2022年高中物理必修一力的分解和合成.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆高中物理必修一力的合成和分解一、学习目标：1. 懂得合力、分力、力的合成和分解；2. 把握平行四边形定就的含义和使用方法,会进行力的合成和分解；3. 会进行受力分析,会用正交分解法求解力的平稳问题；二、重点、难点：重点：1. 懂得什么是等效替代法；2. 娴熟把握平行四边形定就的应用；3. 会依据力的成效对其进行分解并利用三角形关系求解分力或合力；4. 会利用正交分解法求解力的平稳问题；难点：1.“ 平行四边形定就” 的懂得和应用；2. 依据力的实际成效分解力；3. 正交分解方法的应用；三、考点分析 ：本节内容是力学的基

2、础内容,对本节课内容的考查常和物体的平稳,牛顿运动定律及运动结合起来综合出题,是高考考查的重点；内容和要求考点细目出题方式合力和分力的等效替代关系合力、分力、力的合成、平行四边形定就在力的合成和分解中的应用挑选题、运算题力的分解,共点力正交分解法在力的合成与分解中的应用分析方法等效替代法,正交分解法,平行四边形定就,挑选题、运算题矢量三角形法1、合力与分力名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆（1）合力与分力的概念：一个力产生的成效跟几个力共同作用产生的成效相同,这个力就叫做那几个力的合力,而

3、那几个力就叫做这个力的分力；（2）合力与分力的关系：合力与分力之间是一种 等效替代 的关系；一个物体同时受到几个力的作用时,假如用另一个力来代替这几个力而作用成效不变,这个力就叫那几个力的合力,但必需要明确合力是虚设的等效力,并非是真实存在的力；合力没有性质可言,也找不到施力物体,合力与它的几个分力可以等效替代,但 不能共存, 否就就添加了力；一个力可以有多个分力,即一个力的作用成效可以与多个力的作用成效相同；当然,多个力的作用成效也可以用一个力来代替；2、共点力（1）概念：几个力假如都作用在物体的同一点,或者它们的 作用线相交于同一点,就这几个力叫共点力；（2）一个详细的物体,所受的各个力的

4、作用点并非完全在同一个点上,如这个物体的外形、大小对所争论的问题没有影响,我们就认为物体所受到的力就是共点力；如图甲所示,我们可以认为拉力 F、摩擦力 Ff 及支持力 FN都与重力 G 作用于同一点 O；又如图乙所示,棒受到的力也是共点力；甲 乙3、力的合成：概念：求几个力的合力叫力的合成；力的合成的本质：力的合成就是找一个力去代替几个已知的力,而不转变其作用成效；求合力的基本方法利用平行四边形定就；平行四边形定就内容：假如用表示两个共点力 F1 和 F2 的名师归纳总结 线段为邻边作平行四边形,那么,合力F 的大小和方向就可以用第 2 页,共 17 页这两个邻边之间的对角线表示出来；这种方法

5、叫做力的平行四边- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆形定就；留意 ：平行四边形定就只适用于共点力；利用平行四边形定就求解合力常用两种求解方法. 图解法： 从力的作用点起, 按两个力的作用方向,用同一个标度作出两个力F1、F2,并构成一个平行四边形,这个平行四边形的对角线的长度按同样的比例表示合力的大小,对角线的方向就是合力的方向,用量角器直接量出合力 F 与某一个力（如 F1）的夹角,如图所示；图中 F140N, F250N,用直尺量出对角线长度,按比例得出合力 F80N,合力 F与分力 F1 的夹角约为 30；留意：使用图解法

6、时, 应先确定力的标度, 在同一幅图上各个力都必需采纳同一个标度,并且合力、分力的比例要适当,虚线、实线要分清；图解法的优点是简洁、直观,缺点是不够精确；. 运算法：找三角形利用边角关系求解如下图所示, 当两个力 F1、F2 相互垂直时,以两个分力边形为一矩形,其合力F 的大小为；F1、F2为邻边画出的力的平行四设合力与其中一个分力（如F1）的夹角为,由三角学问可得：；由此即可确定合力的方向； 分力的大小与合力的大小的关系名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆a. 两个分力同向,合力大小为两个

