力的合成和分解高一物理系列

第三章相互作用—力人教物理必选第一册力的合成和分解42021.071.理解共点力、合力、分力的概念,掌握合力与分力的关系。2.理解力的合成、力的分解及平行四边形定则,会应用平行四边形定则进行力的合成与分解。3.知道矢量和标量。4.利用等效替代的思想掌握合力与分力的关系及力的合成与分解,体会等效替代的物理思想。学习目标新课导入思考：如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用，而效果不变，上述问题就迎刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。

1、如果一个力产生的效果跟几个力共同作用时产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做这个力的分力。2、求几个力的合力的过程或方法，叫做力的合成。力的合成(1)两个人向相反方向拉车(2)一人推车，一人拉车(3)两个人互成角度拉车

力的合成在做探究两个互成角度的力的合成规律的实验时,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上轻质小圆环,用两个弹簧测力计把小圆环拉到某一位置O点,之后只用一个弹簧测力计拉小圆环,仍使它处于O点,如图所示。探究规律

实验表明，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。这个规律叫作平行四边形定则总结思考：合力是否一定比分力大？①θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：

Fmax＝F1＋F2合力方向与两个力的方向相同②θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：

Fmin＝｜F1－F2｜合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。④二力合力的取值范围：｜F1－F2｜≤F合≤F1＋F2③F合随F1和F2的夹角增大而减小⑥F合可能大于、等于、小于任一分力。⑤θ＝120°且F1=F2时，

｜F合｜=｜F1｜=｜F2｜

两个互成角度的分力与合力间关系：1.合力与分力的关系(1)等效性:合力的作用效果与分力的共同作用效果相同,它们在效果上可以相互替代。(2)同体性:各个分力是作用在同一物体上的。分力与合力作用在同一物体上,作用在不同物体上的力不能求合力。(3)瞬时性:各个分力与合力具有瞬时对应关系,某个分力变化了,合力也同时发生变化。2.平行四边形定则的应用范围平行四边形定则是一切矢量的运算法则,不仅适用于力的合成,也适用于速度、加速度等矢量的合成。总结提高一、力的分解1、定义：求一个力的____的过程，叫力的分解。力的分解是力的合成的____运算2、原则：同样遵守_________分力F1、F2合力F力的合成力的分解把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么与力F共点的平行四边形的两个____,就表示力F的两个_____.逆平行四边行定则邻边分力分力这样平行四边形唯一吗？力的分解要根据力的实际作用效果进行分解Fθ模型转换例1：、按效果分解水平向前拉物体竖直向上提物体产生的两个作用效果θ分析：Gθ例1：倾角为θ的斜面上放有一个物体，如图所示。该物体受到的重力G能对物体产生哪些效果？应当怎样分解重力？分力的大小各是多大？θG2G1两个分力的大小为：原因：引桥越长斜面倾角越小，需要克服分力G1越小，汽车越容易上桥从力学的角度，分析高大的桥为什么要造很长的引桥？效果一：使物体沿斜面下滑效果二：使物体紧压斜面分解原则按力的实际作用效果进行分解引桥就是桥和路之间的“过渡”。引桥可以使车辆能平缓地上下桥面。F1F2F3xyOF2yF1yF3yF3xF1xF2X分解原则---力的正交分解定义：将一个力沿相互垂直的方向进行分解，叫正交分解。正交分解步骤：①建立xoy直角坐标系②沿x轴和y轴将各力分解，得两方向上分力。③根据一条直线求合力方法,分别求xy轴上的合力FX合,FY合④如果处于平衡状态___________________FX合=___________Fy合=____________F1x+F3x-F2XF1y+F2y-F3yFX合=0FY合=0F合=0如果处于非平衡状态____________________（不按力的实际作用效果进行分解）当堂达标

1.(多选)F1、F2两个共点力的合力为F,则下列说法正确的是(

)A.合力F一定大于任一分力B.合力的大小不可能等于F1或F2C.合力有可能小于任何一个分力D.合力F的大小随F1、F2间的夹角增大而减小当堂达标答案:CD解析:根据平行四边形定则,合力可以大于分力、小于分力或等于分力。当F1=F2,且夹角为120°时,合力F=F1=F2,故A、B错误,

C正确。根据平行四边形定则可知,若F1、F2间的夹角增大,则合力F的大小会减小,故D正确。所谓共点力不一定是所有的力均作用在同一点,也可以是力的作用线的延长线交于一点。合力不一定等于两分力的代数和,合力的大小也不一定比每个分力都大。当堂达标3.(力的效果分解法)将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中错误的是(

)当堂达标答案:C解析:A项中物体重力的作用效果为垂直于斜面使物体压紧斜面和沿斜面向下使物体向下滑(或有下滑趋势),故A项正确;B项中物体重力的作用效果为沿两条细绳使细绳张紧,故B项正确;C项中物体重力的作用效果为垂直于两接触面使物体压紧两接触面,故C项错误;D项中物体重力的作用效果为水平向左使物体压紧墙和沿绳向下使绳张紧,故D项正确。4.(力的分解)已知两个力的合力F=10N,其中一个分力F1=16N,则另一个分力F2可能是(

)A.1N B.3N C.5N D.7N当堂达标答案:D解析:两个力的合力大小为10

N,若其中一个分力大小为16

N,则另一个分力的大小应在6

N≤F≤26

N范围内,只有选项D符合要求。5.(两个力的合成的求解)如图所示,两个人共同用力将拉一个牌匾。其中一人用了450N的拉力,另一个人用了600N的拉力,这两个人所用拉力的夹角是90°,求它们的合力。(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)答