第2章 第2讲 力的合成与分解(Word教参)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习(湖北专版)
第2讲 力的合成与分解
力的合成
1.合力与分力
(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫作那几个力的__合力__,那几个力叫作这一个力的__分力__.
(2)关系:合力与分力是__等效替代__关系.
2.共点力
作用在物体的同一点,或作用线交于一点的几个力.如图所示均为共点力.
3.力的合成
(1)定义:求几个力的__合力__的过程.
(2)运算法则
①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力,如果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__就代表合力的大小和方向.如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力.
②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的__有向线段__为合矢量.如图乙所示,F1、F2为分力,F为合力.
力的分解
1.定义:求一个力的__分力__的过程.
力的分解是力的合成的__逆运算__.
2.遵循的原则
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(1)__平行四边形__定则.
(2)三角形定则.
3.分解方法
(1)效果分解法.如图所示,物体重力G的两个作用效果,一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面,这两个分力与合力间遵循平行四边形定则,其大小分别为G1=Gsin θ,G2=Gcos θ.
(2)正交分解法.将已知力按互相__垂直__的两个方向进行分解的方法.
矢量和标量
1.矢量:既有大小又有__方向__,相加时遵从__平行四边形__定则的物理量,如速度、力等.
2.标量:只有大小没有__方向__,相加时遵从__算术__法则的物理量,如路程、速率等.
1.判断下列说法的正误.
(1)两个力的合力一定比其分力大.( × )
(2)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.( √ )
(3)矢量既有大小又有方向.( √ )
(4)既有大小又有方向的物理量一定是矢量.( × )
2.(多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F(不为零),则( AD )
A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍
B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 N
C.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变
D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大
3.已知两个共点力的合力为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30 N.则( C )
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A.F1的大小是唯一的
B.F2的方向是唯一的
C.F2有两个可能的方向
D.F2可取任意方向
命题点一 共点力的合成(自主学习)
1.两个共点力的合成
|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小;当两力同向时,合力最大.
2.三个共点力的合成
(1)最大值:三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3.
(2)最小值: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,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和.
3.几种特殊情况的共点力的合成
类型 | 作图 | 合力的计算 |
互相垂直 | F= tan θ= | |
两力等大, 夹角为θ | F=2F1cos F与F1夹角为 | |
两力等大, 夹角为120° | 合力与分力等大 F′与F1夹角为60° |
4.力合成的方法
(1)作图法.
(2)计算法.
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