7、分力之和；FF 1F 2,方向不变；b. 两个分力反向,合力大小为两个分力之差；FF 1F2,方向与较大的力的方向相同；c. 两个分力间的夹角越大,合力的大小越小；4、力的分解的概念（1）分力：几个力共同作用产生的成效跟原先一个力作用产生的成效相同,这几个力 就叫做原先那个力的分力；（2）力的分解：求一个已知力的分力叫做力的分解；留意： 力的分解就是找几个力来代替原先的一个力,而不转变其作用成效；合力与分力间是等效替代的关系；实际情形中如何依据力的作用成效进行分解；5、力的分解的方法（1）力的分解法就力的平行四边形定就；力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定就；即把已知力作为平行四边

8、形 的对角线,那么与已知力共点的两条邻边就表示已知力的两个分力的大小和方向；留意： 一个力可以分解为很多多对分力；有定解的条件；（2）对力分解时有解、无解的争论如下列图,要确定一个力的两个分力,肯定要力分解时有解或无解, 简洁地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形（或三角形）,假如能构成平行四边形（或三角形） ,说明该合力可以分解成给定的分力,即有解；假如不能构成平行四边形（或三角形）的分力分解,即无解；详细情形有以下几种：,说明该合力不能按给定已知两分力的方向（不在同始终线上）；如下列图,要求把已知力分解成沿 OA、OB方向的两个分力,可以从 F 的箭头处开头

9、作 OA、OB 的平行线,画出力的平行四边形,即可得两分力 F1、F2；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆已知一个分力的大小和方向；如下列图, 已知一个分力为F1,就先连接合力F 和分力F1的箭头,即为平行四边形的另一邻边,作出平行四边形,可得另一分力 F2；已知两个分力的大小,有两解；F 2已知一个分力的大小和另一个分力的方向,以表示合力F 的线段末端为圆心,以表示的大小的线段长度为半径作圆；. 当F2Fsin时,圆与F1 无交点,此时无解,如图甲所示；. 当F2Fsin时,圆与F 1相

10、切,此时有一解,如图乙所示；乙. 当FsinF 2F时,圆与F 1有两交点,此时有两解,如图丙所示；丙名师归纳总结 . 当F2F时,圆与F 1只有一个交点,此时只有一解,如图丁所示；第 5 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆丁（3）力的正交分解法1）当物体受力较多时, 我们常把物体受力沿相互垂直的两个方向分解,依据0,0 列方程求解；把一个力分解成两个相互垂直的分力的方法叫做力的正交分解法；基本思想：力的等效与替代算；正交分解法是在平行四边形定就的基础上进展起来的,其目的是用代数运算解决矢量运设已知力为 F,现

11、在要把它分解成两个分别沿 x 轴和 y 轴的分力；如下列图,将力 F 沿力 x、y 方向分解,可得：留意 ：恰当地建立直角坐标系xOy ,多数情形选共点力作用的交点为坐标原点,坐标轴方向的挑选具有任意性,原就是： 使坐标轴与尽量多的力重合,使需要分解的力尽量少和简洁分解；将各力沿两坐标轴依次分解为相互垂直的两个分力；力取正值,与坐标轴负方向同向的分力取负值；留意：与坐标轴正方向同向的分2）平稳状态：使物体保持静止状态或匀速直线运动状态共点力作用下物体的平稳条件：物体受到的合外力为零；即 F合0 说明：物体受到 N 个共点力作用而处于平稳状态时,取出其中的一个力,就这个力必与剩下的（ N1）个力

12、的合力等大名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆反向；如采纳正交分解法求平稳问题,就其平稳条件为：学问点一：对合力、分力、共点力的懂得Fx 合0, Fy 合0；【例 1】以下关于合力与分力的表达,不正确选项（）A. 一个物体受到几个力的作用,同时也受到这几个力的合力的作用 B. 几个力的合力总是大于它各个分力中最小的力 C. 合力和它相应的分力对物体的作用成效相同 D. 力的合成就是把几个力的作用成效用一个力来代替【例 2】下面关于共点力的说法中正确选项（）A. 物体受到的外力肯定是共点力 B

