高一物理合力与分力的概念、力的合成与分解、平行四边形法则上海科技版知识精讲.doc

高一物理合力与分力的概念、力的合成与分解、平行四边形法则上海科技版【本讲教育信息】一、教学内容：合力与分力的概念、力的合成与分解、平行四边形法则二、考点点拨力的合成和分解是对物体进行了受力分析后，对物体的受力必须要进行的，只有对物体进行了求分力和合力后才能确定待求解的力，确定物体的运动情况，它是物理力学阶段必须具备的一种能力，它将贯穿我们整个高中阶段，同时它也经常作为单独知识点或综合在某道题中在高考中进行考查。三、跨越障碍（一）矢量和标量物理量可以分为两类：矢量、标量矢量：既有大小又有方向的物理量。例：力、速度、位移、加速度等标量：只有大小没有方向的物理量。例：路程、时间、质量等标量在计算时遵从代数法则，直接进行加减。（二）合力与分力一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。合力和分力之间是效果上的等效“替代”关系，不是简单的加减关系。（三）平行四边形定则共点力：几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫做共点力。求两个互成角度共点力的合力，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，这叫做力的平行四边形定则。平行四边形定则是矢量运算法则，所有的矢量运算都遵循此定则。（四）力的合成求几个已知力的合力，叫力的合成。1、两个共线力的合成：两个力在一条直线上时，求合力直接加减，同向相加，异向相减。2、两个不共线力的合成：两个力不在一条直线上时，求合力用平行四边形定则，分力是平行四边形的两条邻边，合力是对角线。此时求合力只能用平行四边形定则，而不能直接加减，此时合力的值也不等于两个分力的大小之和。如果两个分力之间的夹角为则此时两个力的合力大小为：=注：（1）不明确具体方向的两个共点力的合力有其范围：两个分力方向相反时取最小值，方向相同时取最大值。例1、一物体受到同一平面内的两个共点力，大小分别为10n、15n，则这两个力的合力为多大？解：因为不知道两个分力的具体方向关系，所以合力为一范围： 5n25n两分力方向相反时最小为5n，方向相同时最大为25n（2）由公式=可以看出，当两个分力大小不变，而改变两个分力间的夹角时，的大小随着夹角的增大而减小。（3）对于两个分力夹角为90时，我们也用勾股定理和三角函数关系解决相关问题。用勾股定理=用三角函数关系=cos =sin=tan3、物体受到两个以上的力时求合力：先合成两个力，再用这两个力的合力和其余的力依次合成。例2、求f1、f2、f3三个力的合力，可以先求出f1、f2两个力的合力f12，再用这个合力和第三个力f3合成，最终的合力就是这三个力的合力三个力合成时（1）合力的最大值等于f1+f2+f3 ，如果满足，则三个力的合力的最小值就为0（2）同一平面内，三个大小相等，互成120的力合成，合力为0（五）力的分解力的分解是力的合成的逆运算。我们知道，以一条对角线可以作出无数个平行四边形，所以一个力分解为两个分力时，有无数种分解的方法，就有无数种解。1、按实际效果分解：根据力产生的实际作用效果进行分解一物体在力f的作用下向右运动，此时力f有两个作用效果：一个效果水平向右，还有一个向上的效果，所以我们把力f分解为一个水平向右的分力和一个竖直向上的分力。此时的重力有两个效果，一方面拉紧绳子，另一方面使小球压紧墙面，所以我们把重力分解为一个沿绳子的分力和一个垂直于墙的分力2、正交分解法：通常力会产生两个互相垂直的作用效果，所以我们通常把力分解到两个互相垂直的方向。斜面上的物体，重力产生的两个效果互相垂直，所以把重力分解为沿斜面和垂直于斜面两个方向。例3、在图中，三角架b点用一根细绳挂一个50n的重物g，求横梁ab和斜梁bc所受的力。解：对b点的拉力可以分解为沿ab和沿bc两个方向则沿ab的分力=ftan60=50n 沿bc的分力=f/cos60=100n所以横梁ab受到的力为50n，斜梁bc所受到的力为100n四、小结本节重点要掌握的就是力的平行四边形定则，它是力的合成和分解的法则，是所有矢量都必须遵守的定则。而力的分解当中，在遵守平行四边形定则的基础上注意正交分解法的使用。【模拟试题】1、若两个分力的大小分别为3n、5n，其合力的可能值为 （ ）a、1nb、3nc、5nd、9n2、两个大小和方向都确定的共点力，其合力的（ ）a、大小和方向都确定 b、大小确定，方向不确定c、大小不确定，方向确定 d、大小和方向都不确定*3、两个共点力，一个是40n，另一个未知，合力大小为100n，则另一个未知力的大小为（ ）a、20n b、40n c、80n d、150n4、物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是 （ ）a、5n 7n 8n b、5n 2n 3nc、1n 5n 10n d、10n 10n 10n*5、两个大小恒定的共点力，合力的最大值为a，合力的最小值为b，当两个共点力互相垂直时，合力的大小为 （ ）a、 b、 c、 d、6、在单杠上做引体向上时，甲同学两手距离与肩同宽，乙同学两手间距大于肩宽，则以下说法中正确的是 （ ）a、甲同学更省力 b、乙同学更省力 c、两同学一样费力 d、无法比较7、对一个已知力f进行分解，已知下面哪一个条件，则它的解肯定是唯一的 （ ）a、已知一个分力的大小和方向 b、已知两个分力的方向c、已知一个分力的大小和另一个分力的方向 d、已知一个分力的方向*8、水平地面上斜放着一块木板ab，如图所示，在木板上放一木块处于静止状态，现使斜面的b端缓慢放低，则木块所受的弹力n，摩擦力f的变化情况是 （ ）a、n增大，f减小b、n减小，f增大 c、n减小，f减小 d、n增大，f增大*9、图中重物的质量为m，轻细线ao和bo的a、b端是固定的，平衡时ao是水平的，bo与水平面的夹角为，ao的拉力和bo的拉力的大小是 （ ）a、=mgcos b、=mgcotc、=mgsin d、=mg/sin*10、一根长为l的易断的均匀细绳，两端固定在天花板上的a、b两点，若在细绳的c处悬一重物，已知accb，如图所示，则下列说法正确的是 （ ）a、增加重物的重力，bc段先断b、增加重物的重力，ac段先断c、将a端往左移比往右移时绳子容易断d、将a端往右移时绳子容易断11、两个人共同用力将一块牌匾拉上墙头，其中一人用了450n的拉力，另一人用了600n的拉力，如果这两个拉力互相垂直，求它们的合力。*12、如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，o点为其球心，碗内表面及碗口光滑，一根细绳跨在碗口上，绳子两端分别系有质量为m1、m2的小球，当它们处于静止时，质量为m1的小球与o点的连线与水平线的夹角为60，则这两个小球质量之比为？试题答案1、bc 解析： 2n8n2、a 解析：分力确定则合力确定3、c 解析： 60n140n4、c 解析：如果满足，则三个力的合力的最小值就为05、d 解析：+=a -=b =6、a 解析：合力一定时，分力间夹角越小，分力越小7、ab 解析：可以用平行四边形定则作图得出，c有两个解，d有无数个解8、a 解析：弹力n应该等于重力的垂直斜面分力n=mgcos 摩擦力f应该等于重力的沿斜面分力f=mgcos当斜面变平缓，减小，n增大，f减小9、bd 解析：如图：等于重力沿水平绳的分力等于重力沿斜绳的分力=mgcot，=mg/sin10、ac 解析：由图可看出，重力沿短绳方向的