2020-2021学年高考物理一轮复习核心考点专题5 力的合成与分解
知识一 力的合成 1.合力与分力
(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力. (2)关系:合力与分力是等效替代关系. 2.共点力
作用在物体的同一点,或作用线交于一点的几个力.如图均为共点力.
3.力的合成
(1)定义:求几个力的合力的过程. (2)运算法则
①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力,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.如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力.
①三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量.如图乙,F1、F2为分力,F为合力. 知识二 力的分解
1.定义:求一个力的分力的过程.力的分解是力的合成的逆运算.
2.遵循的原则 (1)平行四边形定则. (2)三角形定则. 3.分解方法
(1)效果分解法.如图所示,物体重力G的两个作用效果,一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面,这两个分力与合力间遵循平行四边形定则,其大小分别为G1=Gsin θ,G2=Gcos θ. (2)正交分解法. 力的分解
一个力分解为两个力,从理论上讲有无数组解,因为同一对角线可以构成的平行四边形有无穷多个. 知识三 矢量和标量
1.矢量:既有大小又有方向的物理量,叠加时遵循平行四边形定则,如速度、力等. 2.标量:只有大小没有方向的物理量,求和时按代数法则相加,如路程、速率等. 对点练习
1. (多选)关于两个力的合力,下列说法错误的是( ) A.两个力的合力一定大于每个分力 B.两个力的合力可能小于较小的那个分力 C.两个力的合力一定小于或等于每个分力
D.当两个力大小相等时,它们的合力可能等于分力大小
【答案】AC
【解析】设分力F1与分力F2的夹角为θ,根据力的平行四边形定则,合力F是以F1、F2为邻边的平行四边形所夹的对角线,如图所示.当θ=0°时,F=F1+F2;当θ=180°时,F=|F1-F2|,以上分别为合力F的最大值和最小值.当F1=F2且夹角θ=180°时,合力F=0,小于任何一个分力;当F1=F2,夹角θ=120°时,合力F=F1=F2.故选项A、C错误.
2. 某班级同学要调换座位,一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动,则下列说法正确的是 ( )
A.拉力的水平分力等于桌子所受的合力 B.拉力的竖直分力小于桌子所受重力的大小 C.拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小 D.拉力与重力的合力方向一定沿水平方向 【答案】B
【解析】由于桌子沿水平地面匀速运动,所以一定沿地面有与运动方向相反的滑动摩擦力,根据摩擦力的产生条件,一定有竖直向上的弹力,所以桌子应受到四个力的作用而平衡,即重力、斜向上的拉力、竖直向上的支持力和沿水平地面与运动方向相反的摩擦力,且四个力的合力为零,故A错误;将斜向上的拉力分解成竖直向上的分力和水平向前的分力,则竖直方向上三力平衡,水平方向上二力平衡,故B正确;拉力与摩擦力的合力大小等于拉力的竖直分力,小于重力,故C错误;拉力和重力的合力方向一定斜向下不沿水平方向,故D错误.
3. 将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中错误的是 ( )
【答案】C