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1、力的分解与合成讲义（通用）知识精解一受力分析1、一般步骤：（1）明确分析对象（2）将分析对象单独隔离出来（3）按照“一重二弹三摩擦”的顺序进行分析a、一般情况下，重力一定有；b、弹力看四周：看研究对象跟其他物体有几个接触面（点），直接是否有相互挤压，有则存在弹力。c、摩擦力看接触面：有弹力的接触如果不是光滑的，而且有相对运动或者相对运动趋势的话，那么就存在着 摩擦力（4）检查是否漏力，是否添力2、注意事项：（1）只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他对象的作用力。（2）每个力都有其施力物体；（3）平衡力和相互作用力的异同：相互作用的两个力和平衡力的两个力都是大小相等，方向相反，作用在同一
2、直 线上的两个力，但相互作用力作用在两个物体上.（4）结合牛顿定律3、整体法和假设法相结合。二.力的合成、合力与分力1. 合力与分力：如果一个力作用在物体上，产生的效果，与另外几个力同时作用于这个物体上产生的效果相同， 原来的一个力就是另外几个力的合力。另外几个力叫分力。合力是几个力的等效力，是互换的，不是共存的。2. 共点力：几个力的作用点相同，或几个力的作用线相交于一个点，这样的力叫共点力。3. 力的合成：求几个共点力的合力的过程叫力的合成。力的合成就是在保证效果相同的前提下，进行力的替代，也就是对力进行化简，使力的作用效果明朗化。现阶段只对共点（共面）力进行合成。4. 平行四边形定则：两
3、个共点力的合力与分力满足关系是：以分力为邻边做平行四边形，以共点顶向另一顶点做 对角线，即为合力。这种关系叫平行四边形定则。5. 力的合成方法：几何作图法，计算法。6. 多个力的合成先取两个力求合力，再与第三个力求合力，依次进行下去直到与最后一个分力求得的合力就是多 个力的合力。7. 力是矢量：有大小有方向遵循平行四边形定则。凡矢量有大小有方向还要遵循平行四边形定则。三力的分解1. 力的分解：由一个已知力求分力的过程叫力的分解。2. 力的分解中分力与合力仍遵循平行四边形定则，是力的合成的逆运算。3. 分解一个力时，对分力没有限制，可有无数组分力。4. 分解力的步骤（1）根据力作用效果确定分力作
4、用的方向，作出力的作用线。（2）根据平行四边形定则，作出完整的平行四边形。（3）根据数学知识计算分力5. 一个力分解为二个分力的几种情况（1）已知合力及两分力方向，求分力大小，有唯一定解。（2）已知合力及一个分力的大小方向，求另一分力大小方向，有唯一定解。（3）已知合力及一个分力方向，求另一分力，有无数组解，其中有一组是另一分力最小解。（4）已知合力和一个分力的方向，另一分力的大小，求解。如已知合力F，一个分力F；的方向，另一分力F2的大小，且F与F1夹角a （a 90。）可能有一组解，可能有 两组解，也可能无解。（5）已知合力及两个分力大小，求分力（方向） 可能一组解，可能两组解，也可能无解
5、。经典例题例1 .关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是（）A. 合力大小随两力夹角增大而增大B. 合力的大小一定大于分力中最大者C. 两个分力夹角小于180时，合力大小随夹角减小而增大D. 合力的大小不能小于分力中最小者【解析】 合力可以大于任何一个分力，也可以小于任何一个分力.两分力之间的夹角越大，合力越小，夹角越小， 则合力越大.【答案】C例2 .如图所示，有五个力作用于一点P，构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线，设F 3 = 10 N，则这五个力的合力大小为（）厂5 B 0 N C30 N D0L【解析】 由正六边形顶点在同一个圆周上，F3为圆的直径，我们先求出F
6、1、F4的合力与-F3大小相等方向相同， 再求出F2、F5的合力与F3大小相等方向相同，所以合外力等于3倍的F3.【答案】C例3.物体在斜面上保持静止状态，下列说法错误的是（）A. 重力可分解为沿斜面向下的力与对斜面的压力B. 重力沿斜面向下的分力与斜面对物体的静摩擦力相平衡C. 物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力D. 重力垂直于斜面方向的分力与斜面对物体的支持力相平衡【解析】 在斜面上保持静止的物体，其重力可分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面的力，这个垂直于斜面的力并 不是物体对斜面的压力，两者的作用点不同，力的性质也不同，只不过是两者的大小相等，方向相同而已.【答案】 AC例4
7、.关于力的分解，下列说法中正确的是（）A. 合力一定大于任何一个分力B. 静止在斜面上的物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直斜面向下的压力C力的分解是力的合成的逆运算，它们都遵循平行四边形定则D. 一个物体受三个力作用，它们分别为F1 = 2 N，F2=5 N，F3= 6 N，则F3可能是F1、F2的合力【解析】 合力与它的两个分力可以形成一个闭合三角形，依据三角形的三边关系可知：任意一个边大于另外两边 之差，小于另外两边之和，故A选项不正确力的分解不同于力的合成，不同性质的力可以合成一个力，但力的分 解不能分解成不同性质的力，即重力不能分解为压力，所以B选项不正确.力的分解与力的合成都
8、遵循平行四边形 定则，且分解是合成的逆运算，故C选项正确.分力是依据合力的作用效果分解出来的力，不是一种新力.反之， 物体所受的某一个力，不可能成为另几个力的合力，故D也不正确.【答案】C例5两个力大小均为100N，夹角为60，求合力。解法一：几何方法（1）取 2cm 表示 50N。（2）作两分力，夹角60。（3）作平行四边形（另两边画虚线）（4）作对角线量出长度，得6.9cm，F合 = 172.5N。（5）量得（可以证明）0 = 30。解法二：计算作力的示意图 C1F合=.F： + F; + 2FF2cosa = ,1002 +1002 + 2 x 1002 x -F合=173（N）tan
9、0 =F sin aF + F cos ar1003tan 0 =1 =合力大小为173N，与分力夹角均为300100 +100 x -32.0 = 300F1例6试证，分力大小为FF，合力大小为F，F - F F F + F1 21212证明：1.几何法：以亨2为邻边做平行四边形，F为对角线，平行四边形对边相等F； = F2在AFF2 F，当 FF 同向时，F + F = F 121 212F1F2 V F，当FF反向时，F - F = F (若 F V F 则 F - F = F )1212212代数法：F *：+ F2 + 2FF COSa 为两分力夹角当 a = 0 时，F = .、.
10、 F 2 + F 2 + 2F F cos0 = F + F cos0 = 1*121 2120 va F 0 va cosa -12122. F - F F F + F2推论：若三个力合力为0,其中一个力与另两力的合力大小相等。其中F F - F。312312例7放在斜面上的物体受到水平推力F,斜面倾角为a，求F的分力（见图31）777777777777777图31解：推力F的作用一是使物体沿面有运动 对斜面压力变化，F有垂直斜面的分力F2。（或运动趋势）因此，沿斜面方向有F的分力F向右推物体使物体F = F cos a F = F sin a例8三角支架顶端悬一重G的物体，见图32，求重物
11、的拉力对支架作用大小。图32解：重物拉力作用在支架上AC、BC形变只是长度的改变，从而发生一个微小形变，AC是伸长形变，BC是压缩 形变。.分力方向如图示。FA = G/cosa（ FA G ）F = G tan a例9斜面倾角为a，物体沿斜面匀速下滑。证明：物体与斜面间摩擦因数旦=tana。证明：物体沿斜面下滑受三个力，重力G,滑动摩擦力f,斜面支持力F重力使物体沿斜面下滑，压紧斜面。.重力的分力为FF，如图33示 1 2F1 = G sinaF2 = Gcos以沿斜面匀速滑动，f =匕又 f = r FnFn = F2 = G cosaG sin a = rG cos ar = tan a
12、图33课堂练习1、画出下图中光滑斜面上被一挡板挡住的静止钢球的受力示意图2、对下列小球进行受力分析（小球表面光滑，期中。为球心，o为质心）。3、对物体A进行受力分析（墙壁、地面和物体表面均粗糙、；物体A和B均保持静止）。4、对木棒进行受力分析（墙壁光滑，地面粗糙）。5. 求一个已知力的分力叫做，力的分解是力的合成的，已知一个力（平行四边形的对角线）求这个力的分力（两个邻边），可作的平行四边形有，实际分解时，必须根据力的进行。6. 将与水平面成300角斜向上的拉力F=20N,沿水平方向和竖直方向分解，那么沿水平方向的分力大小为N；沿竖 直方向的分力大小为N.7. 将竖直向下的20N的力，分解成为
13、两个力，其中一个力大小为15N，水平向左,则另一个分力大小为 N,方向8. 如图357所示，一个物体从直角坐标系的原点O出发做匀速运动，经过时间r=10s,运动到P点，则物体 在J方向的分速度为 m/s；物体在x方向的分速度为 m/s。7777T77Tf7777777J777T回R/T图35笆9. 关于力的分解，下列说法中正确的是（）A. 一个力可以分解成两个比它大的分力B. 一个力可分解成两个大小跟它相等的力C. 如果一个力和它的一个分力的大小方向确定，那么另一个分力就是唯一的D. 如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定，这两个分力就完全确定了10. 将一个有确定方向的力F=
14、10N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向，与F成30夹角，另一个分力的大小 为6N,则在分解时（）A.有无数组解B.有两组解C.有惟一解D.无解课后练习1、力的合成和合力的概念。一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力就是那;力的合成是运算过程。2、 通过实验探究，求合力的方法可归纳为：如果用表示两个共点力马和七的线段为邻边作，那么 合力的大小与方向就可以用这个平行四边形的 表示，这个法则就是。3、 合力随两分力间的夹角的增大而 小，合力的变化范围是在两分力之和与两分力之差之间，即4力的分解是力的合成白，同样适用于力的分解.如果没有其它限制，对于同一条对角线， 可以作出无数个不
15、同的平行四边形.这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力.在解决具体的物理问 题时，一般都按 来分解.5. 既有，又有，并且相加时遵从平行四边形法的物理量称作矢量。除力外，如位移、等也是矢量。6. 两个分矢量首尾相接，剩余的尾首相连的有向线段就是，它恰与两分矢量的线段构成一个三角形，这个 方法称为，它是平行四边形法则的简化。7. 两个大小相等同时作用于一个物体上的两个力，当它们之间夹角为90。时，其合力大小为F,当两力夹角为120。 时，合力大小为（）2v 3A. 2F B.FC. 、；2 F D.F228. 质量为8kg的物体，放在水平面上受到水平推力F=10N的作用，向右运动见图3
16、4所示。若物体与水平面间的摩擦因数R = 0.1，物体所受到的合力为（）（g取10N/kg）A.大小为2.0N，水平向右B.大小为2.0N，水平向左C.大小为12.8N，水平向右D. 0/图349. 下列各组共点力在一个平面内，合力可能为0的是（）A. 15N、 5N、 6NB. 3N、 6N、 4NC. 2N、 7N、 10ND. 11N、 7N、 14N10. 在一个平面内的6个共点力，相邻力的夹角均为60。，大小如图35示，则这6个力的合力为（）A. 0B. 3N与6N的力同向C. 3N与5N的力同向D. 6N与5N的力同向6N5N3N / 、2N 1N图3511.要将力F沿虚线分解为两
17、个分力，哪些是无法分解的（F1212F z 4-12.在图37中，A.平行于斜面，C.垂直于档板，球置于斜面与竖直挡板之间B.垂直于斜面，垂直于挡板D.平行于斜面，平行于挡板C图36把球的重力G分解为两个分力，下述正确的是（）垂直于斜面平行于斜面13.在图38中，拉力大小变化是（A.增大，增大C.减小，先增大后减小B.减小，减小D.减小，先减后增BD图37两段绳的连接点悬一重物。保持AB绳水平方向不变，BC沿逆时针缓慢转动，则AB、BC绳的 ）图3814. 一段轻绳，一端固定在桥上，另一端系一重物G。用一轻杆加一滑轮支起绳某一点使绳与竖直方向成60。， 如图39所示。若轻杆可绕O点转动，轻杆与竖直方向成多大角能支撑住绳和重物，此时杆的支持力多大？图39弓一人对物体施加轻杆AB的拉力和15. 两人以水平拉力拉一物体沿地面上直线前进，若其中一人用力150N，与前进方向成30。 力的最小值是多大？与前进方向成多大角？16. 图310中，三角形支架ABCA, BC与竖直方向成60。，AB、BC均为轻杆，重物G=100N。 BC的支持力各多大？60C图 310
