人教版高一物理必修第一册：力的合成和分解课件.ppt

1、力的合成和分解力的合成和分解1.合力与分力合力与分力(1)定义：如果一个力定义：如果一个力 跟几个共点力共同作用跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的 ，原来，原来的几个力叫做的几个力叫做 (2)关系：合力和分力是关系：合力和分力是 的关系的关系知识回顾：知识回顾：产生的效果产生的效果合力合力分力分力等效替代等效替代2共点力：共点力：作作用在物体的用在物体的 ，或作用线的，或作用线的 交于交于一点的力，如下图所示均是共点力一点的力，如下图所示均是共点力同一点同一点 延长线延长线 3力的合成力的合成(1)定定义：求几个力的义：求几个力

2、的 的过程的过程(2)运算法则运算法则平行四边形定则：平行四边形定则：求两个互成角度的求两个互成角度的 的合力，的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边可以用表示这两个力的线段为邻边 作平行四边形，这两个邻边之间所夹作平行四边形，这两个邻边之间所夹 的的 就表示合力就表示合力F.三角形定则：把两个矢量三角形定则：把两个矢量 ，从而求出合矢量的方法从而求出合矢量的方法合力合力共点力共点力对角线对角线首尾相接首尾相接4力的分解力的分解(1)定定义：求一个已知力的义：求一个已知力的 的过程的过程(2)遵循原则：遵循原则：定则或定则或 定则定则(3)分解方法：按力产生的分解方法：按力产生的 分解；正交分

3、解分解；正交分解分力分力平行四边形平行四边形三角形三角形效果效果 一、共点力的合成一、共点力的合成1力的运算法则力的运算法则要点精析：要点精析：人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解2合力范围的确定合力范围的确定(1)两两个共点力的合力范围：个共点力的合力范围：|F1F2|FF1F2.(2)三个共点力的合成范围三个共点力的合成范围:最大值：三个力同向时，其合力最大，为最大值：三个力同向时，其合力最大，为FmaxF1F2F3.最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，最小值：以这三个

4、力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力的最小值为零，即则其合力的最小值为零，即Fmin0；如果不能，则合力的最小；如果不能，则合力的最小值为值为FminF1|F2F3|(F1为三个力中最大的力为三个力中最大的力)人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解【典例【典例1】三三个共点力大小分别是个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们的，关于它们的合力合力F的大小，下列说法中正确的是的大小，下列说法中正确的是()AF大小的取值范围一定是大小的取值范围一定是0FF1F2F3BF至少比至少比F

5、1、F2、F3中的某一个大中的某一个大C若若F1 F2 F33 6 8，只要适当调整它们之间的，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零夹角，一定能使合力为零D若若F1 F2 F33 6 2，只要适当调整它们之间的，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零夹角，一定能使合力为零C C人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解解析解析合力不一定大于分力，合力不一定大于分力，B错，三个共点力的合力的最错，三个共点力的合力的最小值能否为零，取决于任何一个力是否都在其余两个力的合小值能否为零，取决

6、于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内，由于三个力大小未知，所以三个力的合力的最小力范围内，由于三个力大小未知，所以三个力的合力的最小值不一定为零，值不一定为零，A错；当三个力的大小分别为错；当三个力的大小分别为3a、6a、8a，其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内，故其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内，故C正确，正确，当三个力的大小分别为当三个力的大小分别为3a、6a、2a时，不满足上述情况，故时，不满足上述情况，故D错错答案答案C人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解反思总结

7、反思总结 解答共点力的合成问题时的两点注意解答共点力的合成问题时的两点注意(1)力合成时，要正确理解合力与分力的大小关系合力与分力合成时，要正确理解合力与分力的大小关系合力与分力的大小关系要视情况而定，不能形成合力总大于分力的思力的大小关系要视情况而定，不能形成合力总大于分力的思维定势维定势(2)三个共点力合成时，其合力的最小值不一定等于零，可能三个共点力合成时，其合力的最小值不一定等于零，可能等于两个较小力的和与第三个较大的力之差等于两个较小力的和与第三个较大的力之差(FminF1|F2F3|)人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理

8、必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解3 3共点力的合成方法共点力的合成方法 (1)作图法作图法(2)计算法计算法B BB B人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：

