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1、合力与分力的概念、力的合成与分解、平行四边形法则2010-06-29 21:23:02|分类： 高一物理 |标签： |字号大中小订阅 一、教学内容：合力与分力的概念、力的合成与分解、平行四边形法则二、考点点拨力的合成和分解是对物体进行了受力分析后，对物体的受力必须要进行的，只有对物体进行了求分力和合力后才能确定待求解的力，确定物体的运动情况，它是物理力学阶段必须具备的一种能力，它将贯穿我们整个高中阶段，同时它也经常作为单独知识点或综合在某道题中在高考中进行考查。三、跨越障碍（一）矢量和标量物理量可以分为两类：矢量、标量矢量：既有大小又有方向的物理量。例：力、速度、位移、加速度等标量：只有大小没
2、有方向的物理量。例：路程、时间、质量等标量在计算时遵从代数法则，直接进行加减。（二）合力与分力一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。合力和分力之间是效果上的等效“替代”关系，不是简单的加减关系。（三）平行四边形定则共点力：几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫做共点力。求两个互成角度共点力的合力，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，这叫做力的平行四边形定则。平行四边形定则是矢量运算法则，所有的矢量运算都遵循此定则。（四）力的合成求几个已知力的合
3、力，叫力的合成。1、两个共线力的合成：两个力在一条直线上时，求合力直接加减，同向相加，异向相减。2、两个不共线力的合成：两个力不在一条直线上时，求合力用平行四边形定则，分力是平行四边形的两条邻边，合力是对角线。此时求合力只能用平行四边形定则，而不能直接加减，此时合力的值也不等于两个分力的大小之和。如果两个分力之间的夹角为则此时两个力的合力大小为：=注：（1）不明确具体方向的两个共点力的合力有其范围：两个分力方向相反时取最小值，方向相同时取最大值。例1、一物体受到同一平面内的两个共点力，大小分别为10N、15N，则这两个力的合力为多大？解：因为不知道两个分力的具体方向关系，所以合力为一范围： 5
4、N25N两分力方向相反时最小为5N，方向相同时最大为25N（2）由公式=可以看出，当两个分力大小不变，而改变两个分力间的夹角时，的大小随着夹角的增大而减小。（3）对于两个分力夹角为90时，我们也用勾股定理和三角函数关系解决相关问题。用勾股定理=用三角函数关系=cos =sin=tan3、物体受到两个以上的力时求合力：先合成两个力，再用这两个力的合力和其余的力依次合成。例2、求F1、F2、F3三个力的合力，可以先求出F1、F2两个力的合力F12，再用这个合力和第三个力F3合成，最终的合力就是这三个力的合力三个力合成时（1）合力的最大值等于F1+F2+F3 ，如果满足，则三个力的合力的最小值就为0
5、（2）同一平面内，三个大小相等，互成120的力合成，合力为0（五）力的分解力的分解是力的合成的逆运算。我们知道，以一条对角线可以作出无数个平行四边形，所以一个力分解为两个分力时，有无数种分解的方法，就有无数种解。1、按实际效果分解：根据力产生的实际作用效果进行分解一物体在力F的作用下向右运动，此时力F有两个作用效果：一个效果水平向右，还有一个向上的效果，所以我们把力F分解为一个水平向右的分力和一个竖直向上的分力。此时的重力有两个效果，一方面拉紧绳子，另一方面使小球压紧墙面，所以我们把重力分解为一个沿绳子的分力和一个垂直于墙的分力2、正交分解法：通常力会产生两个互相垂直的作用效果，所以我们通常把
