3.4 力的合成和分解 课时练习-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-2027学年高一年级上学期物理课时练习(3.4力的合成和分解)
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知识总结:
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,这几个力叫共点力。
2. 合力与分力
(1) 合力: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。
(2) 分力: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) 关系:合力和分力是一种等效替代关系。 注:并不是物体同时受到合力和分力的作用,在受力分析中,二者不可同时出现。
1.力的合成
(1) 定义:求几个力的合力的过程叫作力的合成。
(2) 平行四边形定则:在两个力合成时,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就代表合力的大小和方向。
(3) 合力的求解方法:① 作图法;② 计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用数学知识求解对角线,即为合力。
(4) 合力的大小:
(5) 多个共点力合成的方法: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,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
2.力的分解
(1) 定义:求一个力的分力的过程叫作力的分解。
(2) 分解法则:力的分解同样遵从平行四边形定则。把已知力F作为平行四边形的对角线,与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力。
如果没有限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形,即同一个F可以分解为无数对大小、方向不同的力。
(3) 常用分解方法:效果分解法和正交分解法。
3.力的运算法则
(1) 平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
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(2) 三角形定则:将表示两个力的线段保持原来的方向依次首尾相接,从第一个力的起点,到第二个力的箭头的有向线段为合力。平行四边形定则与三角形定则的关系如图所示。
对点练习:
题组一:共点力、合力和分力
1.关于力的合成与分解, 下列说法正确的是( )
A.两个力的合力可能小于任意一个分力
B.运动的物体不可能受到静摩擦力, 静止的物体不可能受到滑动摩擦力
C.同一平面内有三个力,大小分别为 ,则这三个力的合力
的大小满足
D.在同一平面内将某个力分解为大小确定且不共线的两个力,最多只有一种分解方法
2.两个力大小分别为,
,那么:
(1)方向相同时,合力的大小
(2)方向相反时,合力的大小
(3)方向成90度夹角时,合力的大小
3.两个分力、
的夹角
保持不变,则下列说法中正确的是( )
A.一个力增大,合力一定增大 B.一个力减小,合力一定减小
C.两个力都增大,合力一定增大 D.两个力都增大,合力可能不变
4.某人在利用健身弹性绳健身时,弹性绳的形状从边长45cm的正方形变成长60cm、宽45cm的长方形,如图所示,人的手、脚分别在四个顶点处,左手所受弹性绳的作用力由变为
。不考虑摩擦,弹性绳的弹力与伸长量成正比,则该弹性绳的比例系数为( )
A. B.50 N/m C.
D.100 N/m
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题组二:力的合成和分解
平行四边形法则
5.在xOy平面内作用于同一点O的六个力如图所示,大小分别为F1=10 N,F2=20 N,F3=12 N,F4=10 N,F5=30 N,F6=12 N。
(1)将F2、F4、F5分别沿x轴和y轴进行分解,以x轴正方向为x轴分力的正方向,以y轴正方向为y轴分力的正方向,求这三个力沿x轴和y轴的分力;
(2)求六个力合力的大小和方向。
6.如图所示,处于静止状态的物体A质量,物块与水平面间的动摩擦因数为
,物块与水平面间的最大静摩擦力为
,重力加速度
取
。现对物体施加不同的水平向右的拉力,试回答下列问题:
(1)若,求出A所受的摩擦力的大小及方向;
(2)若弹簧劲度系数弹簧伸长量为
,求出A所受的摩擦力的大小以及此时A的合力大小。
7.舰载机保持牵引力F的大小不变在匀速航行的航母上降落时因受到阻拦而静止,此时阻拦索的夹角θ=120°,空气阻力和甲板阻力不计,则阻拦索承受的张力大小为( )
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