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高中物理力学必考考点:力的合成与分解知识梳理

更新时间:2024-07-17 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

力学是高中必修科目之一,在高考中占比很大,而且不容易理解,今天就给大家介绍一下力的组成与分解,希望大家可以快速记住!q3Z物理好资源网(原物理ok网)

如果哪一点不清楚的话,可以留言告诉我,我会考虑下次再给出更形象的比喻~q3Z物理好资源网(原物理ok网)

力量的组成与分解q3Z物理好资源网(原物理ok网)

◎ 知识整理q3Z物理好资源网(原物理ok网)

1. 力量的合成q3Z物理好资源网(原物理ok网)

等效替代是指用一个力(合力)产生与多个力(分力)共同作用产生的效果相同的效果。力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

(1)合力与分力:如果一个力所产生的效果,和几个力综合作用所产生的效果相同,则这个力叫作这几个力的合力,这几个力叫作这个力的分力。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

合力与分力之间是一种等效替代关系,即把一个力分解成两个分力,在分析计算时,如果考虑两个分力的作用,则不能考虑该力的作用;反之,如果考虑合力的作用,则不能重复考虑各分力的作用。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

(2)共汇力:当一个物体同时受到几种力的作用时,如果这些力的作用线交于一点,这种力叫做共汇力。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

如图(a)所示,一根金属棒放在一个光滑的半球形碗内,棒受到三个力的作用:重力以及A、B点的支撑力,其中N1的作用线通过球心,N2的作用线垂直于棒。当棒在三个不平行、作用线共面的力的作用下处于平衡状态时,这三个力的作用线必定会聚于一点,所以重力的作用线G必定通过N1与N2的交点0。图(b)所示为一个光滑的球悬挂在垂直壁面上,棒受到三个力的作用:重力、壁面弹力、悬挂线张力贝语网校,由于球是光滑的,它们的作用线必定通过球心。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

(3)力的合成定律:q3Z物理好资源网(原物理ok网)

a.平行四边形法则:求共点力F1、F2的合力,可用代表F1、F2的线段为邻边力的合成与分解,作平行四边形,其对角线代表合力的大小和方向,如图a所示。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

b.三角法则:求F1与F2的合力,可将代表F1与F2的有向线段首尾相连,F1起点到F2终点的有向线段代表合力F的大小与方向,如图b所示。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

2. 力量分解q3Z物理好资源网(原物理ok网)

(1)分解兵力时,应根据兵力的实际效果或者问题的需要进行分解;q3Z物理好资源网(原物理ok网)

(2)有明确解的条件:q3Z物理好资源网(原物理ok网)

①已知合力及两个分力的方向力的合成与分解,求两个分力的大小。(有唯一解)q3Z物理好资源网(原物理ok网)

②已知合力和一个分力的大小、方向,求另一个分力的大小和方向。(一组或两组解法)q3Z物理好资源网(原物理ok网)

③已知合力、一个分力F1的大小、另一个分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小。(有两个或只有两个解)q3Z物理好资源网(原物理ok网)

(3)力的正交分解:将已知力分解为两个相互垂直方向的力的方法。力的正交分解可用于求几个已知共点力的合力。它可以将不同方向的矢量运算简化为同一条直线上的矢量运算。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

力分解问题的关键是根据力的作用效果,画出该力的平行四边形,然后根据已知的边和角的关系,将其转化为几何问题进行求解。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

3. 处理力量组成与分解问题的方法q3Z物理好资源网(原物理ok网)

a.力的图解法:根据力图画出平行四边形,然后测量对角线的长度,并找出它的方向。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

b.代数计算法:利用正弦或余弦定理解三角形。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

c.正交分解法:先将各力沿相互垂直的方向分解,然后求出各个方向的合力,再将它们合成。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

d.折线法:按顺序连接各个力的始端和终点,从第一个力的始端到最后一个力的终点的有向线段表示合力的大小和方向。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

◎ 实例分析q3Z物理好资源网(原物理ok网)

【例1】在倾斜角为α的斜面上,放置一个质量为m的光滑小球,球顶有一块垂直木板挡住,小球对斜面所受的压强为( )q3Z物理好资源网(原物理ok网)

【分析与解答】球的重力产生两个作用:水平方向对板面的压缩;垂直方向对斜面的压缩。因此重力可分解为水平方向和垂直方向的F1和F2,如下图所示。根据平行四边形法则可得:F=mg/cosα。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

答案:Cq3Z物理好资源网(原物理ok网)

【例2】分解一个力,若已知一个分力的大小,另一个分力的方向,则正确答案是( )q3Z物理好资源网(原物理ok网)

A. 只有一个解决方案。B. 一定有两个解决方案。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

C. 可能有无数个解。D. 可能有两组解。q3Z物理好资源网(原物理ok网)

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