内容正文:
2022届物理一轮复习
第二章第2讲 力的合成与分解
第一课时
高三物理组
知识点一 力的合成
1.合力与分力
(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的________,那几个力叫做这一个力的________.
(2)关系:合力与分力是________________关系.
合力
分力
等效替代
2.共点力
作用在物体的同一点,或作用线的________交于一点的几个力.如图所示均为共点力.
延长线
3.力的合成
(1)定义:求几个力的________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线段为________作平行四边形,这两个邻边之间的________就表示合力的大小和方向.如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力.
合力
邻边
对角线
②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的________________为合矢量.如图乙,F1、F2为分力,F为合力.
有向线段
4.力的分解
(1)定义:求一个已知力的________的过程.
(2)遵循原则:____________定则或________定则.
(3)分解方法:①按力产生的________分解;②正交分解.
分力
平行四边形
三角形
效果
知识点二 矢量和标量
1.矢量:既有大小又有______的物理量,叠加时遵循__________定则,如速度、力等.
2.标量:只有大小没有______的物理量,求和时按________法则相加,如路程、速率等.
方向
平行四边形
方向
代数
思考辨析
(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.( )
×
×
×
×
√
教材改编
1.[人教版必修1P64T2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 N
B.6 N
C.12 N
D.0
答案:B
2.[人教版必修1P66T2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 N
B.240 N
C.300 N
D.420 N
答案:C
考点一 力的合成
自主演练
1.两个共点力的合成
|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小;当两力同向时,合力最大.
2.三个共点力的合成
(1)最大值:三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3.
(2)最小值: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减去另外两个较小的力的大小之和.
考点突破
[多维练透]
1.[2020·宁夏银川市联考]如图所示,两人同时用大小相等的力沿不同方向拉小船,且两力关于小船轴线对称,下列几种情况中,合力最大的是( )
解析:合力与分力的关系遵循平行四边形定则,两等大分力夹角越小,合力越大,故选项A正确.
答案:A
2.如图所示,某物体在四个共点力作用下处于平衡状态,若将F4= N的力沿逆时针方向转动90°,其余三个力的大小和方向不变,则此时物体所受合力的大小为( )
A.0 B.2 N
C.2 N D. N
解析:物体在四个共点力作用下处于平衡状态,合力为零,F4的方向沿逆时针方向转过90°角,此时与其他三个力的合力大小相等,方向垂直,则物体受到的合力为F合=F4=2 N,选项B正确,A、C、D错误.
答案:B
3.[2021·邯郸模拟]在平面内有作用于同一点的四个力,以力的作用点为坐标原点O,四个力的方向如图所示,其中F1=6 N,F2=8 N,F3=4 N,F4=2 N.这四个力的合力方向指向( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:F1=6 N,方向沿x轴的正向;F3=4 N,沿x轴负向;故F1与F3的合力F13沿着x轴的正方向,为2 N;F2=8 N,沿y轴正向;F4=2 N,沿y轴负向;故F2与F4的合力F24为6 N,沿着y轴正方向;最后再将F13与F24合成,故合力F1234为2 N,指向第一象限,选项A正确,B、C、D错误.
答案:A
4.某物体同时受到2个共点力的作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长均表示1 N大小的力