第三章-2力的合成與分解

課時5

力的合成與分解考點1考點2考點1力的合成1.合力與分力:如果一個力的作用效果跟幾個力共同作用的效果相同,這一個力就叫那幾個力的合力,那幾個力就叫這個力的分力。合力和分力是一種等效替代關系。2.共點力:作用在物體上的力的作用線(或作用線的反向延長線)交于一點的力。考點1考點23.力的合成的運算法則(1)平行四邊形定則:求兩個互成角度的共點力F1、F2的合力,可以用表示F1、F2的有向線段為鄰邊作平行四邊形,平行四邊形的對角線就表示合力的大小和方向,如圖甲所示。(2)三角形定則:求兩個互成角度的共點力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的有向線段首尾順次相接地畫出,把F1、F2的另外兩端連接起來,則此連線就表示合力的大小和方向,如圖乙所示?？键c1考點21.兩個分力一定時,夾角θ越大,合力越小;合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力。共點的兩個力F1、F2的合力取值范圍是|F1-F2|≤F合≤F1+F2。2.共點力合成的方法:(1)作圖法:從力的作用點起,按同一標度作出兩個分力F1和F2的圖示,再以F1和F2的圖示為鄰邊作平行四邊形,畫出過作用點的對角線,量出對角線的長度,計算出合力的大小;量出對角線與某一力的夾角確定合力的方向(如圖所示)。考點1考點2(2)解析法:以下是合力計算的兩種特殊情況

考點1考點2典例1一物體受到三個大小方向均不變的共面共點力F1、F2、F3的作用,三力的矢量關系如圖所示(小方格邊長相等),則下列說法正確的是(

)A.三力的合力有最大值F1+F2+F3,方向不確定B.三力的合力有惟一值3F3,方向與F3同向C.三力的合力有惟一值2F3,方向與F3同向D.由題給條件無法求出合力大小答案解析解析關閉根據平行四邊形定則,F1、F2的合力大小等于2F3,方向與F3相同,再跟F3合成,兩個力同向,則三個力的合力為3F3,所以B選項正確。答案解析關閉B考點1考點2典例2在如圖所示裝置中,兩物體質量分別為m1、m2,懸點a、b間的距離遠大于滑輪的直徑,不計一切摩擦,整個裝置處于靜止狀態(tài),下列說法錯誤的是(

)A.α一定等于βB.m1可能小于m2C.如果稍增大懸點a、b間的距離,α與β之和將增大D.如果稍增大m2,α與β之和將增大答案解析解析關閉繩子通過定滑輪和動滑輪相連,繩子上各點的拉力相等,根據對稱性,α一定等于β,選項A正確;當α與β之和大于120°時,m1小于m2,選項B正確;如果稍增大懸點a、b間的距離,對動滑輪而言,由于合力與分力都沒變化,所以α與β之和也不變,選項C錯誤;如果稍增大m2,對動滑輪而言,合力不變,分力變大,α與β之和將增大,選項D正確。答案解析關閉C考點1考點2考點2力的分解1.遵循的原則:平行四邊形定則或三角形定則。2.力的分解方法:(1)按產生效果分解:根據力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向,再根據兩個實際分力的方向畫出平行四邊形,最后由平行四邊形和數(shù)學知識求出兩分力的大小。常見的按效果分解力的情形:考點1考點2考點1考點2(2)正交分解法:將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法,求多個共點力的合力時,往往用正交分解法。考點1考點2典例3(2017浙江4月學考)重力為G的體操運動員在進行自由體操比賽時,有如圖所示的比賽動作,當運動員豎直倒立保持靜止狀態(tài)時,兩手臂對稱支撐,夾角為θ,則(

)A.當θ=60°時,運動員單手對地面的正壓力大小為B.當θ=120°時,運動員單手對地面的正壓力大小為GC.當θ不同時,運動員受到的合力不同D.當θ不同時,運動員與地面之間的相互作用力不相等答案解析解析關閉答案解析關閉考點1考點2典例4手機已經成為了人們日常必備品之一,低頭看手機的“低頭族”隨處可見(圖甲)。有研究發(fā)現(xiàn),若玩手機時姿勢不當,可能讓頸椎承受重壓。為求證這一問題,某同學查閱相關資料,畫出了“低頭族”頭部前傾某一角度時的模型(圖乙),頸椎看成輕桿,頸部肌肉看成輕繩,頭部看成質點,所受重力已標出。用作圖法可粗略得到頸椎承受的壓力大約是頭部重力的多少倍