第17讲 力的合成和分解-【鼎力暑假】2023年暑假新高一物理初高中衔接精编导学练

第17讲 力的合成和分解 一、合力和分力 1.共点力：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.合力与分力：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。 3.合力和分力的三个性质 同体性 合力和分力作用在同一个物体上 等效性 合力和分力的作用效果相同 同时性 合力和分力同时发生变化 注意：合力和分力是等效替代关系，并不是同时作用在物体上，受力分析时切勿同时分析合力和分力。 4.对力的合成和力的分解的理解 (1)力的合成的实质是用一个力去替代作用在同一物体上的几个已知的力，而不改变其作用效果；力的分解则是由几个力的作用效果代替已知的合力。 (2)力的合力和力的分解，其目的都是方便解决实际问题 注意：1.在力的合成中，分力是实际作用在物体上的力，而合力则是一种效果上的替代，实际上不存在；在力的分解中，合力是实际作用在物体上的力，而分力只是一种效果上的替代，实际并不存在。 【例1】下列说法正确的是（ ） A．分力与合力同时作用在物体上 B．分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果相同 C．合力可能大于分力的大小也可能小于分力的大小 D．合力与分力是一对平衡力 二、力的合成和分解 1.力的合成 （1）定义：求几个力的合力的过程。 （2）合成规律：两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线表示合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则。 （3）作图法求合力 根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体操作流程如下： （4）计算法求合力 两分力共线时： ①若F1、F2两力同向，则合力F＝F1＋F2，方向与两力同向。此时合力最大 ②若F1、F2两力反向，则合力F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的同向。此时合力最小 两分力不共线时： 可以根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力。以下为求合力的三种特殊情况： 类型 作图 合力的计算 两分力相互垂直 大小：F＝ 方向：tan θ＝ 两分力等大，夹角为θ 大小：F＝2F1cos 方向：F与F1夹角为 (当θ＝120°时，F＝F2＝F1) 合力与其中一 个分力垂直 大小：F＝ 方向：sin θ＝ （5） 多个力的合成：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到将所有的力都合成进去。 （6）合力与分力的大小关系 ①两分力大小一定时，分力夹角越大，合力越小。 ②两个力的合力的大小范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。 【例2】三个力，，，，关于三个力的合力，下列说法正确的是（　　） A．三个力的合力的最小值为1N B．三个力的合力的最大值为19N C．三个力的合力可能为20N D．三个力的合力不可能为3N 【例3】两个共点力、的合力的最大值为14N，最小值为2N。当、的夹角为时，合力大小为（　　） A．5N B． C．6N D．10N 2.力的分解 （1）定义：求一个力的分力的过程。 （2）分解规律：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵从平行四边形定则。 （3）力的分解方法： ①按照例力的实际作用效果分解 1)分解原则：根据力的作用效果确定分力的方向，然后再画出力的平行四边形。 2)基本思路： 3)常见典型力的分解实例 实例 分析 地面上物体受到斜向上的拉力F，拉力F一方面使物体沿水平地面前进，另一方面向上提物体，因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2，F1＝Fcos θ，F2＝Fsin θ(θ为拉力F与水平方向的夹角) 放在斜面上的物体的重力产生两个效果：一是使物体具有沿斜面下滑的趋势；二是使物体压紧斜面；相当于分力F1、F2的作用，F1＝mgsin α，F2＝mgcos α(α为斜面倾角) ②力的正交分解法 正交分解的方法和步骤: ③力的分解中定解条件的讨论 已知条件 示意图 解的情况 已知合力和两个分力的方向 有唯一解 已知合力和一个分力的大小和方向 有唯一解(可由三角形定则确定) 已知合力和一个分力的大小及另一个分力的方向 (1)当F1＝Fsin θ或F1≥F时，有唯一解，且Fsin θ是F1的最小值 (2)当F1<Fsin θ时，无解 (3)当Fsin θ<F1<F时，有两解 【例4】如图所示，水平地面上质量为m的物体，在推力F作用下向右运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，木块与地面间的动摩擦因数为μ，木块受到的摩擦力为（　　） A．F B．0.6F C．μ（m