13、. 共点力肯定是力的作用点在物体上的同一点上 C. 共点力可以是几个力的作用点在物体的同一点上,也可以是几个力的作用线交于同 一点D. 以上说法都不对学问点二：力的合成与平行四边形定就的懂得和应用名师归纳总结 【例 1】有两个共点力,F12N,F24N,它们的合力F 的大小可能是（）第 7 页,共 17 页A. 1N B. 5N C. 7N D. 9N拓展 1、大小分别是5 N、7 N、9 N 的三个力的合力F的大小范畴是（）A. 2 N F 20 NB. 3 N F 21 NC. 0 F 20 ND. 0 F 21 N【例 2】如下列图, AB 为半圆的一条直径,P 点为圆周上的一点,在P

14、点作用了三个共点- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆力 F1、F2、F3,求它们的合力；【例 3】两位同学共同提一桶水,水和桶的总质量是15 kg,两人的手臂与竖直方向的夹角都是 30,就这两位同学所用的力相同,大小为 _；拓展 2、如图,跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落 . 已知运动员和他身上装备的总重力为 G1,圆顶形降落伞伞面的重力为 G2,伞面下有 8 条相同的拉线,一端与飞行员相连（拉线重力不计）,另一端匀称分布在伞面边缘上（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

15、的张力大小为（）3 G 1 3 G 1 G 2 A. B. 12 12名师归纳总结 C. G18G2D. G 1第 8 页,共 17 页4- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆学问点三：力的分解一个已知力的实际分力的确定方法基本步骤：【例 1】如下图甲所示,电灯的重力G10N,绳 AO 与顶板间夹角为45 ,绳 BO 水平,就绳 AO 所受的拉力1F_；绳 BO 所受的拉力F 2_；甲【例 2】物体静止于光滑水平面上,力F 作用于物体上的O 点,现要使合力沿着OO 方向,如下图所示,就必需同时再加一个力 最小值为（）；F ,使 F

16、 和 F 均在同一水平面上,就这个力的A. FcosB. FsinC. FtanD. Fcot学问点四：正交分解法的应用 用正交分解法求多个力的合力的基本思路是：1. 对争论对象进行受力分析；2. 建立直角坐标系,再把不在轴上的全部的力沿两个坐标轴方向垂直分解；3. 依据两个坐标轴方向列状态方程,解出未知量；【例 1】在水平路面上用绳子拉一个重力为G200 N 的木箱,绳子与水平路面的夹角30,如下列图 .木箱与路面间的动摩擦因数 就绳上所加拉力 F应为多大？0.10,要使木箱能在水平路面上匀速移动,名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 17 页精选学习资料 - - - -

17、- - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆例 2 放在斜面上的物体受到水平推力F,斜面倾角为,求 F 的分力（见图31）F图 31 例 3 三角支架顶端悬一重G的物体,见图32,求重物的拉力对支架作用大小；ABFBCFAG图 32 例 4在图中灯重 G=20N,AO 与天花板间夹角 受到的拉力？ =30 ,试求 AO、BO 两绳分析 把 CO 绳中的拉力 F=G=20N 沿 AO、BO 两方向分解,作出力的平行四 边形名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆例 5在图中小球重 G=100N

18、,细绳与墙面间夹角 力和对墙面的压力分别等于多少？ =30 ,求小球对细绳的拉名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆课堂练习1、画出下图中光滑斜面上被一挡板拦住的静止钢球的受力示意图2、对以下小球进行受力分析（小球表面光滑,期中o 为球心, o 为质心）；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆3、对物体 A进行受力分析（墙壁、地面和物体表面均粗糙、；物体 A和 B 均保持静止） ；（物体A

