课时4 力的合成和分解 核心 目标 1.知道合力与分力的性质、关系,理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则. 2.了解力的分解,知道力的分解是力的合成的逆运算,会利用作图和三角函数知识求解合力或者分力. 考向1 合力与分力的关系 1.合力与分力是等效替代关系,即合力的作用效果与分力的作用效果相同. 2.两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而减小,随θ的减小而增大. (1) 两分力同向(θ=0)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向. (2) 两分力反向(θ=180°)时,合力最小,F=|F1-F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同. (3) 合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2. 3.合力可能大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等于某一分力. 关于分力与合力,下列说法中正确的是( C ) A.分力与合力同时作用在同一个物体上,所以它们都是物体受到的力 B.合力的大小一定大于每一个分力的大小 C.合力的大小可能小于其中一个分力的大小 D.两个分力夹角不变,其中一个分力变大,则合力一定变大 解析:合力与分力不是物体同时受到的力,A错误;合力可能大于分力,也可能小于分力,还可能等于分力,B错误,C正确;两分力夹角不变时,一个分力变大,合力既可能变大,也可能不变或变小,D错误. 考向2 力的合成 1.力的合成所遵循的规律:平行四边形定则. 2.合力的计算方法 (1) 作图法 ① 基本思路: ② 如图所示:用作图法求F1、F2的合力F. (2) 计算法 两分力不共线时,可以根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图,然后由几何知识求解对角线,即为合力. 以下为求合力的三种特殊情况: 类型 作图 合力的计算 两分力相互垂直 大小:F= 方向:tan θ= 两分力等大,夹角为θ 大小:F=2F1cos 方向:F与F1夹角为(当θ=120°时,F=F1=F2) 合力与其中一个分力垂直 大小:F= 方向:sin θ= (3) 三角形定则 平行四边形的一半是三角形,在求合力的时候,只要把表示原来两个力的矢量首尾相接,然后从第一个力的箭尾向第二个力的箭头画一个矢量(如图所示),这个矢量就表示原来两个力的合力. (2024·阳江期末)如图所示,轻质细线AB间的O点有一个重力为G的静止溜溜球,已知∠AOB=θ,不计摩擦.则此时溜溜球所受的细线弹力合力大小是( A ) A.G B.G C. D.2sin 解析: 溜溜球静止于O点,则处于平衡状态,如图所示,细线OA、OB弹力的合力大小与重力大小相等,方向相反,则细线弹力合力大小等于G,故选A. 同时作用在质点O上的三个力F1、F2、F3,已知F1=F2=2 N,F3=4 N,它们的方向分别沿着正六边形两条边和一条对角线,如图所示,则这三个力的合力大小等于( A ) A.6 N B.8 N C.10 N D.12 N 解析:已知F1=F2=2 N,F3=4 N,由题图可知,F1、F2的夹角为120°,根据平行四边形定则可知,F1、F2的合力大小为2 N,方向沿F3的方向,所以F1、F2、F3合力的大小为F=2 N+4 N=6 N,A正确,B、C、D错误. 多力合成的方法 多力(如4个力)合成时可以先将F1、F2合成,然后再与F3、F4合成,即采用逐力合成的方法;也可以先将便于合成的两力合成,然后再与其他力合成,如先合成F1与F3、F2与F4,然后再将两个合力进行合成. 考向3 力的分解 1.按力的作用效果分解的一般思路 2.按实际效果分解的几个实例 实例 分析 地面上物体受斜向上的拉力F,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2.F1=F cos α,F2=F sin α 质量为m的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1;二是使物体压紧斜面的分力F2. F1=__mg_sin_α__,F2=mg cos α 质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上 ... ...
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