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1、高中物理必修一力的合成和分解一、学习目的:1. 理解合力、分力、力的合成和分解。. 掌握平行四边形定则的含义和使用措施,会进行力的合成和分解。. 会进行受力分析，会用正交分解法求解力的平衡问题。二、重点、难点:重点:1 理解什么是等效替代法。. 纯熟掌握平行四边形定则的应用。3. 会根据力的效果对其进行分解并运用三角形关系求解分力或合力。 4. 会运用正交分解法求解力的平衡问题。难点：1.“平行四边形定则”的理解和应用。2. 按照力的实际效果分解力。3.正交分解措施的应用。三、考点分析：本节内容是力学的基本内容,对本节课内容的考察常和物体的平衡,牛顿运动定律及运动结合起来综合出题，是高考考察的
2、重点。内容和规定考点细目出题方式合力、分力、力的合成、力的分解,共点力合力和分力的等效替代关系选择题、计算题平行四边形定则在力的合成和分解中的应用正交分解法在力的合成与分解中的应用分析措施等效替代法，正交分解法，平行四边形定则,矢量三角形法选择题、计算题1、合力与分力（1)合力与分力的概念：一种力产生的效果跟几种力共同作用产生的效果相似，这个力就叫做那几种力的合力，而那几种力就叫做这个力的分力。(2）合力与分力的关系:合力与分力之间是一种等效替代的关系。一种物体同步受到几种力的作用时，如果用另一种力来替代这几种力而作用效果不变,这个力就叫那几种力的合力，但必须要明确合力是虚设的等效力,并非是真
3、实存在的力。合力没有性质可言，也找不到施力物体，合力与它的几种分力可以等效替代,但不能共存，否则就添加了力。一种力可以有多种分力，即一种力的作用效果可以与多种力的作用效果相似。固然，多种力的作用效果也可以用一种力来替代。2、共点力（1)概念：几种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，则这几种力叫共点力。（2)一种具体的物体,所受的各个力的作用点并非完全在同一种点上，若这个物体的形状、大小对所研究的问题没有影响，我们就觉得物体所受到的力就是共点力。如图甲所示，我们可以觉得拉力、摩擦力Ff及支持力F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：
4、概念:求几种力的合力叫力的合成。力的合成的本质:力的合成就是找一种力去替代几种已知的力，而不变化其作用效果。求合力的基本措施运用平行四边形定则。 平行四边形定则内容:如果用表达两个共点力F1和F的线段为邻边作平行四边形,那么，合力的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表达出来。这种措施叫做力的平行四边形定则。注意:平行四边形定则只合用于共点力。运用平行四边形定则求解合力常用两种求解措施. 图解法:从力的作用点起，按两个力的作用方向,用同一种标度作出两个力F、F,并构成一种平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样的比例表达合力的大小,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
5、某一种力（如F1）的夹角，如图所示。图中140N,250,用直尺量出对角线长度,按比例得出合力=80N，合力F与分力F1的夹角约为0。注意：使用图解法时，应先拟定力的标度，在同一幅图上各个力都必须采用同一种标度,并且合力、分力的比例要合适,虚线、实线要分清。图解法的长处是简朴、直观,缺陷是不够精确。 计算法:找三角形运用边角关系求解如下图所示,当两个力F1、F2互相垂直时,以两个分力F1、F2为邻边画出的力的平行四边形为一矩形，其合力的大小为。设合力与其中一种分力（如)的夹角为，由三角知识可得：。由此即可拟定合力的方向。分力的大小与合力的大小的关系. 两个分力同向，合力大小为两个分力之和。,方
6、向不变。b 两个分力反向,合力大小为两个分力之差。,方向与较大的力的方向相似。c 两个分力间的夹角越大,合力的大小越小。4、力的分解的概念（1)分力:几种力共同作用产生的效果跟本来一种力作用产生的效果相似,这几种力就叫做本来那个力的分力。(2）力的分解:求一种已知力的分力叫做力的分解。注意：力的分解就是找几种力来替代本来的一种力,而不变化其作用效果。合力与分力间是等效替代的关系。实际状况中如何根据力的作用效果进行分解。5、力的分解的措施(1）力的分解法则力的平行四边形定则。力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。即把已知力作为平行四边形的对角线，那么与已知力共点的两条邻边就表达已知
7、力的两个分力的大小和方向。注意:一种力可以分解为无数多对分力。如图所示,要拟定一种力的两个分力,一定要有定解的条件。(2)对力分解时有解、无解的讨论力分解时有解或无解,简朴地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段与否能构成平行四边形（或三角形),如果能构成平行四边形(或三角形）,阐明该合力可以分解成给定的分力,即有解。如果不能构成平行四边形（或三角形)，阐明该合力不能按给定的分力分解,即无解。具体状况有如下几种:已知两分力的方向(不在同始终线上)。如图所示，规定把已知力分解成沿A、B方向的两个分力，可以从的箭头处开始作OA、B的平行线，画出力的平行四边形，即可得两分力F1、F2。已知
