第11讲 　力的合成和分解-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第11讲 力的合成和分解 【学习目标】 1.知道合力、分力以及力的合成、力的分解的概念． 2．理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则，会用平行四边形定则求合力，知道分力与合力间的大小关系． 3．知道共点力的概念，力的分解原则，会用作图法、计算法求合力． 4．知道力的三角形定则，会区别矢量和标量． 5．会用正交分解法求分力． 6．会通过实验探究力的平行四边形定则. 【基础知识】 一 合力与分力 1．共点力：作用在物体的 或者延长线 的一组力． 2．当物体受到几个力的共同作用时，可以用一个力代替它们，这个力产生的效果跟原来几个力的 相同，那么这个力就叫做那几个力的 ，原来的几个力叫做这个力的 ． 二 力的合成和分解 1．力的合成定义：求 的过程． 2．平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为 作平行四边形，这两个邻边之间的 就代表合力的大小和方向． 3．多力合成的方法：先求出 的合力，再求出这个合力与 的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力． 4．分解法则：遵循平行四边形定则．把一个已知力F作为平行四边形的 ，与力F共点的平行四边形的两个 ，就表示力F的两个分力F1和F2. 5．力的分解依据 一个力可以分解为两个力，如果没有限制，一个力可以分解为 对大小、方向不同的分力． 三 矢量和标量 1．矢量：既有大小，又有方向，合成时遵守 或 的物理量． 2．标量：只有大小，没有方向，求和时按照 相加的物理量． 答案： 一 1.同一点 交于一点 2.共同效果 合力 分力 二 1.几个力的合力 2.邻边 对角线 3.任意两个力 第三个力 4.对角线 邻边 5.无数 三 1.平行四边形定则 矢量三角形定则 2.算术法则 【考点剖析】 考点一：合力与分力 例1．　关于几个力与其合力的说法中，正确的有(　　) A．合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同 B．合力与原来那几个力同时作用在物体上 C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用 D．不同性质的力不可以合成 【答案】AC 【解析】由合力和分力的定义可知，A正确；合力和它的分力是等效替代关系，而不是物体同时受到合力和分力，它们不能同时存在，B错误，C正确；力能否合成与力的性质无关，D错误． 考点二：合力与分力的大小关系 例2．在力的合成中，下列关于两个分力与它们的合力关系的说法中，正确的是(　　) A．合力一定大于每一个分力 B．合力一定小于每一个分力 C．两个分力大小不变，夹角在0°～180°之间变化时，夹角越大合力越小 D．两个分力大小不变，夹角在0°～180°之间变化时，夹角越大合力越大 【答案】C 【解析】当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，合力大于每一个分力；当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，合力小于分力，由此可见：合力可能大于分力，也有可能小于分力，故A、B错误；当夹角0°＜θ＜180°时，由公式F＝可知随着θ增大而减小，故C正确，D错误． 考点三：平行四边形定则在求合力中的应用 例3．南昌八一大桥是江西省第一座斜拉索桥，全长3 000多米，设计为双独塔双索面扇形预应力斜拉桥，如图所示．挺拔高耸的103米主塔似一把利剑直刺苍穹，塔两侧的多对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲．假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是53°，每根钢索中的拉力都是5×104 N，那么它们对塔柱形成的合力有多大？方向如何？(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6) [答案]　6×104 N　方向竖直向下 【解析】把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们的合力．由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下；根据这个平行四边形是一个菱形的特点，如图所示，连接AB，交OC于D，则AB与OC互相垂直平分，即AB垂直OC，且AD＝DB、OD＝OC；考虑直角三角形AOD，其角∠AOD＝53°，而OD＝，则有：F＝2F1cos 53°＝2×5×104×0.6 N＝6×104 N，方向竖直向下． 考点四：探究两个互成角度的力的合成规律 例4．某同学通过实验验证力的平行四边形定则．实验步骤： ①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向． ②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