XXXX創(chuàng)新設(shè)計(jì)課件第二章相互作用第講力的合成

第3講力的合成和分解1.合力與分力 (1)定義：如果一個(gè)力

跟幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這一個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的

，原來(lái)的幾個(gè)力叫做

． (2)關(guān)系：合力和分力是

的關(guān)系．

力的合成和分解(考綱要求Ⅱ)

產(chǎn)生的效果合力分力等效替代2．共點(diǎn)力：作用在物體的

，或作用線的

交于一點(diǎn)的力，如圖2－3－1所示均是共點(diǎn)力．同一點(diǎn)延長(zhǎng)線圖2－3－1

3．力的合成 (1)定義：求幾個(gè)力的

的過(guò)程． (2)運(yùn)算法則 ①平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的

的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的

和

． ②三角形定則：把兩個(gè)矢量

，從而求出合矢量的方法．合力共點(diǎn)力大小方向首尾相接4．力的分解 (1)定義：求一個(gè)已知力的

的過(guò)程． (2)遵循原則：

定則或

定則． (3)分解方法：①按力產(chǎn)生的

分解；②正交分 解．

分力平行四邊形三角形效果思維深化

判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”．(1)兩個(gè)力的合力一定大于任一個(gè)分力．()(2)合力和分力是等效替代的關(guān)系．()(3)3N的力能夠分解成5N和3N的兩個(gè)分力．()(4)1N的力和2N的合成一定等于3N．()答案(1)×(2)√(3)√(4)×1.矢量：既有大小又有

的量．相加時(shí)遵從

．2．標(biāo)量：只有大小

方向的量．求和時(shí)按

相加．

矢量和標(biāo)量(考綱要求Ⅰ)

方向平行四邊形定則沒(méi)有代數(shù)法則基礎(chǔ)自測(cè)1．F1、F2是力F的兩個(gè)分力．若F＝10N，則下列不可能是F的兩個(gè)分力的是 ()． A．F1＝10N，F(xiàn)2＝10N B．F1＝20N，F(xiàn)2＝20N C．F1＝2N，F(xiàn)2＝6N D．F1＝20N，F(xiàn)2＝30N 解析合力F和兩個(gè)分力F1、F2之間的關(guān)系為|F1－F2|≤F≤F1＋F2，則應(yīng)選C. 答案C2．下列各組物理量中全部是矢量的是()． A．位移、速度、加速度、力 B．位移、長(zhǎng)度、速度、電流 C．力、位移、速率、加速度 D．速度、加速度、力、電流

