高一物理力的合成与分解

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1、.高一物理第2单元　力的合成与分解　一、内容黄金组.1．力的合成教学要求（1）理解力的合成和合力的概念．（2）掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力．（3）要求知道合力的大小与分力夹角的关系．2．力的分解教学要求（1）理解力的分解和分力的概念．（2）理解力的分解是力的合成的逆运算，会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力．二、要点大揭秘1．本节重点是力的平行四边形合成定则，难点是用作图法和计算法求合力．无论用图解法或计算法，都需先把一个具体的力(物体对物体的作用)抽象为一根有向的线段，然后转化为一个数学问题，这种具体——抽象

2、法是物理学中广泛使用的一种研究方法，学习中应认清矢量与标量的根本区别在于它们的运算法则不同，标量的合成是代数加法，矢量的合成是平行四边形定则，掌握好平行四边形定则是正确理解矢量概念的核心，也是研究以后各章内容的基础．2．合力一定比分力大吗？由力的平行四边形可以看出，合力F与两分力F1和F2组成一个封闭的三角形，合力F与两分力分别为此三角形的三边，因此，合力与分力的大小关系也就是三角形三边边长的关系：即合力的大小最大等于两分力大小之和(两分力方向一致)，最小等于两分力大小之差(两分力方向相反)，即F1+F2≥F≥

3、F1-F2

4、．合力的大小与分

5、力的大小只需满足上式即可以满足平行四边形定则的要求．所以，合力与它的任何一个分力之间，并不存在一定谁大于谁的关系．3．作用在不同物体上的二个力能进行力的合成吗？作用在不同物体上的力，由于它们只能对各自的物体产生力的作用效果而不能产生共同的作用效果，因此不可能用一个力的作用效果来代替它们分别产生的作用效果．所以，把作用在不同物体上的力来合成是没有物理意义的．只要作用在同一物体上的力，则可以不管其性质如何，都可以合成．..1．怎样根据力的作用效果去确定它的分力？将一个力分解成为两个分力，如果仅从满足平行四边形定则这一原则来说，则可以有无数多种分

6、解方法而没有唯一的答案，但这样并没有多少实际意义．对于每一个具体的实际问题，我们必须根据一个力在该问题中实际产生的作用来确定它的分力再对它进行分解，即看这个力在这种条件下相当于几个什么力的作用，便将它分解为这几个相当的分力来代替它．如图，斜向上的拉力F拉着物块在水平地面上运动，此力F在这里产生的效果一方面是把物体拉着向右运动(相当于一个水平向右的拉力的作用)，另一方面又把物体向上提而减小物体对水平面的压力(相当于一个竖直向上的拉力作用)．这样便得出此情况下F的两个分力分别为：水平向右的分力F1=Fcosα竖直向上的分力F2=Fsinα2．应

7、用平行四边形定则求分力有哪几种常见情况？如前所述，已知合力的大小和方向，要确定它的两个分力的大小和方向时，仅根据平行四边形定则不能得出唯一确定的解，为得到符合实际情况的确定的解，则需要进一步根据合力作用所产生的效果来确定分力，即要根据合力作用的效果来找出补充的附加条件．常见的情况有如下三种：(1)已知两分力的方向，求两分力的大小．如图，已知F和α、β，显然该力的平行四边形是唯一确定的，即F1和F2的大小也被唯一地确定了．(2)已知一分力的大小和方向、求另一分力的大小和方向．仍如图2，已知F、F1和α，显然此平行四边形也被唯一地确定了，即F2

8、的大小和方向(角β也已确定)也被唯一地确定了．(3)已知一分力的方向和另一分力的大小，即已知F、α(F1与F的夹角)和F2，这时则有如下的几种可能情况：第一种情况是F2＞Fsinα时，则有两解，如图所示．..第二种情况是F2=Fsinα时，则有唯一解。第三种情况是F2＜Fsinα时，则无解，因为此时按所给的条件是无法组成力的平行四边形的。1．力的正交分解法F2xF1F3xxyF3yF3F2F2yθαFxxyFyF   将力F分解到选定的互相垂直的两坐标轴的方向上的分解方法称为力的正交分解法，如图４将力F分解为沿x方向和沿y方向的两个分量图3

9、Fx和Fy,则在物体受几个力作用时，运用正交分解法常可以简化运算．如图５，F1、F2、F3三力作用于Ｏ点，若   用平行四边形法则，虽作平行四边形，要计算出合力的大小和方向比较困难．现用正交法，选定如图中所示坐标系，因三力均已知，故θ、α均应视为已知．可分别求出x方向，y方向的合外力：∑Fx＝F1＋F3x－F2x＝F1＋F3sina－F2cosθ,∑Fy＝F2y－F3y＝F2sinθ－F3cosθ.这样很容易求出合力大小为∑F＝设合力方向与x轴正方向的夹角为β，则tgβ＝.   在应用正交分解法时应注意选择适当的坐标系，虽然从理论上讲，无论

10、选择怎样的坐标系，最后计算结果均相同，但选择不同的坐标系，计算的繁简程度的差别可能很大，因此应重视坐标系的选取，为简化运算，选取坐标系时通常应注意以下两点：(1)应尽量使较多的力