8、一种分力的大小和方向。如图所示，已知一种分力为F1，则先连接合力和分力F1的箭头，即为平行四边形的另一邻边,作出平行四边形,可得另一分力F2。 已知两个分力的大小，有两解。已知一种分力的大小和另一种分力的方向,以表达合力F的线段末端为圆心,以表达的大小的线段长度为半径作圆。. 当时，圆与F1无交点，此时无解，如图甲所示。. 当时,圆与相切，此时有一解，如图乙所示。乙. 当时，圆与有两交点，此时有两解，如图丙所示。丙.当时，圆与只有一种交点，此时只有一解，如图丁所示。丁(3)力的正交分解法1）当物体受力较多时，我们常把物体受力沿互相垂直的两个方向分解，根据,=列方程求解。把一种力分解成两个互相垂
9、直的分力的措施叫做力的正交分解法。基本思想:力的等效与替代正交分解法是在平行四边形定则的基本上发展起来的，其目的是用代数运算解决矢量运算。设已知力为F，目前要把它分解成两个分别沿x轴和轴的分力。如图所示，将力沿力x、y方向分解，可得:注意：恰本地建立直角坐标系xOy,多数状况选共点力作用的交点为坐标原点,坐标轴方向的选择具有任意性，原则是：使坐标轴与尽量多的力重叠，使需要分解的力尽量少和容易分解。将各力沿两坐标轴依次分解为互相垂直的两个分力。注意：与坐标轴正方向同向的分力取正值,与坐标轴负方向同向的分力取负值。）平衡状态:使物体保持静止状态或匀速直线运动状态共点力作用下物体的平衡条件:物体受到
10、的合外力为零。即合0阐明:物体受到个共点力作用而处在平衡状态时，取出其中的一种力,则这个力必与剩余的（N1）个力的合力等大反向。若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：x合=0,Fy合=0；知识点一：对合力、分力、共点力的理解【例】下列有关合力与分力的论述,不对的的是( ）A. 一种物体受到几种力的作用，同步也受到这几种力的合力的作用B. 几种力的合力总是不小于它各个分力中最小的力 合力和它相应的分力对物体的作用效果相似D 力的合成就是把几种力的作用效果用一种力来替代【例】下面有关共点力的说法中对的的是（ ）. 物体受到的外力一定是共点力B. 共点力一定是力的作用点在物体上的同一点上C.共
11、点力可以是几种力的作用点在物体的同一点上，也可以是几种力的作用线交于同一点以上说法都不对知识点二:力的合成与平行四边形定则的理解和应用【例1】有两个共点力，FN,2=4,它们的合力F的大小也许是( ） A 1N B. N . N 9N拓展、大小分别是5 N、7 、9 N的三个力的合力F的大小范畴是（ ）A NF20 B. 3NF21 C. 0F2N D. 0F1 N【例2】如图所示,AB为半圆的一条直径,P点为圆周上的一点,在P点作用了三个共点力F1、F2、F,求它们的合力。【例3】两位同窗共同提一桶水，水和桶的总质量是5 kg，两人的手臂与竖直方向的夹角都是,则这两位同窗所用的力相似,大小为
12、_。拓展、如图,跳伞运动员打开伞后通过一段时间，将在空中保持匀速降落.已知运动员和她身上装备的总重力为G1，圆顶形降落伞伞面的重力为G2，伞面下有8条相似的拉线，一端与飞行员相连（拉线重力不计),另一端均匀分布在伞面边沿上（图中没有把拉线都画出来），每根拉线和竖直方向都成3角。那么每根拉线上的张力大小为( )A. BC. D. 知识点三：力的分解一种已知力的实际分力的拟定措施基本环节：【例1】如下图甲所示,电灯的重力10,绳A与顶板间夹角为4,绳BO水平，则绳O所受的拉力_；绳BO所受的拉力_。甲【例2】物体静止于光滑水平面上,力F作用于物体上的O点，现要使合力沿着OO方向，如下图所示,则必须
13、同步再加一种力F,使F和F均在同一水平面上，则这个力的最小值为（ )。. B.C D 知识点四:正交分解法的应用用正交分解法求多种力的合力的基本思路是: 对研究对象进行受力分析。. 建立直角坐标系,再把不在轴上的所有的力沿两个坐标轴方向垂直分解。3. 根据两个坐标轴方向列状态方程，解出未知量。【例1】在水平路面上用绳子拉一种重力为G20 N的木箱,绳子与水平路面的夹角30，如图所示.木箱与路面间的动摩擦因数=0.10,要使木箱能在水平路面上匀速移动，则绳上所加拉力F应为多大？例2 放在斜面上的物体受到水平推力F，斜面倾角为，求F的分力（见图31)图1例3 三角支架顶端悬一重G的物体,见图,求重物的拉力对支架作用大小。 图3例4在图中灯重G=2,AO与天花板间夹角30,试求AO、B两绳受到的拉力？分析把CO绳中的拉力G20N沿A、B两方向分解，作出力的平行四边形例5在图中小球重G=10，细绳与墙面间夹角=0,求小球对细绳的拉力和对墙面的压力分别等于多少?课堂练习、画出下图中光滑斜面上被一挡板挡住的静止钢球的受力示意图2、对下列小球进行受力分析（小球表面光滑，期中为球心，o为质心）。