6、力分解到两个互相垂直的方向。斜面上的物体，重力产生的两个效果互相垂直，所以把重力分解为沿斜面和垂直于斜面两个方向。例3、在图中，三角架B点用一根细绳挂一个50N的重物G，求横梁AB和斜梁BC所受的力。解：对B点的拉力可以分解为沿AB和沿BC两个方向则沿AB的分力=Ftan60=50N 沿BC的分力=F/cos60=100N所以横梁AB受到的力为50N，斜梁BC所受到的力为100N四、小结本节重点要掌握的就是力的平行四边形定则，它是力的合成和分解的法则，是所有矢量都必须遵守的定则。而力的分解当中，在遵守平行四边形定则的基础上注意正交分解法的使用。【模拟试题】1、若两个分力的大小分别为3N、5N，
7、其合力的可能值为 （ ）A、1N B、3N C、5N D、9N2、两个大小和方向都确定的共点力，其合力的（ ）A、大小和方向都确定 B、大小确定，方向不确定C、大小不确定，方向确定 D、大小和方向都不确定*3、两个共点力，一个是40N，另一个未知，合力大小为100N，则另一个未知力的大小为（ ）A、20N B、40N C、80N D、150N4、物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是 （ ）A、5N 7N 8N B、5N 2N 3NC、1N 5N 10N D、10N 10N 10N*5、两个大小恒定的共点力，合力的最大值为a，合力的最小值为b，当两个共点力互相
8、垂直时，合力的大小为 （ ）A、 B、 C、 D、6、在单杠上做引体向上时，甲同学两手距离与肩同宽，乙同学两手间距大于肩宽，则以下说法中正确的是 （ ）A、甲同学更省力 B、乙同学更省力 C、两同学一样费力 D、无法比较7、对一个已知力F进行分解，已知下面哪一个条件，则它的解肯定是唯一的 （ ）A、已知一个分力的大小和方向 B、已知两个分力的方向C、已知一个分力的大小和另一个分力的方向 D、已知一个分力的方向*8、水平地面上斜放着一块木板AB，如图所示，在木板上放一木块处于静止状态，现使斜面的B端缓慢放低，则木块所受的弹力N，摩擦力f的变化情况是 （ ）A、N增大，f减小 B、N减小，f增大
9、C、N减小，f减小 D、N增大，f增大*9、图中重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为，AO的拉力和BO的拉力的大小是 （ ）A、=mgcos B、=mgcotC、=mgsin D、=mg/sin*10、一根长为L的易断的均匀细绳，两端固定在天花板上的A、B两点，若在细绳的C处悬一重物，已知ACCB，如图所示，则下列说法正确的是 （ ）A、增加重物的重力，BC段先断B、增加重物的重力，AC段先断C、将A端往左移比往右移时绳子容易断D、将A端往右移时绳子容易断11、两个人共同用力将一块牌匾拉上墙头，其中一人用了450N的拉力，另一人用了600
10、N的拉力，如果这两个拉力互相垂直，求它们的合力。*12、如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗内表面及碗口光滑，一根细绳跨在碗口上，绳子两端分别系有质量为m1、m2的小球，当它们处于静止时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为60，则这两个小球质量之比为？【试题答案】1、BC 解析： 2N8N2、A 解析：分力确定则合力确定3、C 解析： 60N140N4、C 解析：如果满足，则三个力的合力的最小值就为05、D 解析：+=a -=b =6、A 解析：合力一定时，分力间夹角越小，分力越小7、AB 解析：可以用平行四边形定则作图得出，C有两个解，D有无数个解8、A 解析：弹力N应该等于重力的垂直斜面分力N=mgcos 摩擦力f应该等于重力的沿斜面分力f=mgcos当斜面变平缓，减小，N增大，f减小9、BD 解析：如图：等于重力沿水平绳的分力等于重力沿斜绳的分力=mgcot，=mg/sin10、AC 解析：由图可看出，重力沿短绳方向的分力比沿长绳方向的分力大，则短绳承受的拉力比长绳大，所以短绳先断。A左移夹角变大，则重力沿两绳方向的分力将变大，故易断。11、750N 解析：=750N12、 解析：根据图像可知：绳子拉力和碗对m1小球的支持力等大，而拉力和支持力的合力等于重力，此时拉力和支持力构成的平行四边形是菱形，所以=Tcos30T=
