力的合成与分解总结
一、力的合成
合力与分力的定义
当一个物体受到几个力的共同作用时,我们可以求出一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的效果相同。这个力就叫做那几个力的合力,其他的几个力就叫做分力。
例题1:对合力与分力概念的理解
一件行李重为G,被绳OA和OB吊在空中,OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2,如图所示,则()
A.F1、F2的合力是G B.F1、F2的合力是F
C.行李对绳OA的拉力方向与F1方向相反,大小相等
D.行李受到重力G、OA绳的拉力F1、OB绳的拉力F2,还有F共四个力作用
答案详解 此题答案为:BC。
解:AB、图中F1、F2的合力为F,合力与分力是等效替代的关系,所以两个绳子的拉力的合力不是重力,故A错误,B正确;
C、行李对绳OA的拉力与绳对行李的拉力F1是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故C正确;
D、行李受重力和两绳的拉力,共3个力作用,F是两个拉力的合力,不是物体实际受到的力,它与两个分力之间的关系是一种等效替代关系,故D错误。
故选BC。 【解题方法提示】
行李受重力和两绳的拉力F1、F2处于平衡状态,根据共点力平衡条件分析F1和F2两个力的合力大小;根据牛顿第三定律分析绳子对行李的拉力与行李对绳子的拉力关系;分析物体的受力时,合力不是物体实际受到的力,据此解答。 例题2:对受力分析变力的理解
用水平力F推静止在斜面上的物块,当力F由零开始逐渐增大而物块仍保持静止状态,则物块( )
A.所受合力逐渐增大 B.所受斜面摩擦力逐渐增大 C.所受斜面弹力逐渐增大 D.所受斜面作用力逐渐变小
答案详解
C 解:
A、物块保持静止,合力保持为零不变.故A错误 B、当力F较小时,物块受力图如图1. 根据平衡条件得
当力F较大时,物块受力图如图2.
,当F增大时,f减小;
根据平衡条件得故B错误. C、
,当F增大时,f增大.
,F增大时,N增大.所以C选项是正确的.
,当F增大时,物
D、物块所受斜面的作用力与重力和力F的合力大小相等,等于块所受斜面的作用力增大.故D错误. 所以C选项是正确的
解析:物块保持静止,合力保持为零不变.以物块为研究对象,根据平衡条件分析:物块所受斜面的摩擦力先减小,后增大.弹力逐渐增大.物块所受斜面的作用力与重力和力F的合力大小相等,逐渐增大.
总结:
1、合力与分力的关系
?等效性:合力的作用效果与各个分力的作用效果相同??同体性:各个分力是作用在同一个物体上,分力与合力都是相对于同一个物体而言?瞬时性:各个分力与合力瞬时对应。(分力变化,合力同时发生变化)?
等效替代法
例题3:对力的合成的理解
如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角。若此人所受重力为,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )。
A: B:
C:
D:
正确率: 64%, 易错项: B
解析: 问题求解:人受力可以看成两部分,一部分是重力,另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力。人处于平衡状态,根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值反向,即大小是G。综上所述,本题正确答案为A。
总结:
2、力的合成
求几个力的合力的过程叫作力的合成
?1、力的合成是唯一的?才能合成?2、只有同一物体受的力? 合成?3、不同性质的力也可以?4、受力分析中分力和合力不能同时出现?3、共点力:共同作用在同一点上,或者反响延长线交于一点。 画受力分析图时,一般把作用点平移到物体的重心。
平行四边形定则适用于一切矢量合成的普适定则。速度、加速度、位移、力
总结:
1、求共点力的合力常用的方法
?作图法:遵循平行四边形法则,用量角器??计算法:平行四边形求示意图,然后数学知识求对角线所表示的合力的大小和方向?平衡法:一个物体受多个力的作用,任意一个力和其他力的合力等大、反向?善于归纳总结,特殊条件下的力的合成
2、重要结论
(1)二个分力一定时,夹角θ越大,合力越小. (2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力. 例题4:同一平面上共点力的最值问题
如图3所示,用一根长为l的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向成30°角且绷紧,小球A处于静止状态,对小球A施加的最小的
图3
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A.3mg B.2mg C.2mg D.3mg 答案 C
解析 球受重力mg、绳的拉力FT、外力F三个力作用,合力为零.则 mg与F的合力一定与FT等大反向,画出力的三角形可知,当F与FT垂 1
直时F最小,Fmin=mgsin 30°=2mg,选项C正确.
总结:
(4)两个共点力的合力范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2 (5)三个共点力的合成范围
①最大值:三个力同向时,其合力最大.