解析可通過(guò)以下表格對(duì)各選項(xiàng)逐一分析答案A選項(xiàng)診斷結(jié)論A位移、速度、加速度、力既有大小又有方向，遵循平行四邊形定則√B長(zhǎng)度只有大小沒(méi)有方向是標(biāo)量，電流運(yùn)算不遵循平行四邊形定則×C速率是速度的大小，沒(méi)有方向×D電流雖然有大小也有方向，但運(yùn)算不遵循平行四邊形定則×3．一一物體體受到到三個(gè)個(gè)共面面共點(diǎn)點(diǎn)力F1、F2、F3的作用用，三三力的的矢量量關(guān)系系如圖圖2－3－2所示示(小小方格格邊長(zhǎng)長(zhǎng)相等等)，，則下列列說(shuō)法法正確確的是是()．．A．三三力的的合力力有最最大值值F1＋F2＋F3，方向向不確確定B．三三力的的合力力有唯唯一值值3F3，方向向與F3同向C．三三力的的合力力有唯唯一值值2F3，方向向與F3同向D．由由題給給條件件無(wú)法法求出出合力力大小小圖2－3－2解析考查力力的平平行四四邊形形定則則．對(duì)對(duì)于給給定的的三個(gè)個(gè)共點(diǎn)點(diǎn)力，，其大大小、、方向向均確確定，，則合合力的的大小小唯一一、方方向確確定．．排除除A、、C；；根據(jù)據(jù)圖表表，可可先作作出F1、F2的合力力，不不難發(fā)發(fā)現(xiàn)F1、F2的合力力方向向與F3同向，，大小小等于于2F3，根據(jù)據(jù)幾何答案B4．如如圖2－3－3所示示，重重力為為G的物體體靜止止在傾角為為α的斜面面上，，將重重力G分解為為垂直直斜面向向下的的力F1和平行行斜面面向下下的力力F2，那么()．．A．F1就是物物體對(duì)對(duì)斜面面的壓壓力B．物物體對(duì)對(duì)斜面面的壓壓力方方向與與F1方向相相同，，大小小為GcosαC．F2就是物物體受受到的的靜摩摩擦力力D．物物體受受到重重力、、斜面面對(duì)物物體的的支持持力、、靜摩摩擦力力、F1和F2共五個(gè)個(gè)力的的作用用圖2－3－3解析重力G是物體體受的的力，，其兩兩個(gè)分分力F1和F2作用在在物體體上，，故A錯(cuò)誤誤；F2與物體體受到到的靜靜摩擦擦力等等大反反向，，并不不是物物體受受到的的靜摩摩擦力力，C錯(cuò)誤誤；F1、F2不能與與物體體的重重力G同時(shí)作作為物物體受受到的的力，，D錯(cuò)錯(cuò)誤；；物體體對(duì)斜斜面的的壓力力的大大小等等于重重力G的分力力F1＝Gcosα，方向向與F1方向相相同，，B正正確．．答案B5．(2013·蘇蘇北四四市二二次調(diào)調(diào)考)如圖2－－3－－4所示，，吊床床用繩繩子拴拴在兩兩棵樹(shù)樹(shù)上等等高位位置．某某人先先坐在在吊床床上，，后躺躺在吊吊床上，均均處于于靜止止?fàn)顟B(tài)態(tài)．設(shè)設(shè)吊床床兩端端系繩繩中的拉拉力為為F1、吊床床對(duì)該該人的的作用用力為為F2，則()．．A．坐坐著比比躺著著時(shí)F1大B．．躺著著比坐坐著時(shí)時(shí)F1大C．坐坐著比比躺著著時(shí)F2大D．．躺著著比坐坐著時(shí)時(shí)F2大圖2－3－4答案A熱點(diǎn)一一共共點(diǎn)力力的合合成【典例例1】】?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)點(diǎn)力F1、F2大小不不同，，它們們的合合力大大小為為F，則()．A．F1、F2同時(shí)增增大一一倍， B．F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10N C．F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)一定不變 D．若F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)一定增大 解析F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍，選項(xiàng)A正確．F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)不一定增加10N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)可能變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．若F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案A反思總總結(jié)解答共共點(diǎn)力力的合合成問(wèn)問(wèn)題時(shí)時(shí)的兩兩點(diǎn)(1)合成力時(shí)，要正確理解合力與分力的大小關(guān)系．合力與分力的大小關(guān)系要視情況而定，不能形成合力總大于分力的思維定勢(shì)．(2)三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于兩個(gè)較小力的和與第三個(gè)較大的力之差．