9、3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解【典例【典例4】将将物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中错误的是错误的是()C C人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解解析解析A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力分

10、力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2；B项中物体的项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和和G2，A、B项项图均画得正确图均画得正确C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力使物体压紧两接触面的分力G1和和G2，故，故C项图画错项图画错D项中项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳和沿绳向下使绳张紧的分力张紧的分力G2，故，故D项图画得正确项图画得正确答案答案C2.2.力的分解的唯一性与多解性力的分解的唯

11、一性与多解性如果没有条件限制如果没有条件限制,一个已知力可以有无数对分力一个已知力可以有无数对分力.若要得到若要得到确定的解确定的解,则必须给出一些附加条件则必须给出一些附加条件.(1)(1)已知两个不平行分力的方向已知两个不平行分力的方向,力的分解是唯一的力的分解是唯一的.(2)(2)已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和方向,力的分解是唯一的力的分解是唯一的.(3)已知一个分力已知一个分力F1的方向和另一个分力的方向和另一个分力F2的大小的大小,对力对力F 进行分解进行分解,如图所示如图所示,有三种可能有三种可能:(F1与与F的夹角为的夹角为)F2Fsin 时无解时无解;F2=Fsi

12、n 或或F2F时有一组解时有一组解;Fsin F2Fsin 3025 N，以，以F的矢尖为圆心，以的矢尖为圆心，以30 N为为半径画一个圆弧，与半径画一个圆弧，与F1有两有两个交点，这样个交点，这样F2有两种可能的方向，有两种可能的方向，F1有两个可能的大有两个可能的大小因此小因此C正确正确答案答案C3正交分解法正交分解法(1)定定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则静力学中，以少分解力和容易分解力

13、为原则(即尽量多的力即尽量多的力在坐标轴上在坐标轴上)人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解【典例【典例6 6】水平地面上的物体水平地面上的物体A A在斜向上的拉力在斜向上的拉力F F的作用下，向右的作用下，向右做匀速直线运动，拉力做匀速直线运动，拉力F F与水平面夹角为与水平面夹角为.下列说法中正确的下列说法中正确的是是()()A物体物体A一定受到三个力

14、的作用一定受到三个力的作用B物体物体A受到的摩擦力大小为受到的摩擦力大小为Fsin C拉力拉力F与物体与物体A受到的摩擦力的合力方向一定是竖直向上受到的摩擦力的合力方向一定是竖直向上D物体物体A受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力 C C人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解解析解析:物体在水平地面做匀速直线运动，则其物体在水平地面做匀速直线运动，则其一定处于受力平衡状态，对物体受力分析如图，一定处于受力平衡状态，对物体受力分析如图，知物体受四个

15、力，选项知物体受四个力，选项A错误；物体受力平衡，错误；物体受力平衡，则有则有fFcos，GFNFsin，选项，选项B、D错误；错误；由图知由图知G与与FN的合力竖直向下，由平衡知识得的合力竖直向下，由平衡知识得F与与f的合力方向必竖直向上，选项的合力方向必竖直向上，选项C正确正确答案答案C人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解【典例【典例7】一直杆倾斜固定，并与水平方向成一直杆倾斜固定，并与水平方向成30的夹的夹角；直杆上套有一个质量为角；直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环，的圆环，圆环

16、与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小向上、大小F10 N的力，圆环处于静止状态，的力，圆环处于静止状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g10 m/s2.下列说法正确的是下列说法正确的是()A圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上B圆环受到直杆的弹力大小等于圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上D圆环受到直杆的摩擦力大小等于圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N D Dxy人教版（2019）高一物理

17、必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解解析解析:对小环受力分析如图所示：由于对小环受力分析如图所示：由于F10 Nmg5 N，所，所以杆对环的弹力以杆对环的弹力FN垂直杆向下，杆对环还有沿杆向下的静摩垂直杆向下，杆对环还有沿杆向下的静摩擦力擦力Ff，则，则FN与与Ff的合力应竖直向下，的合力应竖直向下，大小为大小为F合合Fmg5 N，所以所以FNF合合cos 30 N，FfF合合sin 302.5 N综上可知选项综上可知选项D正确正确人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）

