3.4力的合成与分解 导学案-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019)必修第一册

第四讲 力的合成与分解 一.力的合成 1.共点力 （1）几个力同时作用于一个点，叫作共点力； （2）几个力的作用线能够相交于一个点，叫作共点力； （3）当一个物体被视为质点时，作用在物体上的力，叫作共点力。 2.力的合成 （1）合力：一种假想的效果力，找不到施力物体，而且非共点力不可以合成。如下图， （2）合力与分力是一种等效替代关系，不可同时存在。 （3）力的合成 1）遵循力的矢量运算法则，即平行四边形定则或三角形定则； 2）已知两分力F1和F2的夹角为θ，利用余弦定理可求解合力的大小。 3）合力公式： 例1.如图所示，三个共点力F1、F2与F3作用在同一个质点上，其中F1与F2共线且反向，F2与F3垂直，F1=6N，F2=2N，F3=3N，则质点所受的合力为（ ） A.5N B.11N C.1N D.7N 例2.如图所示，物体在3个共点力的作用下保持平衡。如果将力F1绕O点转动180°角，而保持其余2个力不变，则物体受到的合力大小为（ ） A.2F1 B. C.F1 D.零 例2题图 例3题图 例3.如图所示，有六个力分别组成正六边形的六个边，还有三个力分别为此正六边形的对角线，若F1已知，这九个力作用在同一点上，则这九个力的合力为（ ） A.0 B.6F1 C.9F1 D.12F1 3.等大的两个力合成 有两个分力F1和F2大小相等均为F，夹角为θ，当两个力合成时： （1）θ=60°，F合 = ； （2）θ=90°，F合 = ； （3）θ=120°，F合 = 。 例4.如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD=120°，整个系统保持静止状态。已知A物块所受的摩擦力大小为f，则D物块所受的摩擦力大小为（ ） A. B. C.f D.2f 例4题图 例5题图 例5.如图所示，飞行员跳伞时，打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落。已知飞行员所受的重力为G1，降落伞伞面所受的重力为G2，有8条相同的拉线，一端与飞行员相连（拉线重力不计），另一端均匀分布在伞面边缘上（图中没有把拉线都画出来），每根拉线和竖直方向都成30°角。那么每根拉线上的张力大小为 （ ） A. B. C. D. 4.力的合成取值范围 （1）两个共点力F1、F2合成时的取值范围 F1、F2同向时，F合取最大值： ； F1、F2反向时，F合取最小值： 。 综上： ≤ F合 ≤ 。两个力的合力可能比分力大，也可能比分力小。 （2）三个共点力F1、F2、F3合成时的取值范围 最大值：三力同向，最大值取三力之和，即 ； 最小值判断方法：最大力减去其余两个力之和； 1）结果为正，合力最小值为： ； 2）结果为零，合力最小值为： ； 3）结果为负，合力最小值为： 。 例6.（多选）关于分力合成合力的说法，错误的是（ ） A.两个力的合力，可能小于一个分力 B.5N、2N、6N三个共点力最大合力为13N，最小合力为1N C.两个分力的大小和方向都被确定，则合力也被确定 D.三角形定则中两个分矢量夹角与平行四边形定则中两个分矢量夹角不同，其实质也不同 5.二力合成动态分析 （1）合力F大小、方向均不变，两分力大小相等，两分力夹角越大，分力越 ； 图示： 合力F方向不变，两分力大小不变，两分力夹角越大，合力越 。 图示： （2）合力F大小、方向均不变，F1方向不变，当F2与F1 时，F2取