高一物理 力的分解知識點

1．力的合成（1）力的合成的本質(zhì)就在于保證作用效果相同的前提下，用一個力的作用代替幾個力的作用，這個力就是那幾個力的“等效力”（合力）。力的平行四邊形定則是運用“等效”觀點，通過實驗總結(jié)出來的共點力的合成法則，它給出了尋求這種“等效代換”所遵循的規(guī)律。（2）平行四邊形定則可簡化成三角形定則。由三角形定則還可以得到一個有用的推論：如果n個力首尾相接組成一個封閉多邊形，則這n個力的合力為零。（3）共點的兩個力合力的大小范圍是|F1－F2|≤F合≤F1＋F2（4）共點的三個力合力的最大值為三個力的大小之和，最小值可能為零。2、力的分解（1）分解原則，要按力的實際效果分解，例：下圖中小球重力的分解：（2）基本類型：①已知兩個分力的方向，求兩個分力的大小時，有唯一解。②已知一個分力的大小和方向，求另一個分力的大小和方向時，有唯一解。③已知兩個分力的大小，求兩個分力的方向時，其分解不惟一。④已知一個分力的大小和另一個分力的方向，求這個分力的方向和另一個分力的大小時，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。（3）用力的矢量三角形定則分析力最小值的規(guī)律：①當已知合力F的大小、方向及一個分力F1的方向時，另一個分力F2取最小值的條件是兩分力垂直。如圖所示，F(xiàn)2的最小值為：F2min=Fsinα②當已知合力F的方向及一個分力F1的大小、方向時，另一個分力F2取最小值的條件是：所求分力F2及合力F垂直，如圖所示，F(xiàn)2的最小值為：F2min=F1sinα③當已知合力F的大小及一個分力F1的大小時，另一個分力F2取最小值的條件是：已知大小的分力F1及合力F同方向，F(xiàn)2的最小值為｜F－F1｜3、正交分解法：把一個力分解成兩個互相垂直的分力，這種分解方法稱為正交分解法。用正交分解法求合力的步驟：（1）首先建立平面直角坐標系，并確定正方向（2）把各個力向x軸、y軸上投影，但應注意的是：及確定的正方向相同的力為正，及確定的正方向相反的為負，這樣，就用正、負號表示了被正交分解的力的分力的方向（3）求在x軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合（4）求合力的大小合力的方向：（為合力F及x軸的夾角）點評：力的正交分解法是把作用在物體上的所有力分解到兩個互相垂直的坐標軸上，分解最終往往是為了求合力（某一方向的合力或總的合力）。4、解題方法技巧進行力的合成或分解常用以下方法：（1）作圖法：按力的圖示作出平行四邊形，然后量出線段的長度并找出方向。（2）計算法：先作出力的平行四邊形，然后利用解三角形的有關(guān)知識求解。（3）正交分解法：將各力沿相互垂直的方向先分解，然后求出兩正交方向上的合力，再合成。注意：合力和分力是等效替代的關(guān)系，因此，在分析物體受力時，合力和分力不能同時作為物體受到的力。例1、如圖甲所示，物體受到大小相等的兩個拉力的作用，每個拉力均為200N，兩力之間的夾角為60°，求這兩個拉力的合力．解析：根據(jù)平行四邊形定則，作出示意圖乙，它是一個菱形，我們可以利用其對角線垂直平分，通過解其中的直角三角形求合力．合力及F1、F2的夾角均為30°．點評：（1）求矢量時要注意不僅要求出其大小，還要求出其方向，其方向通常用它及已知矢量的夾角表示．（2）要學好物理，除掌握物理概念和規(guī)律外，還要注意提高自己應用數(shù)學知識解決物理問題的能力．例2.如圖所示，位于斜面上的木塊在沿斜面向上的力F作用下，處于靜止狀態(tài)，則斜面作用于物體的靜摩擦力（）A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小可能等于F解析：以斜面上物體為研究對象，可對其受到的重力按效果分解，受力分析如圖：討論：（1）若F=G1，物體相對斜面無運動趨勢，靜摩擦力f=0。（2）若F>G1，物體有沿斜面向上運動趨勢，靜摩擦力沿斜面向下，有f＋mgsinθ=F。（3）若F<G1，物體有沿斜面向下運動趨勢，靜摩擦力沿斜面向上，有：綜上所述，正確選項為A、B、C、D。解析：物體受力F作用下勻速運動，按效果將F分解，可得：豎直方向：水平方向：正確選項BD。擴展：若F及水平方向成θ角，斜向下推木箱，使其勻速運動，則摩擦力f大小等于多少？例4、重40N的物體放在水平地面上，沿及地面夾角成角45度的方向拉物體，當拉力F=8N時，物體未動，求物體及地面間的摩擦力f；當拉力F=10N時，物體作勻速滑動，求物體及地面間的滑動摩擦系數(shù)μ．解：選物體為研究對象，物體受拉力F、重力G、支持力N和摩擦力f的作用，其受力情況如圖所示．物體在這四個力的作用下，處于平衡狀態(tài)，將拉力F分解為水平分量Fcosθ和豎直分量Fsinθ．根據(jù)平衡條件，在水平方向有在豎直方向有當F=8N時，物體未動，f為靜摩擦力，由（1）式得f=Fcosθ=8×cos45°=5.66N當F=10N時，物體作勻速滑動，上述平衡條件仍然成立，并且f為滑動摩擦力，有f=μN（3）由（1）、（2）、（3）式解得注意:（1）靜摩擦力隨外力的增大而增大，f≠μN．當外力大到超過最大靜摩擦力時，物體開始滑動，這時才有f=μN．（2）不能認為壓力N總是等于重力G，甚至不加分析地把摩擦力寫成f=μG=μmg．本題中斜向上的拉力使壓力N＜G；若是斜向下的推力作用于物體，則N＞G.求幾個共點力的合力，叫做力的合成。（1）力是矢量，其合成及分解都遵循平行四邊形定則。（2）一條直線上兩力合成，在規(guī)定正方向后，可利用代數(shù)運算。（3）互成角度共點力互成的分析①兩個力合力的取值范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2②共點的三個力，如果任意兩個力的合力最小值小于或等于第三個力，則這三個共點力的合力可能等于零。③同時作用在同一物體上的共點力才能合成（同時性和同體性）。④合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一個分力。力的分解求一個已知力的分力叫做力的分解。（1）力的分解是力的合成的逆運算，同樣遵循平行四邊形定則。（2）已知兩分力求合力有唯一解，而求一個力的兩個分力，如不限制條件有無數(shù)組解。要得到唯一確定的解應附加一些條件：①已知合力和兩分力的方向，可求得兩分力的大小。②已知合力和一個分力的大小、方向，可求得另一分力的大小和方向。③已知合力、