3.4 力的合成和分解（讲义） -【划重点】2023年初升高物理暑假预习强化之精细讲义+备课课件（人教版2019必修第一册）

4.4 力的合成和分解 ——划重点之初升高暑假预习强化精细讲义 知识点1：共点力 1.定义 几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 2.共点力的几种情况 作用情况 举例 说明 几个力作用于同一点 F1、F2、F3作用于同一点（O点） 几个力的作用线相交于同一点 F1、F2的作用线与G交于球体的重心O处 可看成质点的物体所受的力 F1、F2不是共点力，但是把A、B、C整体看成一个质点后，可以把F1、F2当成共点力来分析 ①共点力与非共点力 质量分布均匀的细杆放在光滑的半球形容器内，受到弹力F1、F2以及重力mg，三个力的作用点不在同一位置，但是力的作用线相交于同一点，所以F1、F2、mg三个力属于共点力。 ②共点力的交点不一定在物体上，但在画物体的受力图时，一般把共点力的作用点平移到物体的重心. ③如果一个物体受多个力而处于静止状态或匀速直线运动状态，则其中任意一个力与其他几个力的合力等大反向，这是将多个力的问题转化成二力平衡问题的方法. 知识点2：合力和分力 1.合力和分力 假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力.假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力. 如图所示，F产生的作用效果与F1和F2共同产生的作用效果相同，所以F是F1和F2的合力，F1和F2是F的分力. 2.等效替代 等效：指合力与各分力总的作用效果相同. 替代：合力是几个分力的共同作用效果，并不是实际存在的单独的力，所以受力分析时合力与分力不能同时出现. 在受力分析时，应按物体的实际情况客观分析物体受几个力的作用，不能在受力分析时再加上合力. 知识点3：力的合成和分解 1.定义 在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成，把求一个力的分力的过程叫作力的分解. 一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同，即多个力可以由一个力来替代，反过来，一个力也可以由多个力来替代. 力的分解是用几个力去替代一个已知的力，但是不改变这个力的作用效果. 两个分力与合力之间满足平行四边形定则，力的合成是以两个分力为邻边作平行四边形求对角线，而力的分解则是以一个已知的力为平行四边形的对角线求两个相邻的边. ①合力与分力 （1）把一个力分解成两个分力，仅是一种等效替代的关系，不能认为在这两个分力的方向上有两个施力物体. （2）一个已知力和它的两个分力是同一性质的力，而且产生于同一个物体，作用于同一个物体。 ②力的分解是力的合成的逆运算，在力的分解中，合力真实存在，分力不存在。 2.力的合成 （1）特点： ①力的合成是唯一的，即几个确定的分力的合力是唯一的. ②只有同一研究对象受到的力才能合成. ③不同性质的力也可以合成，因为合力与分力是作用效果上的一种替代. （2）特例： 同一直线上的两个力的合成：设两个分力分别为F1和F2，当F1和F2方向相同时，F合=F1+F2，方向与这两个分力方向相同，如图甲所示;当F1和F2方向相反时，F合=IF1-F2I，方向与数值大的那个分力相同，如图乙所示. 合力不一定比分力大，如两个分力反向，合力等于两个分力之差，合力可能比每一个分力都小，也可能比其中一个分力小. 3.力的分解方法 （1）一个力可以分解为两个力，若没有限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力.也可以说，如果没有限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形，如图甲所示.我们也可以按照研究问题方便来进行分解，例如正交分解，是把一个力分解到互相垂直的两个方向上，如图乙所示. （2）力的分解的一般根据力的作用效果分解，常将一个力沿着该力的两个作用效果方向进行分解，画出力的平行四边形，根据几何关系求解分力的大小和方向，解题常用思路为 （3）常见的按效果分解的实例 ①接触面：分力垂直于接触面或沿接触面. a.力F一方面使物体沿接触面前进，另一方面增大了物体对接触面的压力，因此力F可分解为水平向前的力F1和竖直向下的力F2。 b.物体的重力产生两个作用效果：一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力G1;二是使物体压紧斜面的分力G2。G1=Gsin θ，G2=Gcos θ。 c.球的重力产生两个作用效果：一是使球压紧挡板的分力G1;二是使球压紧斜面的分力G2。G1=Gtan θ，G2=G/cos θ。 d、e.两个分力分别垂直于劈的两个侧面.重力可忽略不计的尖劈嵌入到木块里，作用在尖劈上的力F产生两个作用效果：一是使劈的左侧面压紧木块的分力F1;二是使劈的右侧面压紧木块的分力 F2。 ②绳：其中一个分力沿绳并指向绳伸长的方向 f.球的重力产生两个作用效果∶一是使球压紧竖直墙壁的分力F1;二是使球拉紧悬绳的分力F2.F1=