18、高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解D DFN1Ff(M+m)gFT人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解解析解析以以B为研究对象，受力如甲图所示为研究对象，受力如甲图所示甲甲 乙乙人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解跟踪短训跟踪短训:1

19、F1、F2是是力力F的两个分力若的两个分力若F10 N，则下列不可能是，则下列不可能是F的两个分力的是的两个分力的是()AF110 N，F210 NBF120 N，F220 NCF12 N，F26 NDF120 N，F230 N解析解析合力合力F和两个分力和两个分力F1、F2之间的关系为之间的关系为|F1F2|FF1F2，则应选，则应选C.C C人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解2.一一物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用，下列几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

20、力不可能为零的是组力的合力不可能为零的是()A5 N,8 N,9 N B5 N,2 N,3 NC2 N,7 N,10 N D1 N,10 N,10 N解析解析每一组力中每一组力中F1、F2、F3任意确定，当第三个力任意确定，当第三个力F3的大小介于的大小介于F1F2与与|F1F2|之间时，则合力可能为零，之间时，则合力可能为零，反之不为零，故选项反之不为零，故选项C不可能为零不可能为零答案答案CC C人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解3.如如图所示，有图所示，有5个力作用于同一点个力作用于

21、同一点O，表示这，表示这5个力的有向线段恰构成一个个力的有向线段恰构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，已知正六边形的两邻边和三条对角线，已知F110 N，求这，求这5个力的合力大小个力的合力大小()A50 N B30 NC20 N D10 N解析解析利用三角形法则可知：利用三角形法则可知：F2和和F4的合力等于的合力等于F1，F5和和F3的合力也等于的合力也等于F1，这，这5个力的合力大小为个力的合力大小为3F130 N.答案答案BB B人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解人教版（2019）高一物理 必修 第一册 第三章：3.4力的合成和分解4一物体受到三个

22、共面共点力一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系的作用，三力的矢量关系如图所示如图所示(小方格边长相等小方格边长相等)，则，则下列说法正确的是下列说法正确的是()A三力的合力有最大值三力的合力有最大值F1F2F3，方向不确定，方向不确定B三力的合力有唯一值三力的合力有唯一值3F3，方向与，方向与F3同向同向C三力的合力有唯一值三力的合力有唯一值2F3，方向与，方向与F3同向同向D由题给条件无法求出合力大小由题给条件无法求出合力大小B B解析解析考查力的平行四边形定则对于给定的三个共点力，考查力的平行四边形定则对于给定的三个共点力，其大小、方向均确定，则合力的大小唯一、方

23、向确定排除其大小、方向均确定，则合力的大小唯一、方向确定排除A、C；根据图表，可先作出；根据图表，可先作出F1、F2的合力，不难发现的合力，不难发现F1、F2的合力方向与的合力方向与F3同向，大小等于同向，大小等于2F3，根据几何关系可求，根据几何关系可求出合力大小等于出合力大小等于3F3，B对对答案答案BC C6.6.如图所示如图所示,在水平天花板的在水平天花板的A A点处固定一根轻杆点处固定一根轻杆a,a,杆与天杆与天花板保持垂直花板保持垂直,杆的下端有一个轻滑轮杆的下端有一个轻滑轮O.O.另一根细线上端固另一根细线上端固定在该天花板的定在该天花板的B B点处点处,细线跨过滑轮细线跨过滑轮

24、O,O,下端系下端系一个重量为一个重量为G G的物体的物体.BO.BO段细线与天花板的夹角段细线与天花板的夹角为为=30=30,系统保持静止系统保持静止,不计一切摩擦不计一切摩擦.下列下列说法中正确的是说法中正确的是()A.A.细线细线BOBO对天花板的拉力大小是对天花板的拉力大小是B.a杆对滑轮的作用力大小是杆对滑轮的作用力大小是C.a杆和细线对滑轮的合力大小是杆和细线对滑轮的合力大小是GD.a杆对滑轮的作用力大小是杆对滑轮的作用力大小是GD D解析解析:细线细线BOBO对天花板的拉力等于物体的重力对天花板的拉力等于物体的重力G,G,选项选项A A错误错误;以滑轮为研究对象以滑轮为研究对象,

