2012高考总复习物理课件6力的合成与分解

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1、课时6力的合成与分解►基础梳理◄1．矢量和标量既有大小又有方向，且合成时遵循平行四边形定则的物理量叫矢量，如力、速度等；只有大小没有方向的物理量叫标量，如时间、长度、质量、温度等．2．合力和力的合成一个力产生的效果如果跟几个力共同作用时产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力．求几个力的合力叫力的合成．►疑难详析◄1．矢量与标量的区别(1)表示方法不同．矢量既有大小，又有方向，用一根带箭头的线段来表示，线段的长短表示矢量的大小，箭头表示矢量的方向，如力的图示；标量只在数值后面带上单位即可，如某物体的质量

2、m＝5kg；(2)运算规则不同．标量的运算属于代数运算，同类标量，只要单位相同就可以直接相加减；矢量的运算要遵循平行四边形定则(或三角形定则)，合矢量与分矢量的关系就是平行四边形的对角线和两个邻边之间的关系；(3)两个概念中正负号的含义不同．矢量中的负号表示矢量的方向和规定的正方向相反，和大小无关；标量中的负号，表示标量的大小．(4)需要特别注意的是，高中阶段有个别标量属于双向标量，例如电流I、穿过某个面的磁通量Φ，它的方向和矢量的方向有本质的区别．2．力的平行四边形定则(1)力的平行四边形定则：求两个

3、互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来．如图1，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)．(2)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)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

4、矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量．3．共点力合成的计算(1)同一直线上两个力的合成：同方向时F＝F1＋F2；反方向时F＝

5、F1－F2

6、，方向和较大的力方向相同．(2)互成角度的两力合成：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2的线段作为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向．►深化拓展◄合力大小范围的确定方法(1)共点的两个力(F1、F2)的合力(F)的大小，与它们的夹角(θ)有关；θ越大，合力越小，θ越小，合力越大．F1与F2同向时合力最大；F1与F2反向时合力最小，合

7、力的取值范围是：

8、F1－F2

9、≤F≤F1＋F2.合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一分力．(2)共点的三个力，如果任意两个力的大小之和大于或等于第三个力，那么这三个共点力的合力可能等于零．►基础梳理◄1．分力与力的分解如果几个力的作用效果跟原来一个力的作用效果相同，这几个力叫原来那个力的分力．求一个力的分力叫做力的分解．2．力的分解与力的合成的关系力的分解是力的合成的逆运算，也遵从平行四边形定则．►疑难详析◄1．力的分解的唯一性与多解性图2两个力的合力唯一确定，但一个力的两个分力不一定唯一确

10、定，即已知一条确定的对角线，可以作出无数个平行四边形，如果没有条件限制，一个已知力可以有无数对分力．若要得到确定的解，则须给出一些附加条件：(2)已知一个分力的大小和方向，力的分解也是唯一的．(3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，对力F进行分解，如图2则有三种可能：(F1与F的夹角为θ)①F2F)．如图3所示，分别以F的始端、末端为圆心，以F1、F2为半

11、径作圆，两圆有两个交点，所以F分解为F1、F2有两种情况．图3(5)存在极值的几种情况①已知合力F和一个分力F1的方向，另一个分力F2存在最小值．②已知合力F的方向和一个分力F1，另一个分力F2存在最小值．2．一个已知力按力的效果进行分解的方法在实际问题中，一个力如何分解，应按下述步骤：(1)先根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；(2)再根据两个分力的方向画出平行四边形，且注意标度的选取；(3)根据平行四边形和学过的数学知识求出两个分力的大小和方向．求解方法：①平行四边形法；②正弦定理法；③相似

12、三角形法；④余弦定理法．►深化拓展◄图4如何将一个力进行正交分解求多个共点力的合力时，如果连续运用平行四边形定则求解，计算过程十分复杂，如果采用力的正交分解法求合力，计算过程就十分简单．如图4，其基本步骤是：(1)建立正交正方向(x轴、y轴)．通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴的方向的选择则应根据实际问题来确定．原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，即使需要向两坐标轴投影分解的力尽可能少，在处理静力学问题时，通常选用水平方向和竖直方向上的直