内容正文:
第二章 相互作用——力
第2节 力的合成与分解
效果
等效替代
延长线
邻边
对角线
首尾相连
分力
平行四边形
三角形
效果
方向
平行四边形
代数法则
√
×
√
√
×
√
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谢
一、力的合成与分解
1.合力与分力
(1)定义:如果一个力产生的____跟几个共点力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫作那几个力的合力,原来那几个力叫作分力.
(2)关系:合力和分力是________的关系.
2.共点力
作用在物体的同一点,或作用线的______交于一点的力.如下图所示均是共点力.
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____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.
②三角形定则:把两个矢量________,从而求出合矢量的方法,如图乙所示.
4.力的分解
(1)定义:求一个已知力的____的过程.
(2)运算法则:__________定则或______定则.
(3)分解方法:①按力产生的____分解;②正交分解.
二、矢量和标量
1.矢量:既有大小又有____的量,运算时遵从__________定则.
2.标量:只有大小没有方向的量,运算时按________相加减.
一、判断题
1.合力与它的分力的作用对象为同一个物体.( )
2.合力及其分力可以同时作用在物体上.( )
3.几个力的共同作用效果可以用一个力来代替.( )
4.在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则.( )
5.两个力的合力一定比其分力大.( )
6.互成角度(非0°或180°)的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形.( )
二、选择题
1.如图所示,质量为m的物体放在水平桌面上,在与水平方向成θ角的拉力F作用下加速运动.已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是( )
A.物体受到的摩擦力为Fcos θ
B.物体受到的摩擦力为μmg
C.物体对桌面的压力为mg
D.物体受到桌面的支持力为mg-Fsin θ
解析:选D 将力F分解为水平向右方向的Fcos θ和竖直向上方向的
Fsin θ,物体对桌面的压力FN=mg-Fsin θ,桌面对物体的支持力FN′=mg-Fsin θ,物体所受的摩擦力Ff=μFN′=μ(mg-Fsin θ),故选项D正确.
2.如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( )
A.eq \f(mg,2sin α)
B.eq \f(mg,2cos α)
C.eq \f(1,2)mgtan α
D. eq \f(1,2)mgcot α
解析:选A 设石块侧面所受弹力均为FN,由2FNsin α=mg,可得FN=eq \f(mg,2sin α),故A正确.
3.已知两个共点力的合力为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30 N.则( )
A.F1的大小是唯一的
B. F2的方向是唯一的
C.F2有两个可能的方向
D. F2可取任意方向
解析:选C F1、F2和F的矢量三角形图如图所示.若F2=F20=25 N,F1的大小是唯一的,F2的方向是唯一的,因F=50 N>F2=30 N>F20=25 N,所以F1的大小有两个,即F1′和F1″,F2的方向有两个,即F2′的方向和F2″的方向,故选项A、B、D错误,选项C正确.
共点力的合成
1.(2021·河北衡水调研)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.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
B.合力F一定总比分力F1和F2中的某一个力大
C.若F1和F2大小不变,θ越小,合力F就越大
解析:选C 二力平衡时,合力为零,此时合力F比分力中的任何一个力都小,选项A、B错误;若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,选项C正确;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力F可能减小,也可能增大,故D错误.
2.(多选)一物体位于光滑水平面上,同时受到三个水平共点力F1、F2和F3的作用,其大小分别为F1=42 N、F2=28 N、F3=20 N且F1的方向指向正北.下列说法中正确的是( )
A.这三个力的合力可能为零
B.F1、F2两个力的合力大小可能为20 N
C.若物体处于匀速直线运动状态,则F2、F3的合力大小为48 N,方向指向正南
D.若物体处于静止状态,则F2、F3的合力大小一定为42 N,方向指向正南