25、两段细线的拉力都是两段细线的拉力都是G,G,互成互成120120角角,因此合力大小是因此合力大小是G,G,根据共点力的平衡条件根据共点力的平衡条件,a,a杆杆对滑轮的作用力大小也是对滑轮的作用力大小也是G,G,方向与竖直方向成方向与竖直方向成6060角斜角斜向右上方向右上方,故选项故选项B B错误错误,选项选项D D正确正确;a;a杆和细线对滑轮的杆和细线对滑轮的合力大小为零合力大小为零,选项选项C C错误错误.答案答案D 7.如图所示，重力为如图所示，重力为G的物体静止的物体静止在倾角为在倾角为的斜面上，将重力的斜面上，将重力G分解为垂分解为垂直斜面向下的力直斜面向下的力F1和平行斜面向下的

26、力和平行斜面向下的力F2，那么那么()AF1就是物体对斜面的压力就是物体对斜面的压力B物体对斜面的压力方向与物体对斜面的压力方向与F1方向相同，大小为方向相同，大小为GcosCF2就是物体受到的静摩擦力就是物体受到的静摩擦力D物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和和F2共五个力的作用共五个力的作用B B解析解析重力重力G是物体受的力，其两个分力是物体受的力，其两个分力F1和和F2作用在物体作用在物体上，故上，故A错误；错误；F2与物体受到的静摩擦力等大反向，并不是与物体受到的静摩擦力等大反向，并不是物体受到的静摩擦力，物体受到的静摩擦力，

27、C错误；错误；F1、F2不能与物体的重力不能与物体的重力G同时作为物体受到的力，同时作为物体受到的力，D错误；物体对斜面的压力的大小错误；物体对斜面的压力的大小等于重力等于重力G的分力的分力F1Gcos，方向与，方向与F1方向相同，方向相同，B正确正确答案答案B8.如如图所示，一物块受一恒力图所示，一物块受一恒力F作用，作用，现要使该物块沿直线现要使该物块沿直线AB运动，应该运动，应该再加上另一个力的作用，则加上去的再加上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为这个力的最小值为()AFsin B Fcos CFtan DFcot A A解析解析物体虽只受两个力作用，但物体要物体虽只受两个力作

28、用，但物体要沿直线沿直线AB运动，就意味着这两个力的合力运动，就意味着这两个力的合力的方向是不变的可以看成是一个力的方向是不变的可以看成是一个力(已知已知的力的力F)恒定，一个力恒定，一个力(合力合力)的方向一定，另的方向一定，另一个力一个力(所求的力所求的力)的大小、方向都变，可以的大小、方向都变，可以利用力的图示法求解，如图所示，可知本题利用力的图示法求解，如图所示，可知本题应选应选A.答案答案A9.如图所示如图所示,将两个质量均为将两个质量均为m的小球的小球a、b用细线相连悬挂于用细线相连悬挂于O点点,用力用力F拉小球拉小球a,使整个装置处于平衡状态使整个装置处于平衡状态,且悬线且悬线O

29、a与竖与竖直方向的夹角为直方向的夹角为=30,则则F的大小的大小()A.可能为可能为 mg B.可能为可能为 mg C.可能为可能为mg D.不可能为不可能为 mgC C解析解析 对小球对小球a受力分析受力分析,受重力、两绳的拉力和受重力、两绳的拉力和F共四个力作用共四个力作用,受力分析如图所示受力分析如图所示.当当F的方向垂直于的方向垂直于F0的方向时的方向时,F有最小值有最小值.根据共点力的平衡条件可得根据共点力的平衡条件可得F的最小值为的最小值为Fmin=2mgsin 30=mg,选项选项C正确正确.答案答案C10如如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点另一端连接两根弹簧，连接点P在在F1、F2 和和F3三力作用下保持静止，下列判断正确三力作用下保持静止，下列判断正确 的是的是()AF1F2F3 BF3F2F1CF2F3F1 DF3F1F2D D解析解析由连接点由连接点P在三个力作用下静止知在三个力作用下静止知:三个力的合力为零，即三个力的合力为零，即F1、F2二力的合力二力的合力F3与与F3等大反向，三力构成的平行四边等大反向，三力构成的平行四边形如图所示由数学知识可知形如图所示由数学知识可知F3F1F2，D正确正确答案答案D