【跟蹤蹤短訓(xùn)訓(xùn)】1．如圖2－－3－－5所所示，，相隔隔一定定距離離的兩兩個(gè)相同的的圓柱柱體A、B固定在在等高高的水水平線線上，一一細(xì)繩繩套在在兩圓圓柱體體上，，細(xì)繩繩下端端懸掛一一重物物．繩繩和圓圓柱體體之間間無(wú)摩摩擦，，當(dāng)重物物一定定時(shí)，，繩越越長(zhǎng)()．．圖2－3－5A．繩繩對(duì)圓圓柱體體A的作用用力越越小，，作用用力與與豎直直方向向的夾夾角越越小B．繩繩對(duì)圓圓柱體體A的作用用力越越小，，作用用力與與豎直直方向向的夾夾角越越大C．繩繩對(duì)圓圓柱體體A的作用用力越越大，，作用用力與與豎直直方向向的夾夾角越越小D．繩繩對(duì)圓圓柱體體A的作用用力越越大，，作用用力與與豎直直方向向的夾夾角越越大解析題中裝裝置關(guān)關(guān)于AB連線的的中垂垂線對(duì)對(duì)稱，，因此此，三三段繩繩中的的張力力相等等．對(duì)對(duì)物體體，兩兩段繩繩的張張力的的合力力等于于物體體的重重力，，若繩繩越長(zhǎng)長(zhǎng)，則則兩段段繩間間的夾夾角越越小，，則張張力越越?。畬?duì)A圓柱體，，兩段繩繩的張力力的合力力即對(duì)圓圓柱體的的作用力力，繩越越長(zhǎng)，兩兩繩的夾夾角越大大，則合合力越小小，合力力方向與與豎直方方向的夾夾角越小小，選項(xiàng)項(xiàng)A正確確．答案A2．三個(gè)個(gè)共點(diǎn)力力大小分分別是F1、F2、F3，關(guān)于它它們的合合力F的大小，，下列說(shuō)說(shuō)法中正正確的是是()．A．F大小的取取值范圍圍一定是是0≤F≤F1＋F2＋F3B．F至少比F1、F2、F3中的某一一個(gè)大C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要要適當(dāng)調(diào)調(diào)整它們們之間的的夾角，，一定能能使合力力為零D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要要適當(dāng)調(diào)調(diào)整它們們之間的的夾角，，一定能能使合力力為零解析合力不一一定大于于分力，，B錯(cuò)，，三個(gè)共共點(diǎn)力的的合力的的最小值值能否為為零，取取決于任任何一個(gè)個(gè)力是否否都在其其余兩個(gè)個(gè)力的合合力范圍圍內(nèi)，由由于三個(gè)個(gè)力大小小未知，，所以三三個(gè)力的的合力的的最小值值不一定定為零，，A錯(cuò)；；當(dāng)三個(gè)個(gè)力的大大小分別別為3a、6a、8a，其中任任何一個(gè)個(gè)力都在在其余兩兩個(gè)力的的合力范范圍內(nèi)，，故C正正確，當(dāng)當(dāng)三個(gè)力力的大小小分別為為3a、6a、2a時(shí)，不滿滿足上述述情況，，故D錯(cuò)錯(cuò)．答案C熱點(diǎn)二力力的分分解2．正交交分解法法(1)定義：將已已知力按按互相垂垂直的兩兩個(gè)方向向進(jìn)行分分解的方方法．(2)建立坐標(biāo)標(biāo)軸的原原則：一一般選共共點(diǎn)力的的作用點(diǎn)點(diǎn)為原點(diǎn)點(diǎn)，在靜靜力學(xué)中中，以少少分解力力和容易易分解力力為原則則(即盡量多多的力在在坐標(biāo)軸軸上)；在動(dòng)力力學(xué)中，，以加速速度方向向和垂直直加速度度方向?yàn)闉樽鴺?biāo)軸軸建立坐坐標(biāo)系．．圖2－3－－6圖2－3－－7甲乙答案A【跟蹤短短訓(xùn)】3．將物體所受受重力按按力的效效果進(jìn)行行分解，，下列圖圖中錯(cuò)誤誤的是()．解析A項(xiàng)中物物體重力力分解為為垂直于于斜面使使物體壓壓緊斜面面的分力力G1和沿斜面面向下使使物體向向下滑的的分力G2；B項(xiàng)中中物體的的重力分分解為沿沿兩條細(xì)細(xì)繩使細(xì)細(xì)繩張緊緊的分力力G1和G2，A、B項(xiàng)圖均均畫(huà)得正正確．C項(xiàng)中物物體的重重力應(yīng)分分解為垂垂直于兩兩接觸面面使物體體壓緊兩兩接觸面面的分力力G1和G2，故C項(xiàng)項(xiàng)圖畫(huà)錯(cuò)錯(cuò)．D項(xiàng)項(xiàng)中物體體的重力力分解為為水平向向左壓緊緊墻的分分力G1和沿繩向向下使繩繩張緊的的分力G2，故D項(xiàng)項(xiàng)圖畫(huà)得得正確．．答案C4．如圖圖2－3－8所所示，將將力F分解為F1和F2兩個(gè)分力力，已知知F1的大小和和F2與F之間的夾夾角α，且α為銳角，，則下列列說(shuō)法錯(cuò)錯(cuò)誤的是是()．