内容正文:
第二讲 力的合成与分解
纲举目张·主干系统
续表
[微点判断]
(1)合力的作用对象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。 ( )
(7)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。 ( )
(8)合力与分力是等效替代关系,因此受力分析时不能重复分析。 ( )
(9)将力进行分解时,一定要将它分解到水平、竖直两个方向上。 ( )
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关键知能·逐点清障
提能点(一) 力的合成
[题点自主盘查]
1.[合力和分力的关系](多选)关于分力和合力,以下说法正确的是 ( )
A.合力的大小,小于任何一个分力是可能的
B.如果一个力的作用效果与其它几个力的效果相同,则这个力就是其他几个力的合力
C.合力的大小一定大于任何一个分力
D.两个分力大小不变,两分力间的夹角越大,他们的合力一定越小
解析:不在同一条直线上的两个力合成时,遵循平行四边形定则,故合力可能大于、小于或等于任意一个分力,故A正确,C错误;一个力如果能完全代替其他几个力的作用效果,则这个力就是其他几个力的合力,故B正确;根据平行四边形定则可知,两个分力大小不变,两分力间的夹角越大,它们的合力一定越小,故D正确。
答案:ABD
2.[作图法求合力]一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是 ( )
A.三力的合力有最大值F1+F2+F3,方向不确定
B.三力的合力有唯一值3F3,方向与F3同向
C.三力的合力有唯一值2F3,方向与F3同向
D.由题给条件无法求合力大小
解析:先以力F1和F2为邻边作平行四边形,其合力与F3共线,大小F12= 2F3,如图所示,F12再与第三个力F3合成求合力F合,可得F合=3F3,故选B。
答案:B
[知能自主落实]
1.合力与分力大小关系的三个重要结论
(1)两个分力的大小一定时,夹角θ越大,合力越小。
(2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大。
(3)合力的大小可以大于分力的大小,等于分力的大小,也可以小于分力的大小。
2.三个共点力的合成
(1)三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3。
(2)任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零;如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值等于最大的力减去另外两个力。
3.合力大小的求解方法
作图法 作出两分力的图示,再根据平行四边形定则求出合力的大小
计算法 根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力。
提能点(二) 力的分解
[题点自主盘查]
1.[效果分解法](多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑
苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦
也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则 ( )
A.若F一定,θ大时FN大
B.若F一定,θ小时FN大
C.若θ一定,F大时FN大
D.若θ一定,F小时FN大
2.[正交分解法](2021·广东高考)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是 ( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
[知能自主落实]
1.力的分解的原则
(1)选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定,一般来说,当物体受到三个或三个以下的力时,常按实际效果进行分解,若这三个力中,有两个力互相垂直,可选用正交分解法。
(2)当物体受到三个以上的力时,常用正交分解法。
2.力的效果分解法的步骤
3.正交分解法及其应用
定义 将已知量按相互垂直的两个方向进行分解的方法。
建轴原则 一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。
解题方法 首先把各