内容正文:
第二章 相互作用
第3讲 力的合成和分解
开始
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课前基础落实
——在情境迁移中理清“物理观念”
课堂提能学案
——在多彩学法中精准“扶弱补短”
随堂创新训练
——在素养立意中把握“命题导向”
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第3讲 力的合成和分解
一、共点力 合力和分力
1.共点力
几个力如果都作用在物体的_________,或它们的作用线相交于一点,这几个力叫作共点力。
同一点
2.合力和分力
(1)定义:假设一个力单独作用的______跟某几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫作那几个力的______,那几个力叫作这一个力的_____。
(2)关系:合力和分力是__________的关系。
二、力的合成
1.定义:求几个力的合力的过程。
效果
合力
分力
等效替代
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时,以表示这两个力的有向线段为______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。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。
邻边
对角线
首尾相接
三、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。
3.两种分解方法:______分解法和______分解法。
四、矢量和标量
1.矢量:既有大小又有______,运算时遵从___________定则的物理量。
2.标量:只有大小,没有方向,运算时遵从__________的物理量。
分力
平行四边形
三角形
正交
效果
方向
平行四边形
算术法则
情境创设
如图甲所示,两个小孩分别用F1、F2提着一桶水,水桶静止;如图乙所示,一个大人单独用力F提着同一桶水,水桶静止。
微点判断
(1)F1和F2是共点力。 ( )
(2)F1和F2的共同作用效果与F的作用效果相同。 ( )
(3)合力F与分力F1、F2之间满足平行四边形定则。 ( )
(4)水桶的重力就是F1、F2两个力的合力。 ( )
√
√
√
×
(5)几个力的共同作用效果可以用一个力代替。 ( )
(6)在进行力的合成与分解时,要应用平行四边形定则或三角形定则。 ( )
(7)两个力的合力一定比任一分力大。 ( )
(8)合力与分力是等效替代关系,因此受力分析时不要重复分析。 ( )
√
√
×
√
(一) 力的合成(固基点)
[题点全练通]
1.[合力的范围]
一物体静止于水平桌面上,两者之间的最大静摩擦力为5 N,现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断错误的是 ( )
A.物体所受静摩擦力可能为2 N
B.物体所受静摩擦力可能为4 N
C.物体可能仍保持静止
D.物体一定被拉动
答案:D
解析:两个2 N的力的合力范围为0~4 N,然后与3 N的力合成,则三力的合力范围为0~7 N,由于最大静摩擦力为5 N,因此可判定选项A、B、C正确,D错误。
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
答案:B
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。
3.[计算法求合力]
(2022·重庆高考)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等,方向水平向右,重力加速度为g,则擦窗工具所受摩擦力 ( )
答案:B
[要点自悟明]
1.合力大小范围的确定
(1)两个共点力的合力大小范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
(2)三个共点力的合力大小范围
①最大值:三个力同向时,其合力最大,为Fmax=F1+F2+F3。
②最小值:以这三个力的大小为边,如果能组成封闭的三角形(三个力首尾相接),则其合力的最小值为零,即Fmin=0;如果不能,则合力的最小值为Fmin=F1-|F2+F3|(F1为三个力中最大的力)
2.共点力合成的常用方法
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
(二) 力的分