A．當(dāng)F1>Fsinα?xí)r，一定定有兩解解B．當(dāng)F1＝Fsinα?xí)r，有唯唯一解C．當(dāng)F1<Fsinα?xí)r，無(wú)解解D．當(dāng)Fsinα<F1<F時(shí)，一定定有兩解解圖2－3－－8解析將一個(gè)力力分解為為兩個(gè)分分力，由由三角形形定則知知分力與與合力可可構(gòu)成封封閉三角角形．當(dāng)當(dāng)F1<Fsinα?xí)r，三個(gè)個(gè)力不能能構(gòu)成封封閉三角角形，故故不可能能分解為為這樣的的一對(duì)分分力F1和F2，選項(xiàng)C正確；；當(dāng)F1＝Fsinα?xí)r，可構(gòu)構(gòu)成唯一一一個(gè)直直角三角角形，選選項(xiàng)B正正確；當(dāng)當(dāng)Fsinα<F1<F時(shí)，F(xiàn)1、F2與F可構(gòu)成兩兩個(gè)矢量量三角形形，即有有兩解，，選項(xiàng)D正確；；對(duì)于選選項(xiàng)A，，由于不不能確定定F1是否小于于F，結(jié)合前前面的分分析知，，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．．答案A根據(jù)所學(xué)學(xué)知識(shí)，，排除明明顯錯(cuò)誤誤的選項(xiàng)項(xiàng)，留下下正確的的選項(xiàng)，，這種方方法叫排排除法．．思想方法法3.處理理合力與與分力關(guān)關(guān)系的五五種方法法排除法某些物理理問(wèn)題本本身沒(méi)有有表現(xiàn)出出對(duì)稱性性，但經(jīng)經(jīng)過(guò)采取取適當(dāng)?shù)牡拇胧┘蛹右赞D(zhuǎn)化化，把不不具對(duì)稱稱性的問(wèn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化化為具有有對(duì)稱性性的問(wèn)題題，這樣樣可以避避開(kāi)繁瑣瑣的推導(dǎo)導(dǎo)，迅速速地解決決問(wèn)題．．對(duì)稱法【典例2】如圖2－3－9所所示，有有5個(gè)力力作用于同一點(diǎn)點(diǎn)O，表示這這5個(gè)力力的有向向線段恰恰構(gòu)成一個(gè)個(gè)正六邊邊形的兩兩鄰邊和和三條對(duì)對(duì)角線，已知知F1＝10N，求求這5個(gè)個(gè)力的合合力大小()．A．50NB．30NC．20ND．10N解析利用三角角形法則則可知：：F2和F4的合力等等于F1，F(xiàn)5和F3的合力也也等于F1，這5個(gè)個(gè)力的合合力大小小為3F1＝30N.答案B圖2－3－－9對(duì)于三個(gè)個(gè)共點(diǎn)力力的合力力是否可可能為零零，要看看三個(gè)力力F1、F2、F3是否滿足足|F1－F2|≤F3≤F1＋F2，若F3在此范圍圍內(nèi)，合合力可能能為零．．反之，，合力不不可能為為零．根根據(jù)三個(gè)個(gè)共點(diǎn)力力的這種種關(guān)系，，便可以以確定出出某個(gè)力力的范圍圍．范圍法【典例3】一物體同時(shí)時(shí)受到同同一平面面內(nèi)的三三個(gè)共點(diǎn)點(diǎn)力的作作用，下下列幾組組力的合合力不可可能為零零的是()．A．5N,8N,9NB．5N,2N,3NC．2N,7N,10ND．1N,10N,10N解析每一組力力中F1、F2、F3任意確定定，當(dāng)?shù)诘谌齻€(gè)力力F3的大小介介于F1＋F2與|F1－F2|之間時(shí)時(shí)，則合合力可能能為零，，故A、、B、D正確，，C錯(cuò)誤誤．答案C對(duì)某一問(wèn)問(wèn)題進(jìn)行行分析，，取特定定值，比比較討論論，得出出可能的的結(jié)論．．討論法圖2－3－－10答案A圖解法是是利用力力矢量三三角形中中，角與與邊長(zhǎng)的的變化情情況來(lái)直直接確定定物理量量變化情情況．圖解法【典例5】如圖2－3－11所示，，一物塊塊受一恒恒力F作用，現(xiàn)現(xiàn)要使該該物塊沿沿直線AB運(yùn)動(dòng)，應(yīng)應(yīng)該再加上另另一個(gè)力力的作用用，則加加上去的的這個(gè)力力的最小值值為()．A．FcosθB．FsinθC．FtanθD．Fcotθ圖2－3－－11解析物體雖只只受兩個(gè)個(gè)力作用用，但物物體要沿沿直線AB運(yùn)動(dòng)，就就意味著著這兩個(gè)個(gè)力的合合力的方方向是不變變的．可可以看成成是一個(gè)個(gè)力(已已知的力力F)恒定，一一個(gè)力(合力)的方向向一