19、 的表面光滑）4、对木棒进行受力分析（墙壁光滑,地面粗糙）；5关于力的分解,以下说法中正确选项 A一个力可以分解成两个比它大的分力 B一个力可分解成两个大小跟它相等的力 C假如一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯独的名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆D.假如一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了6将一个有确定方向的力 F=10N 分解成两个分力 ,已知一个分力有确定的方向 ,与 F 成 30夹角,另一个分力的大小为 6N,就在分解时

20、 A.有很多组解 B.有两组解 C.有惟一解 D.无解课后练习1、合力随两分力间的夹角的增大而 差之间,即 _小,合力的变化范畴是在两分力之和与两分力之2力的分解是力的合成的 制,对于同一条对角线,_,_同样适用于力的分解假如没有其它限可以作出很多个不同的平行四边形这就是说一个已知的力可以分解成很多对不同的共点力在解决详细的物理问题时,一般都按_来分解3既有,又有,并且相加时遵从平行四边形法的物理量称作矢量；除力外,如位移、等也是矢量；4两个分矢量首尾相接,剩余的尾首相连的有向线段就是 _,它恰与两分矢量的线段构成一个三角形,这个方法称为_,它是平行四边形法就的简化；5. 两个大小相等同时作用

21、于一个物体上的两个力,当它们之间夹角为 90 时,其合力大小为 F,当两力夹角为 120 时,合力大小为（） A. 2F B. 2 F C. 2 F D. 3 F 2 26. 质量为 8kg 的物体,放在水平面上受到水平推力 F=10N的作用,向右运动见图 34 所示；如物体与水平面间的摩擦因数 0 . 1,物体所受到的合力为（）（g 取 10N/kg ）A. 大小为 2.0N,水平向右B. 大小为 2.0N ,水平向左C. 大小为 12.8N,水平向右 D. 0 F图 34 名师归纳总结 7. 以下各组共点力在一个平面内,合力可能为0 的是（）第 14 页,共 17 页A. 15N 、5N、

22、 6N B. 3N 、6N、4N - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆C. 2N 、7N、10N D. 11N 、7N、14N 8. 要将力 F 沿虚线分解为两个分力,哪些是无法分解的（F）12FF11F2221 A B C D 图 36 9. 在图 37 中,球置于斜面与竖直挡板之间,把球的重力G分解为两个分力,下述正确的是（）A. 平行于斜面,垂直于斜面 C. 垂直于档板,平行于斜面B. 垂直于斜面,垂直于挡板 D. 平行于斜面,平行于挡板图 37 10. 在图 38 中,两段绳的连接点悬一重物；保持AB绳水平方向不变,BC

23、沿逆时针缓慢转动,就AB、 BC绳的拉力大小变化是（）A. 增大,增大B. 减小,减小C. 减小,先增大后减小D. 减小,先减后增CA BDG图 38 11. 一段轻绳,一端固定在桥上,另一端系一重物G；用一轻杆加一滑轮支起绳某一点使名师归纳总结 绳与竖直方向成60,如图 39 所示；如轻杆可绕O 点转动,轻杆与竖直方向成多大角能第 15 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆支撑住绳和重物,此时杆的支持力多大？图 39 12. 两人以水平拉力拉一物体沿地面上直线前进,如其中一人用力 150N,与前进方向成30；另

24、一人对物体施加力的最小值是多大？与前进方向成多大角？16. 图 310 中,三角形支架 ABCA,BC与竖直方向成 60 ,AB、BC均为轻杆,重物 G=100N；轻杆 AB的拉力和 BC的支持力各多大？A B60C图 310 13在一块长木板上放一铁块, 当把长木板从水平位置绕一端慢慢抬起时（见图）,铁块所受的摩擦力 A随倾角 的增大而减小名师归纳总结 B在开头滑动前,随角的增大而增大,滑动后,随角的增大而减小第 16 页,共 17 页C在开头滑动前,随角的增大而减小,滑动后,随角的增大而增大D在开头滑动前保持不变,滑动后,随角的增大而减小- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 17 页