与分力关系:下列关于分力、合
力与平行四边形中边的对应关系的解释符合的是_____
___。
①②
①②③平分行力四 与边 合形 力的 交对 于角一线点代表合力
两分力大小一定时,随着两分力夹角的增大,合力减小 。
3.合力与分力的大小关系: (1)合力可能比分力都大。 (2)合力可能比分力都小。 (3)合力可能等于分力。
【思考·讨论】 (1)如图所示,F1=2 N、F2=10 N两力同向,合力大小和 方向如何? (物理观念)
提示:两力同向相加,合力大小F=F1+F2=12 N,方向与两 力方向相同。
A.1 N和4 N B.2 N和3 N C.1 N和5 N D.2 N和4 N
【解析】选B。两个分力之和为最大值,两个分力之差 为最小值,即F1+F2=5 N,F1-F2=1 N。解得F1=3 N,F2= 2 N,B正确。
【补偿训练】 如图所示,有两个共点力,一个是F1=40 N,一个是F2,它 们的合力是F=100 N,则F2的大小可能是 ( )
(2)如图所示,F1=2 N、F2=10 N两力反向,合力大小和 方向如何? (物理观念)
提示:两力反向相减,合力大小F=|F1-F2|=8 N,方向与 较大力的方向相同。
【典例示范2】两个力F1和F2间的夹角为θ,两个力的 合力为F。下列说法正确的是 世纪金榜导学号( ) A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越小 B.合力F可能比任何一个分力都小 C.合力F总比任何一个分力都大 D.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
【典例示范】
(多选)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= F,但方向未知,
一 合力与分力的关系 任务1 合力与分力的性质
【典例示范1】(多选)关于两个分力F1、F2及它们的合 力F,下列说法正确的是 世纪金榜导学号( ) 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的力 D.两力F1、F2与合力F可以是物体同时受到的三个力
【解析】选A、C。合力是对原来几个力的等效替代,效 果相同,故A正确;两个分力可以是同种性质的力,也可 以是不同性质的力,故B错误;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,故C正 确;合力与分力不能同时存在,故D错误。
任务2 合力与分力的大小关系 1.大小范围:|F2-F1|≤F≤F1+F2。 2.合力的大小与两分力夹角的关系: