F 1 F 2 F O 生活中的力的合成和分解
如果几个力产生的效果跟原来的一个力产生的效果相同，这几个力就叫做
原来那个力的分力。求一个已知力的分力叫力的分解，力的分解是力的合成的
逆运算，遵循平行四边形定则，也就是已知对角线求两个邻边的问题。显然，
如果没有附加条件，则可有无数个答案。所以，力的分解关键在于根据具体情
况确定某一已知力的实际作用效果。以下两种情况可以得到确定的分力。第一，
根据力的实际效果能够确定两个分力的方向，则可得到两个分力的大小；第二，
根据力的实际效果能够确定一个分力的方向和大小，则可得到另一个分力的方
向和大小。
1．力的合成
（1）力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用
代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”（合力）。力的平行四
边形定则是运用“等效”观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给
出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。
（2）平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个
有用的推论：如果n 个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n 个力的合力为零。
（3）共点的两个力合力的大小范围是
|F 1－F 2| ≤ F 合≤ F 1＋F 2
（4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零。
【例1】如图甲所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为
200 N ，两力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力． 解析：根据平行四边形定则，作出示意图乙，它是一个菱形，我们可以利
用其对角线垂直平分，通过解其中的直角三角形求合力．
320030cos 21== F F N=346 N
合力与F 1、F 2的夹角均为30°．
2．力的分解
（1）力的分解遵循平行四边形法则，力的
分解相当于已知对角线求邻边。
（2）两个力的合力惟一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论
上讲可分解为无数组分力，但在具体问题中，应根据力实际产生的效果来分解。
【例2】如在图所示的支架悬挂一个重力为G 的灯。支架的重力不计。已知
AO 、BO 、AB 的长分别为L 1、L 2、L 3，求支架两杆所受的力。
解：在支架的O 端悬挂电灯后，使支架的两根杆受到力的作
用。由于支架的A
、
B 两端与墙壁是绞链连结，因此作用在
杆上的力是沿杆的方向。但杆受的是拉力还是压力，需要通
过实践来判断。可以设想，若将杆AO 换成弹簧，则弹簧会
被拉长，表示此杆受的是拉力。若将杆BO 换成弹簧，则弹簧会被压缩，说明此
杆受的是压力。这就是灯对支架O 端拉力的两个分力所产生的实际效果。判断
出两个分力的方向，那么根据平行四边形定则很容易得出杆AO 受到沿杆向外的拉力：G L L T L L F 3
1311==。 （3
①已知两个分力的方向，求两个分力的大小时，有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向时，有唯一解。
③已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个
分力的大小时，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。
（4）用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律：
①当已知合力F 的大小、方向及一个分力F 1的方向时，另一个分力F 2取
最小值的条件是两分力垂直。如图所示，F 2的最小值为：F 2min =F sin α
②当已知合力F 的方向及一个分力F 1的大小、方向时，另一个分力F 2取
最小值的条件是：所求分力F 2与合力F 垂直，如图所示，F 2的最小值为：
F 2min =F 1sin α
③当已知合力F 的大小及一个分力F 1的大小时，另一个分力F 2取最小值
的条件是：已知大小的分力F 1与合力F 同方向，F 2的最小值为｜F －F 1｜
（5
把一个力分解成两个互相垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法。
用正交分解法求合力的步骤：
①首先建立平面直角坐标系，并确定正方向
②把各个力向x 轴、y 轴上投影，但应注意的是：与确定的正方向相同的力
为正，与确定的正方向相反的为负，这样，就用正、负号表示了被正交分解的
力的分力的方向
③求在x 轴上的各分力的代数和F x 合和在y 轴上的各分力的代数和F y 合
④求合力的大小 22)()(合合y x F F F +=
合力的方向：tan α=合合
x y F F （α为合力F 与x 轴的夹角）
【例3】质量为m 的木块在推力F 作用下，在水平地面上做匀速运动．已
知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪
个?
A ．μmg Ｂ．μ（mg+Fsin θ）
Ｃ．μ（mg-Fsin θ） Ｄ．F cos θ
解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力F N、摩擦力Fμ．沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解如图(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于向右的力（水平方向二力平衡）；在y轴上向上的力等于向下的力（竖直方向二力平衡）．即
F cosθ＝Fμ①
F N＝mg+Fsinθ②
又由于Fμ＝μF N③
∴Fμ＝μ（mg+Fsinθ）故Ｂ、Ｄ答案是正确的．
小结：（1）在分析同一个问题时，合矢量和分矢量不能同时使用。也就是说，在分析问题时，考虑了合矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。
（2）矢量的合成分解，一定要认真作图。在用平行四边形定则时，分矢量和合矢量要画成带箭头的实线，平行四边形的另外两个边必须画成虚线。
（3）各个矢量的大小和方向一定要画得合理。
（4）在应用正交分解时，两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角，哪个是小锐角，不可随意画成45°。（当题目规定为45°时除外）
3、综合应用举例
【例4】如图（甲）所示．质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上，试分析挡板AO与斜面间的倾角β为多大时，AO所受压力最小？
解析：虽然题目问的是挡板AO的受力情况，但若直接以挡板为研究对象，因挡板所受力均为未知力，将无法得出结论．以球为研究对象，球所受重力产生的效果有两个：对斜面产生的压力N1、
对挡板产生的压力N2，根据重力产生的
效果将重力分解，如图（乙）所示，
当挡板与斜面的夹角β由图示位置变
化时，N1大小改变但方向不变，始终与斜
面垂直，N2的大小和方向均改变，如图
（乙）中虚线由图可看出挡板AO与斜面
垂直时β=90°时，挡板AO所受压力最小，最小压力N2min =mgsinα。
【例5】如图4所示是用来粉刷
墙壁的涂料滚的示意图．使用时，用撑
竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料
均匀地粉刷到墙壁上．撑竿的重量和墙
壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长．粉
刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推图4
涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小．该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，墙壁对涂料滚的支持力为F2，下列说法正确的是
( )
A ．F 1、F 2均减小
B ．F 1、F 2均增大
C ．F 1减小，F 2增大
D ．F 1增大，F 2减小
解析：在缓缓上推过程中涂料滚受力如图所示．
由平衡条件可知：
F 1sinθ-F 2=0
F 1cosθ-
G =0
解得F 1=cos G θ F 2=G tan θ 由于θ减小，所以F 1减小，F 2减小，故正确答案为A. 答案：A 针对训练
1．如图所示．物体处于平衡状态，若保持a 不变，当力F 与水平方向夹角
β多大时F 有最小值 （ ）
A ．β＝0
B ．β＝2
π C ．β＝α D ．β＝2α
2．如图所示一条易断的均匀细绳两端固定在天花板的A 、B
两点，今在细绳O 处吊一砝码，如果OA ＝2BO ，则 （ ）
A ．增加硅码时，AO 绳先断
B ．增加硅码时，BO 绳先断
C ．B 端向左移，绳子易断
D ．B 端向右移，绳子易断
3．图所示，A 、A ′两点很接近圆环的最高点．BOB ′为橡皮绳，∠BOB ′＝120°，
且B 、B ′与OA 对称．在点O 挂重为G 的物体，点O 在圆心，
现将B 、B ′两端分别移到同一圆周上的点A 、A ′，若要使结点O
的位置不变，则物体的重量应改为
A ．G
B ．2
G C ．4
G D ．2G 4.如图5所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳
连着两个物体A 与B ，物体B 放在水平
地面上，A 、B 均静止．已知A 和B 的质
量分别为m A 、m B ，绳与水平方向的夹角为θ，则 ( ) 图5
A ．物体
B 受到的摩擦力可能为0
B ．物体B 受到的摩擦力为m A g cos θ
C ．物体B 对地面的压力可能为0
D ．物体B 对地面的压力为m B g －m A g sin θ
5．如图6甲所示为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O 、a 、
b 、
c 、
d …等为网绳的结点．安全网水平张紧后，若质量为m 的运动员从高
处落下，并恰好落在O 点上．该处下凹至最低点时，网绳dOe 、bOg 均成120°
向上的张角，如图乙所示，此时O 点受到的向下的冲击力大小为F ，则这时
O 点周围每根网绳承受的力的大小为
( )
图6 A ．F B.F 2 C ．F ＋mg D.F ＋mg 2
6.如图2－6所示。两个质量均为m 的小球A 、B 用轻杆连接后斜放在墙上处
于平衡状态，已知墙面光滑，水平地面粗糙。现将A 球向上移动小段距离，两
球再次处于平衡状态，那么将移动后的平衡状态与原来的平衡状态比较，地面
对B 球的支持力N 及轻杆对A 的作用力F 变化情况是( )
A ． N 不变，F 变大
B ．N 不变，F 变小
C ．N 变大，F 变大
D ．N 变大，F 变小
7. (2009·浙江高考)如图7所示，质量为m
的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．
已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，
斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持 力与摩擦力的大小分别为 ( ) A.32mg 和12
mg B.12mg 和32
mg C.12mg 和12μmg D.32mg 和32
μmg 8．如图8所示，用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O ，并用
第三根细线连接A 、B 两小球，然后用某个力F 作用在小球A 上，使三根细
线均处于直线状态，且OB 细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则
该力可能为图中的 ( )
图8
A．F1B．F2
C．F3D．F4
9．用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子，瓶子竖直处于静止状态．已知手掌与瓶子间动摩擦因数，μ=0．5。则：① 瓶子受到的摩擦力大小为50N；②瓶子受到的摩擦力大小为40N；③ 当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大；④ 当握力减小时，瓶子受到的摩擦力大小可能先保持不变后逐渐减小。以上说法正确的是( )
A．①③ B．②③ C．②④ D．②③④
10．“街下儿童仰面时，清明妆点正堪宜；游丝一断浑无力，莫向东风怨别离。”这是《红楼梦》中咏风筝的诗，风筝在风力F、线的拉力T以及重力G的作用下，能够稳定在蓝天上。图2—7是某同学关于风筝此时在空中的受力分析
的四种可能性，其中可能正确的是( )
11、如图2—8所示，物体的质量为m，在恒力作用下沿水平天花板作匀速
直线运动。物体与天花板之间的动摩擦因数为μ，则物体受到天花板的摩擦力
大小为：①Fsinθ；②Fcosθ；③μ(Fsinθ－mg)；④μ(mg－Fsinθ)。以上
说法正确的是( )
A．①③ B、②③ C．②④ D、① ④
12．如图2－9所示，这是斧头劈木柴的剖面图。图中BC边为斧头背，AB、
AC为斧头的刃面，要使斧头更容易劈开木柴，则应该( )
A．BC边短一些，AB边更短一些
B．BC边长一些，AB边更短一些
C．BC边短一些，AB边长一些
D．AB边长一些，BC边更长一些
13．如图2－10所示，某同学做引体向上时处于图示位置静止，两手臂间的夹角为60°。已知该同学体重为60kg，则该同学手臂的拉力约为
( )
A．30N B．200N C．300N D．600N
14．(15分)(2008·重庆高考)滑板运动是一项非常刺激的水
上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力F N垂直于板面，大小为k v2，其中v为滑板速率(水可视为静止)．某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图所示)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝54 kg/m，人和滑板的总质量为108 kg，试求(重力加速度g取10
m/s2，sin37°＝3
5，忽略空气阻力)：
(1)水平牵引力的大小；
(2)滑板的速率．
15．榨油在我国已有上千年的历史，
较早时期使用的是直接加压式榨油方法．
而现在已有较先进的榨油方法，某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计．压榨机的尺寸如图所示，求物体D所受压力的大小是F的多少倍？
16．长为L的轻绳，将其两端分别固定在相距为d的两坚直墙面上的A、B 两点。一小滑轮O跨过绳子下端悬挂一重力为G的重物C，平衡时如图所示，求AB绳中的张力。
17.如图所示，质量为m，横截面为直角形的物快ABC，∠ABC＝α，AB边靠在竖直墙上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，求摩擦力的大小。
18.如图所示，AB为一根竖立的电线杆，由于电线的重力对电线杆的水平拉力是F，为了保持电线杆不倾倒，需要拴一条钢索AC，AC与水平成45°，那么此时电线杆受压力的大小和方向将如何？若钢索与地面间的夹角逐渐增大时，钢索的拉力和电线杆受的压力将如何变化？
参考答案
1、C
2、BD
3、D
4、对B受力分析如右图所示，则
水平方向上：F f=F T·cosθ
由于F T=mAg
所以F f=mAg cosθ，故A错B对；
竖直方向上：F NB+F T sinθ=mBg
所以F NB=m B g-F T sinθ=m B g-m A g sinθ，故C错D对．
答案：BD
5、O点周围共有4根绳子，设每根绳子的力为F′，则4根绳子的合力大小为
2F′，所以F＝2F′，所以F′＝F
2，应选B.
答案：B
6、将两球与轻杆看成一个整体，它们在竖直方向上只受重力和地面对B球的支持力作用，所以支持力N不变。隔离A球，其受力分析图如图所示。随着A 球上升，杆对A球作用力与竖直方向夹角θ减小，但A球在竖直方向有：Fcosθ－mg=0，故轻杆对A的作用力变小。
【答案】B
7、三棱柱受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用而平衡，故F N＝mg cos30°
＝
3
2mg，F f＝mg sinθ＝
1
2mg，A正确．答案：A
8、由于小球B处于静止状态，且细线OB沿竖直方向，因此细线AB无弹力，对小球A受力分析，由于它受力平衡，并根据小球A受到的细线的拉力和重力的方向可知，施加给小球A的力F应沿F2或F3的方向，故选B、C.
答案：BC
9．C (瓶子静止时手对瓶子的摩擦力是静摩擦力，增大握力时摩擦力仍等于重力．当减小握力时，瓶子可能先仍受到静摩擦力、后受到滑动摩擦力。) 10．A（风对风筝的作用力F应垂直风筝平面向上，故B、D错误；又风筝在三力作用下处于平衡状态，三力必围成一个封闭的矢量三角形，故C错A对。) 11．B (将力沿水平方向和竖直方向正交分解，根据平衡条件解。)
12．C (根据力F的作用效果将其分解，作出分力F
1、F
2
的矢量图，如右
图，F一定时，θ越小，F
1、F
2
就越大。)
13．B (人受到三个力作用，重力、两臂拉力。可以将两个拉力合成，求拉力的合力，该合力与重力大小相等；也可以按重力产生的效果采用分解法。)
14. 解析： (1)以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示
由共点力平衡条件可得
F N cosθ=mg ①
F N sin θ＝F ②
由①、②联立，得F ＝810 N
(2)F N ＝mg /cos θ
F N ＝k v 2
得v ＝ mg k cos θ
＝5 m/s. 答案：(1)810 N (2)5 m/s
15．解析：按力F 的作用效果沿AB 、AC 方向分解为F 1、
F 2，如图甲所示，则
F 1=F 2= 2cos F θ
由几何知识得tan θ=l b
=10. 按力F 2的作用效果沿水平向左和竖直向下分解为F N ′、F N ，如图乙所示，则
F N =F 2sinθ
以上各式联立解得F N =5F
所以物体D 所受压力的大小是F 的5倍．
答案：5倍
16．F T ＝222d L GL
- 17．f=mg+F sin α
18、电线杆受压力的大小为F ，方向竖直向下。若钢索与地面间的夹角逐渐增大时，钢索的拉力变大，电线杆受的压力将变大。
专题06 力的合成与分解 1.(2020·山东临沂一模)如图所示，一物块在斜向下的拉力F的作用下沿 光滑的水平地面向右运动，那么物体受到的地面的支持力N与拉力F的合 力方向是( ) A．水平向右B．向上偏右 C．向下偏左D．竖直向下 2.(2020·陕西渭南质检)如图为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背 较重的行囊，重心上移至肩部的O点，总质量为60 kg此时手臂与身体垂直，手 臂与岩壁夹角为53°，则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到 的作用力均通过重心O，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)( ) A．360 N,480 N B．480 N,360 N C．450 N,800 N D．800 N,450 N 3.(2019·全国考试大纲调研卷)如图所示，重为10 N的小球套在与水平面成37°角的硬杆上，现用一垂直于杆向上、大小为20 N的力F拉小球，使小球处于静止状态(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．则( ) A．小球不一定受摩擦力的作用 B．小球受摩擦力的方向一定沿杆向上，大小为6 N C．杆对小球的弹力方向垂直于杆向下，大小为4.8 N D．杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，大小为12 N 4.某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂 直于墙壁的力F，则由于力F的作用，滑块C压紧物体D，设C与墙壁光滑接触， 杆的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.5 m，b＝0.05 m，则物体D所受压力 的大小与力F的比值为( ) A．4 B．5 C．10 D．1 5．(多选)如图所示是李强同学设计的一个小实验，他将细绳的一端系在手指上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”．在杆的A 端悬挂不同的重物，并保持静止．通过实验会感受到( ) A．细绳是被拉伸的，杆是被压缩的 B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A C．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
一. 本周教学内容： 第一节力的合成 第二节力的分解 二. 教学目标 1. 明确共点力、合力、分力、力的合成、力的分解的概念，理解合力与其分力在作用效果上满足等效替代关系； 2. 会应用平行四边形定则进行力的合成和力的分解； 3. 学会按力的作用效果对力进行分解，明确正交分解含义并学会正交分解； 4. 了解各种力的分解方法以及解的情况； 5. 明确力的合成与力的分解的辩证关系。 细解知识点 一、共点力 作用于同一物体且作用线能够相交于一点的几个力，称之为共点力。 二、力的合成 1、合力与分力 如果一个力作用在物体上与几个力共同作用在物体上产生的效果相同，那么这个力就是那几个力的合力，那几个力就是这个力的分力。 相同的效果包括使物体产生相同的形变或是使物体产生相同的加速度。 2、合力与分力的关系 合力与分力是一种等效代换的关系。下图中，物体在力F作用下处于静止状态，在力 F1、F2共同作用下也能处于静止状态，即F1、F2共同作用的效果与力F单独作用的效果相同，于是F是F1、F2的合力；F1、F2是力F的分力，从作用效果上可以相互替换。即，对于下图而言，可以认为没有F1、F2作用，而是有力F作用，替换后，物体的运动状态保持不变。
3、力的合成 （1）力的合成：已知分力求合力的过程称为力的合成。 （2）平行四边形定则：以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形，该平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。 （3）三角形定则与多边形定则 4、两个共点力的合成总结 （1）两个分力在一条直线上且同向时，它们的合力大小为两力之和，方向同两力方向。 （2）两个分力在一条直线上且反向时，它们的合力大小为两力之差，方向与较大分力方向相同。 （3）合力与分力的大小没有必然的联系，随分力间角度大小的不同，分力可能小于合力，也可能等于合力或大于合力。 （4）两个分力的大小保持不变，当两分力间的夹角变大时，合力变小。当两分力间的夹角变小时，合力变大。 （5）合力的取值范围 F1 F2 ≥ F ≥ |F1?DF2| 5、多力合成 求解三个或三个以上共点力的合力时，可先求出任意两个力的合力，再求出此合力与第三个力的总合力，依次类推，直到求完为止，求多力合力时，与求解的顺序无关。
知识点1 力的合成 1．合力 当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力． 2．共点力 如果一个物体受到两个或者更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但他们的力的作用线延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力． 3．共点力的合成法则 求几个已知力的合力叫力的合成．力的合成就是找一个力去替代几个已知的力，而不改变其作用效果． 力的平行四边形定则：如右图所示，以表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两边夹角的对角线大小和方向就表示合力的大小和方向．（只适用于共点力） 下面根据已知两个力夹角θ的大小来讨论力的合成的几种情况： （1）当0θ=?时，即12F F 、同向，此时合力最大，12F F F =+，方向和两个力的方 向相同． （2）当180θ=?时，即12F F 、方向相反，此时合力最小，12F F F =-，方向和12 F F 、中较大的那个力相同． （3）当90θ=?时，即12F F 、相互垂直，如图，F 1 2 tan F F α= ． （4）当θ为任意角时，根据余弦定律，合力F 根据以上分析可知，无论两个力的夹角为多少，必然有1212F F F F F -+≤≤成立． 【例1】 将二力F 1、F 2合成F 合，则可以肯定 ( )
A ．F 1和F 合是同一性质的力 B ．F 1、F 2是同一施力物体产生的力 C ．F 合的效果与F 1、F 2的总效果相同 D ．F 1、F 2的代数和等于F 合 【例2】 某物体在三个共点力作用下处于平衡状态，若把其中一个力1F 的方向沿顺时针转过90?而保持其大 小不变，其余两个力保持不变，则此时物体所受到的合力大小为（ ） A ．1F B 1 C ．12F D ．无法确定 【例3】 两个共点力F l 、F 2大小不同，它们的合力大小为F ，则（ ） A ．F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍 B ．F 1、F 2同时增加10N ，F 也增加10N C ．F 1增加10N ，F 2减少10N ，F 一定不变 D ．若F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大 【例4】 有两个大小恒定的力，作用在一点上，当两力同向时，合力为A ，反向时合力为B ，当两力相互垂 直时，其合力大小为（ ） A B C D 【例5】 如图，有五个力作用于同一点O ，表示这五个力的有向线段恰分别构成一个正六边形的两条 邻边和三条对角线．已知F 2 =10N ，则这五个力的合力大小为（ ） A ．20N B ．30N C ．40N D ．60N 【例6】 如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A 、B 点等高，O 为结点，轻绳AO 、BO 长 度相等，拉力分别为A F 、B F ，灯笼受到的重力为G ．下列表述正确的是（ ） A ． A F 一定小于G B ．A F 与B F 大小相等 C ．A F 与B F 是一对平衡力 D ．A F 与B F 大小之和等于G 【例7】 用一根长1m 的轻质细绳将一副质量为1kg 的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为 10N ，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g 取210m/s ）（ ）
北京四中编稿老师：肖伟华审稿老师：肖伟华责编: 郭金娟 力的合成与分解 本节课我们需要掌握以下几个概念： 1、合力与分力； 2、力的合成、分解； 3、矢量与标量； 4、熟练掌握力的合成与分解的定则：平行四边形定则。 5、理解一种物理学处理问题的方法：等效替代法，并能用这种方法解决有关力学问题。 一、合力与分力： 在实际问题中，一个物体往往同时受到几个力的作用。如果一个力产生的效果与原来几个力产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。 二、力的合成与分解： 求几个力的合力的过程叫力的合成，求一个力的分力的过程叫力的分解。 合力与分力有等效性与可替代性。求力的合成的过程实际上就是寻找一个与几个力等效的力的过程；求力的分解的过程，实际上是寻找几个与这个力等效的力的过程。 三、力的平行四边形定则： 在中学阶段，我们主要处理平面力学中的共点力的合成与分解。 1、一条直线上的两个共点力的合成方法： 选定一定正方向，我们用“+”、“-”号代表力的方向，与正方向相同的力前面加“+”号，与正方向相反的力前面加“-”号。有了这种规定以后，一条直线上的力的合成就可以转化为代数加减了：当两个力的方向相同时，合力的大小等于两个分力数值相加，方向与分力的方向相同；当两个力的方向相反时，合力的大小等于两个分力数值上相减，方向与大的那个分力相同。 2、互成角度的共点力的合成、分解： 实验表明，两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的有向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，这就是力的平行四边形定则。 力的分解是合成的逆运算，即以表示合力的有向线段为对角线，作平行四边形，与合力作用点共点的两个邻边就表示两个分力的大小和方向。 在理解力的合成与分解时应注意的问题： 1）合力与分力在效果上是相同的，可以互相替代。在求力的合成时，合力只是分力的效果，实际并不存在；同样，在求力的分解时，分力只是合力产生的效果，实际并不存在。因此在进行受力分析时，不能同时把合力与分力都当作物体所受的力。
力的合成和分解 1.力的合成 【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F 2的作用，若两力大小分别为53N 、５ N ，求这两个力的合力． 【例2】如图甲所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N ，两力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力． 练习： 1 ．有两个大小恒定的力，作用在一点上，当两力同向时，合力为A ，反向时合力为B ，当两力相互垂直时，其合力大小为 （ ） A ．22B A + B ．2/)(2 2B A + C ． B A + D ．2/)(B A + 2．有两个大小相等的共点力F 1和F 2，当它们夹角为90°时的合力为F ，它们的夹角变为 120°时，合力的大小为 （ ） A ．2F B ．(2/2)F C ． 2F D ． 3/2F 3．下列几组共点力分别作用在一个物体上，有可能使物体达到平衡状态的是 （ ） A ．7 N ，5 N ，3 N B ．3 N ，4 N ，8 N C ．4 N ，10 N ，5 N D ．4 N ，12 N ，8 N 【例题】四个共点力的大小分别为2N 、3N 、4N 、6N ，它们的合力最大值为_______，它们的合力最小值为_________。 【例题】四个共点力的大小分别为2N 、3N 、4N 、12N ，它们的合力最大值为_______，它们的合力最小值为________ 练习： 1．关于合力和分力的关系，下列说法正确的是 （ ） A ．合力的作用效果与其分力作用效果相同 B ．合力大小一定等于其分力的代数和 C ．合力可能小于它的任一分力 D ．合力可能等于某一分力大小 2．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
力的合成力的分解练习 题 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
力的合成与分解练习 一、选择题 1、如图所示，水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固 定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，则滑轮受到 绳子的作用力为(g取10 N/kg)() A．50N B．50N C．100 D．100N 2、作用于O点的五个恒力的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形，如图所 示。这五个恒力的合力是最大恒力的（） A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍 3、如图所示，轻绳一端系在质量为m的物块A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆 MN的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物块A从图中实线位置缓慢下降 到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。在这一过程中，环对杆的摩擦力F 1和 环对杆的压力F2的变化情况是 A．F1保持不变，F2逐渐增大 B．F1保持不变，F2逐渐减小 C．F1逐渐增大，F2保持不变 D．F1逐渐减小，F2保持不变 4、有两个共点力F 1、F 2 ，其大小均为8N，这两个力的合力的大小不可能的 是 A 0 B 8N C 15N D 18N 5、做引体向上时，两臂与横杠的夹角为多少度时最省力（）Ａ. 0° Ｂ. 30°Ｃ. 90°Ｄ. 180° 6、如图所示，木块在推力F作用下向右做匀速直线运动，则下列说法中正确的有（）A. 物体一定受摩擦力作用B.物体所受摩擦力与推力的合力一定为零C.物体所受摩擦力与推 力的合力的方向不一定竖直向下D.物体所受摩擦力与推力的合力的方向一定水平向右 7、如图所示，是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图象，则这两 个力的大小分别是() A．1 N和4 N B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N 8、（2012全国上海物理卷）已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方 向成30°角，分力F2的大小为30N，则（） 的大小是唯一的的方向是唯一的 有两个可能的方向可取任意方向 9、如图所示，轻绳AO和BO共同吊起质量为m的重物，AO与BO垂直，BO与竖直方向的夹角为θ，OC连接重物，则() A．AO所受的拉力大小为mg sinθB．AO所受的拉力大小为 C．BO所受的拉力大小为mg cosθD．BO所受的拉力大小为 10、如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直．杆的下端有 一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为 G的物体．BO段细线与天花板的夹角为θ＝30°.系统保持静止，不计一切摩擦．下列说法正 确的是() A．细线BO对天花板的拉力大小是G/2B．a杆对滑轮的作用力大小是G/2 C．a杆和细线对滑轮的合力大小是G D．a杆对滑轮的作用力大小是G
《力的等效和替代》教学设计 【课题】力的等效替代 【教学对象】高一学生 【授课时间】45分钟 【教材】教育《物理》必修I 【教学容分析】 1、本节课的地位与作用：力的等效和替代是粤版物理必修I第三章第三节的容。在学习本节课之前学生已经学习了弹力、摩擦力等力的概念，对力有了一定的感性和理性的认识，同时在第一章中已经学习了位移矢量，对矢量的知识有了一定的储备，获得感性认识。 这节课的容，为下面的力的合成与分解有着密不可分的联系，为后续力的合成与分解打下知识层面的基础。本节课所初步总结出来的平行四边形定则也是处理矢量的一个通则，因此本节课为以后动量、冲量、动能定理等容打下了坚实的基础，具有承上启下的作用，这节课的学习效果将直接影响后续课程的学习。2、课程标准对本节容的要求：通过实验，理解力的合成与分解。对等效替代的思想在科学研究中的应用有质的认识。学习关于实验探究的一般程序和方法，养成良好的思维习惯，能运用等效思想和所学的探究方法分析、解决日常生活中的一些问题。 3、教材的容安排：粤教版教材第三章第3节力的等效和替代这一节的容，首先是教师讲解一些相关的概念：力的图示、力的等效、合力、分力、力的合成与分解等概念，教师引导学生探究：寻找等效力，引导学生进行试验设计，最后引导学生得出具有普适性的方法：平行四边形定则的初步得出。 4、对教材的思考：这章的教材编写整体上看，比较适合学生的认识特点，但是，我觉得第三节《力的等效与替代》力的等效这部分，我们一直在强调力的等效，直至后面寻找等效力，从本质上来说，就是求几个分力的合力，故而在这里，应该把寻找等效力与力的合成在观念上应该先对等起来，教师应该注重提出猜想前的引导工作，引导学生从几何层面上来考虑他们之间的关系，不置使得学生无从下手。
专题复习力的合成与分解 【题文】（理综卷·2015届广东省广州市第六中学高三上学期第一次质量检测（2014.09））15．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θ。若此人所受重力为G，则椅子对他的作用力大小为 A．G B．G sinθ C．G cosθ D．G tanθ 【知识点】力的合成．B3 B4 【答案解析】A 解析：人受多个力处于平衡状态，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．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．故选：A． 【思路点拨】人受多个力处于平衡状态，合力为零．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．根据平衡条件求解．通过受力分析和共点力平衡条件求解，注意矢量叠加原理． 【题文】（理综卷·2015届广东省广州市第六中学高三上学期第一次质量检测（2014.09））20．在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态．已知A、B两物体的质量分别为M和m，则下列说法正确的是 A．A物体对地面的压力大小为Mg B．A物体对地面的压力大小为（M＋m）g C．B物体对A物体的压力小于Mg D．A物体对地面的摩擦力可能大于Mg 【知识点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．B3 B4 B7
【答案解析】 BD 解析： 对B 物体受力如右上图，根据合力等于0，运用合成法得，墙壁对B 的弹力N 1=mgtanα，A 对B 的弹力N 2＝cos mg ．则B 物体对A 的压力大于mg ． 对整体分析得，地面的支持力N 3=（M+m ）g ，摩擦力f=N 1=mgtanα＜mg ．因为m 和M 的质量大小未知，所以A 物体对地面的摩擦力可能大于Mg ．故A 、C 错误，B 、D 正确．故选BD ． 【思路点拨】隔离对B 分析，根据合力为零，求出A 对B 的弹力，墙壁对B 的弹力，再对整体分析，求出地面的支持力和摩擦力．解决本题的关键能够合适地选择研究对象，正确地进行受力分析，抓住合力为零，运用共点力平衡知识求解． 【题文】（理综卷·2015届广东省广州市第六中学高三上学期第一次质量检测（2014.09）） 21．右下图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，关于该过程中撑竿对涂料滚的推力F 1，涂料滚对墙壁的压力F 2，以下说法中正确的是 A ．F 1增大 B ．F 1减小 C ．F 2增大 D ．F 2减小 【知识点】共点力平衡的条件及其应用．B3 B4 【答案解析】BD 解析： 以涂料滚为研究对象，分析受力情况，作出力图．设撑轩与墙壁
力的合成与分解 【学习目标】 1.知道合力与分力的概念 2.知道平行四边形定则是解决矢量问题的方法，学会作图，并能把握几种特殊情形 3.知道共点力，知道平行四边形定则只适用于共点力 4.理解力的分解和分力的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算 5.会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力 6.能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的【要点梳理】 要点一、力的合成 要点诠释： 1.合力与分力 ①定义：一个力产生的效果跟几个力的共同作用产生的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，那几个力叫做分力。 ②合力与分力的关系。 a.合力与分力是一种等效替代的关系，即分力与合力虽然不同时作用在物体上，但可以相互替代，能够相互替代的条件是分力和合力的作用效果相同，但不能同时考虑分力的作用与合力的作用。 b.两个力的作用效果可以用一个力替代，进一步想，满足一定条件的多个力的作用效果也可由一个力来替代。 2.力的合成 ①定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成。 ②说明：力的合成的实质是找一个力去替代作用在物体上的几个已知的力，而不改变其作用效果的方法。 3.平行四边形定则 ①内容：两个力合成时，以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代表合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形定则。 说明：平行四边形定则是矢量运算的基本法则。 ②应用平行四边形定则求合力的三点注意 a.力的标度要适当； b.虚线、实线要分清，表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线，并加上箭头，平行四边形的另两条边画虚线； c.求合力时既要求出合力的大小，还要求出合力的方向，不要忘了用量角器量出合力与某一分力间的夹角。 要点二、共点力 要点诠释： 1.共点力：一个物体受到两个或更多个力的作用，若它们的作用线交于一点或作用线的延长线交于一点，这一组力就是共点力。 2.多个力合成的方法： 如果有两个以上共点力作用在物体上，我们也可以应用平行四边形定则求出它们的合力：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。 说明： ①平行四边形定则只适用于共点力的合成，对非共点力的合成不适用。 ②今后我们所研究的问题，凡是涉及力的运算的题目，都是关于共点力方向的问题。 3.合力与分力的大小关系： 由平行四边形可知：F i、F2夹角变化时，合力F的大小和方向也发生变化。 (1)合力F 的范围：| F1-F2 |< FWF 1+F2。 ①两分力同向时，合力F最大，F=F1+F2。 ②两分力反向时，合力F最小，F= | F1-F2丨。 ③两分力有一夹角0时，如图甲所示，在平行四边形OABC中，将F2平移到F i末端，则F i、F2、F围成一个闭合三角形。如图乙所示， 由三角形知识可知；| F1-F2 | < Fv F1+F2。
力的合成和分解 教学目标： 1．理解合力、分力的概念，掌握矢量合成的平行四边形定则。 2．能够运用平行四边形定则或力三角形定则解决力的合成与分解问题。 3．进一步熟悉受力分析的基本方法，培养学生处理力学问题的基本技能。 教学重点：力的平行四边形定则 教学难点：受力分析 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、标量和矢量 1．将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题的思想。 2．矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则：标量用代数法；矢量用平行四边形定则或三角形定则。 矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则）。平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。一个矢量（合矢量）的作用效果和另外几个矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用这一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改变原来的作用效果。 3．同一直线上矢量的合成可转为代数法，即规定某一方向为正方向。与正方向相同的物理量用正号代入．相反的用负号代入，然后求代数和，最后结果的正、负体现了方向，但有些物理量虽也有正负之分，运算法则也一样．但不能认为是矢量，最后结果的正负也不表示方向如：功、重力势能、电势能、电势等。 二、力的合成与分解 力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。 合成与分解是为了研究问题的方便而引人的一种方法．用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩，即考虑合力则不能考虑分力，同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力。 1．力的合成 （1）力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”（合力）。力的平行四边形定则是运用“等效”观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。
力的合成和分解解题技巧 一．知识清单： 1．力的合成 （1）力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力 的作用，这个力就是那几个力的“等效力” （合力）。力的平行四边形定则是运用“等效”观 点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换” 所遵循的规律。 （ 2）平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个有用的推论： 如果 n 个力首尾相接组成一个封闭多边形， F 1F F 则这 n 个力的合力为零。F1 （ 3）共点的两个力合力的大小范围是O F 2O F 2 |F －F | ≤F 合≤F ＋ F 1212 （ 4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零。 2．力的分解 （1）力的分解遵循平行四边形法则，力的分解相当于已知对角线求邻边。 （2）两个力的合力惟一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论上讲可分 解为无数组分力，但在具体问题中，应根据力实际产生的效果来分解。 （3）几种有条件的力的分解①已知两个分力的方向，求两 个分力的大小时，有唯一解。 ②已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向时，有唯一解。 ③已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。 ④已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个分力的大小 时，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。 （ 4）用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律： ①当已知合力 F 的大小、方向及一个分力 F 1的方向时，另一个分力 F 2取最小值的条件是两分力垂直。如图所示， F2的最小值为： F2min =F sinα ②当已知合力 F 的方向及一个分力 F 1的大小、方向时，另一个分力F 2取最小值的条件
力的分解与力的合成题型汇总 作图法与计算法求合力（二力合成） 1已知F1=45N ，方向水平向右，F2=60N ，方向竖直向上，求F 合 作图法 计算法 计算法求合力要对以下几种情况了如指掌：1二分力大小相等，夹角等于120，60的情况；质点手大小相等夹角均为120的三个力的情况 二力合力范围或三力合力范围 1两个共点力的大小分别为F 1＝15 N ，F 2＝9 N ，它们的合力不可能等于( ) A ．9 N B ．25 N C ．6 N D ．21 N 2物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力可能为零的是( ) A ．5 N 、7 N 、8 N B ．5 N 、1 N 、3 N C ．1 N 、5 N 、10 N D ．10 N 、10 N 、10 N 合力一般常见题型 1如图所示，一个木块放在水平桌面上，在水平方向上共受到三个力即F1,F2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F1=10N ，F2=2N ，若撤去力F1，则木块在水平方向上受到的合力是多少 2如右图所示，质量为m 的长方形木块静止在倾角为a 角的斜面上，斜面上对木块的支持力与摩擦力的合力方向应该是（ ） A 沿斜面向下 B 垂直于斜面向上 C 沿斜面向上 D 竖直向上 3如图所示，水平地面上固定着一根竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100 N 的货物拉住．已知人拉着绳子的一端，且该端与水平方向夹角为30°，则柱顶所受压力大小为( ) A ．200 N B ．100 3 N C ．100 N D ．50 3 N 三角形定则运用 如图所示（俯视图），物体静止在光滑水平面上，有一水平拉力F ＝20 N 作用在该物体上，若要使物体所受的合力在OO ′方向上（OO ′与F 夹角为30°），必须在水平面内加一个力F ′，则F ′的最小值为 ，这时合力大小等于 。 共点力的平衡问题（可采用两种方法：正交分解法以及力的分解法） 1如右图示，一个半径为r ，重为G 的圆球被长为r 的细线AC 悬挂在墙上，求球对细线的拉力F1和球对墙的压力F2． 2在图3－5－5中，电灯的重力为20 N ，绳OA 与天花板夹角为45°，绳OB 水平，求 绳OA 、OB 所受的拉力. 3在倾角α=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重力为 G =20 N 的光滑圆球，如图3－5－7所示.试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力. 4在图3－5－15中，用绳AC 和BC 吊起一个重100 N 的物体，两绳AC 、BC 与竖直方 向的夹角分别为30°和45°.求：绳AC 和BC 对物体的拉力的大小. 此类问题非常多一定要全部会做 动态问题中力的分析方法 1如图3－5－10所示，半圆形支架BAD ，两细绳OA 和OB 结于圆心O ，下悬重为G 的物体，使OA 绳固定不动，将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C 过程中，分析OA 绳和OB 绳所受的力大小如何变化 11 如图3－5－12所示，把球夹在竖直墙和BC 板之间，不计摩擦，球对墙的压力为F N1，球对板的压力为F N2，在将板BC 逐渐放至水平的过程中，试分析F N1，F N2的变化情况. 整体法解题 1 如图所示，质量均为m 的A 、B 两物体在水平推力F 的作用下，紧靠在竖直墙上处于静止状态，试确定A 所受的静摩擦力。若增大推力F ，物体A 所受的静摩擦力是否变化 2如图，位于水平桌面上的物块P ，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连，从滑轮 到P 和到Q 的两段绳都是水平的，已知Q 与P 之间以及桌面之间的动摩擦因数都 为μ，两物块的质量都是m ，滑轮质量、滑轮轴上的摩擦不计，若用一水平向右 的力F 拉P 使它做匀速运动，则F 的大小为（ ） A. 4μmg B. 3μmg C. 2μmg D. μmg 合力与分力概念性选择题 1关于几个力与它们的合力的说法正确的是( ) A ．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用的效果相同 B ．合力与原来那几个力 同时作用在物体上 C ．合力的作用可以代替那几个力的作用 D ．求几个力的合力遵从平行四边形定则 2．关于合力与其两个分力的关系，正确的是( ) A C O r r
力的合成与分解知识要点归纳 一、力的合成 1．合力与分力：如果几个力共同作用产生的效果与某一个力单独作用时的效果相同，则这一个力为那几个力的，那几个力为这一个力的． 2．共点力：几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力. 3．力的合成：求几个力的的过程． 4．平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为作平行四边形，这两个邻边之间的就表示合力的大小和方向． 二、力的分解 1．力的分解：求一个力的的过程，力的分解与力的合成互为． 2．矢量运算法则： (1)平行四边形定则 (2)三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连结起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的为合矢量． 3．力的分解的两种方法 1）力的效果分解法 ①根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向； ②再根据两个实际分力方向画出平行四边形； ③最后由平行四边形和数学知识(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等
)求出两分力的大小． 2）正交分解法 ①正交分解方法：把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后分别求出每个方向上力的代数和． ②利用正交分解法解题的步骤 首先：正确选择直角坐标系，通常选择共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系的选择应使尽量多的力在坐标轴上． 其次：正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，然后求各力在 x 轴和y 轴上的分力的合力F x 和F y ：F x ＝F 1x ＋F 2x ＋F 3x ＋…，F y ＝F 1y ＋F 2y ＋F 3y ＋… 再次：求合力的大小F ＝F x 2＋F y 2 ，确定合力的方向与x 轴夹角为 θ＝arctan F y F x . 4．将一个力分解的几种情况： ①已知合力和一个分力的大小与方向：有唯一解 ②已知合力和两个分力的方向：有唯一解 ③已知合力和两个分力的大小（两分力不平行）：当F1+F2
高三物理高考第一轮总复习 (五) 力的合成与分解受力分析 1．我国自行设计建造的斜拉索桥——上海南浦大桥，其桥面高达46米，主桥全长846米，引桥总长7 500米．南浦大桥的引桥建造的如此长，其主要目的是( ) A．增大汽车对桥面的正压力 B．减小汽车对桥面的正压力 C．增大汽车重力平行于引桥桥面向下的分力 D．减小汽车重力平行于引桥桥面向下的分力 2.如图所示，质量为m的物体A以一定初速度v沿粗糙斜面上滑，物 体A在上滑过程中受到的力有( ) A．向上的冲力、重力、斜面的支持力和沿斜面向下的摩擦力 B．重力、斜面的支持力和下滑力 C．重力、对斜面的正压力和沿斜面向下的摩擦力 D．重力、斜面的支持力和沿斜面向下的摩擦力 3．两个大小分别为F1和F2(F2 力的合成和分解 一．物体受力分析 1．明确研究对象 2．隔离研究对象 3．按顺序分析 4．防止添力和漏力 二．力的合成和分解 1．原则：等效替代。 2．方法：平行四边形法则、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法 3、力的合成 ⑴．同一直线上两力的合成 ⑵．互相垂直的两力的合成：解直角三角形。 ⑶．互成角度的两力的合成(《金版教程》P16 ⑶ ) 4、力的分解 ⑴．斜面上重物的重力的分解： ⑵．斜向上方（或斜向下方）的力的分解： ⑶．正交分解：正交分解法求合力，在解决多个力的合成时，有明显的优点。在运用牛顿第二定律解题时常常用到。 建立直角坐标系，将力向两个坐标轴分解，转化为同一直线上的力的合成。 5．合力和分力的关系 ①．合力与分力是从力对同一物体产生的作用效果相同来定义的，因此，作用在不同物体上的力，不能合成，因为它们的作用效果不会相同。 ②．一个力被合力(或分力)替代后，本身不再参与计算，以免重复。 ③．合力不一定大于分力。合力既可能大于分力，也可能等于或小于分力。 例3、作用于同一质点上的三个力，大小分别是20N、15N和10N，它们的方向可以变化，则该质点所受这三个力的合力 A、最大值是45N； B、可能是20N； C、最小值是5N； D、可能是0. 练习：1、在研究共点力合成的实验中，得到如图所示的合力F与两力夹角θ的关系图线，则下列说法 正确的是： A、2N≤F≤14N； B、2N≤F≤10N； C 、两分力大小分别为2N 和8N ； D 、两分力大小分别为6N 和8N. 2、如右图所示，一个物体由绕过定滑轮的绳拉着，分别用图中所示的三种情况拉住，在这三种情况下，若绳的张力分别为T 1、T 2、T 3，轴心对定滑轮的支持力分别为N 1、N 2、N 3。滑轮的质量和摩擦均不计，则： A 、T 1=T 2=T 3，N 1>N 2>N 3； B 、T 1>T 2>T 3，N 1=N 2=N 3； C 、T 1=T 2=T 3，N 1=N 2=N 3； D 、T 1 力的合成与分解 【典型例题】 类型一、求合力的取值范围 例1、物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是( ) A.5 N,7 N,8 N B.5 N,2 N,3 N C.1 N,5 N,10 N D.10 N,10 N,10 N 【答案】C 【解析】分析A?B?C?D各组力中,前两力合力范围分别是:2 N≤F合≤12 N,第三力在其范围之内:3 N≤F合≤7 N,第三力在其合力范围之内;4 N≤F合≤6 N,第三力不在其合力范围之内;0≤F合≤20 N,第三力在其合力范围之内,故只有C中第三力不在前两力合力范围之内,C中的三力合力不可能为零. 【点评】共点的三个力的合力大小范围分析方法是:这三个力方向相同时合力最大,最大值等于这三个力大小之和;若这三个力中某一个力处在另外两个力的合力范围中,则这三个力的合力最小值是零. 举一反三 【变式】一个物体受三个共点力的作用，它们的大小分别为F1＝7 N、F2＝8 N、F3＝9 N．求它们的合力的取值范围？【答案】0≤F≤24 N 类型二、求合力的大小与方向 例2、如图所示，物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是20 N，夹角是60°，求这两个力的合力． 【解析】本题给出的两个力大小相等，夹角为60°，所以可以通过作图和计算两种方法计算合力的大小． 解法1(作图法)：取5 mm长线段表示5 N，作出平行四边形如图甲所示，量得对角线长为35 mm.合力F大小为35 N，合力的方向沿F1、F2夹角的平分线． 解法2(计算法)：由于两个力大小相等，所以作出的平行四边形是菱形，可用计算法求得合力F，如图乙所示，【点评】力的合成方法有“作图法”和“计算法”，两种解法各有千秋.“作图法”形象直观，一目了然，但不够精确，误差大；“计算法”是先作图，再解三角形，似乎比较麻烦，但计算结果更准确. 【高清课程：力的合成与分解例2】 例3、如左图在正六边形顶点A分别施以F1～F55个共点力，其中F3=10N，A点所受合力为；如图，在A 点依次施以1N～6N，共6个共点力．且相邻两力之间夹角为600，则A点所合力为。 高一物理力的合成与分解专题课堂检测5 1.2008年北京奥运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就是先 双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手 之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力F T(两个拉力大小相等)及它 们的合力F的大小变化情况为() A．F T增大，F不变B．F T增大，F增大 C．F T增大，F减小D．F T减小，F不变 2.如图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架，其中CA、 CB边与竖直方向的夹角均为θ.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，若l1∶l2＝2∶3，则两绳受到的拉力之比F1∶F2等于() A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．4∶9 12级物理课堂检测6 1.如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦 因数为μ，质点与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是() A．质点所受摩擦力大小为μmg sin θ B．质点对半球体的压力大小为mg cos θ C．质点所受摩擦力大小为mg sin θD．质点所受摩擦力大小为mg cos θ 2. 重150 N的光滑球A悬空靠在墙和木块B之间，木块B的重力为1 500 N， 且静止在水平地板上，如图所示，则() A．墙所受压力的大小为150 3 N B．木块A对木块B压力的大小为150 N C．水平地板所受的压力为1 500 N D．木块B所受摩擦力大小为150 3 N 12级物理课堂检测7 1.如图所示，物体M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做匀速运动，则推力F和物体M受到的摩擦力的合力方向是() A．竖直向下B．竖直向上C．斜向下偏左D．斜向下偏右 2.如图0所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀 速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是() A．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下 B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下 C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用 D．无论传送带向上或向下运动，传送带对物体A的作用力均相同 力的合成与分解练习 子的作用力为（g 取i0 N/kg ）（ ) A. 50N B . 50 J ' N C .i00 D . i00J” N 一、选择题 1、如图所示，水平横梁的一端 A 插在墙壁内，另一端装有一小滑轮 B. —轻绳的一端 C 固定 于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量 m r 10 kg 的重物，/ CBA= 30°,则滑轮受到绳 O 点恰好构成一个正六边形，如图所示。 （ ） 2、 作用于0点的五个恒力的矢量图的末端跟 这五个恒力的合力是最大恒力的 A. 2倍 B . 3倍 倍 D . 5倍 3、 如图所示，轻绳一端系在质量为 m 的物块A 上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆 MN 的圆环上?现用水平力 F 拉住绳子上一点 0使物块A 从图中实线位置缓慢下降到 虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。 在这一过程中，环对杆的摩擦力 的压力F 2的变化情况是 A . F i 保持不变，F 2逐渐增大 B . F i 保持不变， C . F i 逐渐增大，F 2保持不变 D . F i 逐渐减小， 4、 有两个共点力 F i 、F 2,其大小均为8N,这两个力的合力的大小不可能的是 A 0 B 8N C i5N 5、 做引体向上时，两臂与横杠的夹角为多少度时最省力？（ A . 0 ° B . 30 ° C . 90 ° D . i80 6、 如图 所示，木块在推力 F 作用下向右做匀速直线运动，则下列说法中正确的有（） A. 物体一定受摩擦力作用 B. 物体所受摩擦力与推力的合力一定为零 C. 物体所受摩擦力与推力的合力的方向不一定竖直向下 D. 物体所受摩擦力与推力的合力的方向一定水平向右 7、 如图 所示，是两个共点力的合力 F 跟它的两个分力之间的夹角 e 的关系图象，则这两 个力的大小分别是（ ） A. i N 和 4 N B . 2 N 和 3 N C . i N 和 5 N D . 2 N 和 4 N &（ 20i2全国上海物理卷）已知两个共点力的合力为 50N,分力F i 的方向与合力F 的方向 成30°角，分力F 2的大小为30N,则（ ） A.F i 的大小是唯一的 B. F 2的方向是唯一的 F i 和环对杆 F 2逐渐减小 F 2保持不变 D 18N ) C.F 2有两个可能的方向 D. F 2可取任意方向 9、如图 所示，轻绳 AO 和BC 共同吊起质量为 m 的重物，A0与B0垂直，B0与竖直方向的夹角为 e , OC 连 接重物，则（ ） A. A0所受的拉力大小为 n e B. A0所受的拉力大小为 C. B0所受的拉力大小为 my os e D. B0所受的拉力大小为 iO 、如图 所示，在水平天花板的 A 点处固定一根轻杆 a ,杆与天花板保持垂直.杆的下端有 一个轻滑轮0另一根细线上端固定在该天花板的 B 点处，细线跨过滑轮0,下端系一个重为 的物体.B0段细线与天花板的夹角为 e = 30° .系统保持静止，不计一切摩擦.下列说法正确 的是（ ） A.细线BC 对天花板的拉力大小是 G/2 B. a 杆对滑轮的作用力大小是 G/2 C. a 杆和细线对滑轮的合力大小是 G D. a 杆对滑轮的作用力大小是 G ii 已知一个力的大小为 i00 N ，它的一个分力 F i 的大小为60 N ，则另一个分力 F 2的大小（ ） A. 一定是40 N B . 一定是80 N力的合成和分解专题复习
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