内容正文:
第讲 力的合成与分解
[教材阅读指导]
(对应人教版必修1的页码及相关问题)
P62[实验],O点的位置有什么特点?图3.43中什么线是虚线?什么线是实线?
提示:O点位置不变。分力、合力是实线,其他辅助线是虚线。
P64[问题与练习]T1、T4。
提示:T1:合力可能等于10 N,不可能等于5 N、15 N,合力的最大值为12 N,最小值为8 N。T4:(1)√;(2)×;(3)×。
合力与分力的大小关系|F1-F2|≤F合≤F1+F2,所以合力不一定比分力大。
P66[说一说],怎样由v1和v2找出变化量Δv?
提示:如图所示。
知识点 力的合成 Ⅱ
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合力,那几个力叫做这一个力的分力。
(2)关系:合力与分力是等效替代关系。
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几个力。如图1所示均为共点力。
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2甲所示。
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有向线段为合矢量。如图2乙所示。
知识点 力的分解 Ⅱ
1.定义
求一个力的分力的过程。
2.性质
力的分解是力的合成的逆运算。
3.遵循的原则
(1)平行四边形定则。
(2)三角形定则。
4.分解方法
(1)按力的作用效果分解。
(2)正交分解法。
如图3将O点受力进行分解。
知识点 矢量和标量 Ⅰ
1.矢量
既有大小又有方向的物理量,合成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,求和时按算术法则相加。如路程、质量等。
一 堵点疏通
1.两个力的合力一定大于这两个力中的任一个。( )
2.力的分解必须按作用效果分解。( )
3.两个分力大小一定,夹角越大,合力越大。( )
4.两个力的合力一定,夹角越大,分力越大。( )
5.既有大小又有方向的量一定是矢量。( )
6.合力及其分力同时作用于同一物体上。( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.×
二 知识激活
1.(人教版必修1·P64·T4改编)(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为F,以下说法正确的是( )
A.若F1、F2的大小和方向一定,则F的大小和方向一定
B.若F1与F2大小不变,θ角越小,合力F就越大
C.如果夹角θ不变,F1大小不变,只要增大F2,合力F就必然增大
D.合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的
答案 ABD
解析 根据平行四边形定则,若F1、F2的大小和方向一定,则F的大小和方向一定,A正确;若F1与F2大小不变,θ角越小,合力F就越大,故B正确;若θ角为钝角且不变,F1大小不变,增大F2时,合力F可能先变小后增大,如图所示,故C错误;合力与分力的作用效果是相同的,故D正确。
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 N B.6 N C.12 N D.0
答案 B
解析 两个力合力为0,其中一个向东的力为6 N,则另一个力向西且大小也为6 N,将向东的6 N的力改为向南,则向西的6 N的力与向南的6 N的力的合力大小为6 N,故B正确。
3.(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且大小为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
解析 将竖直向下的180 N的力分解,其中一个方向水平,大小为240 N,由力的三角形定则作图如图所示,其中F=180 N,F1=240 N,则另一个分力F2= N=300 N,故C正确。
4. (人教版必修1·P65·例题改编)如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么( )
A.F1就是物体对斜面的压力
B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为G cos α
C.F2就是物体受到的静摩擦力
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用
答案 B
解析 F1是重力的一个分力,与物体对斜面的压力性质不同,A错误。物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小等于F1,且F1=G cos α,所以B正确。F2与物体受到的静摩擦力等