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合力和分力

知识点详情

合力和分力知识点包括合力和分力知识点梳理、合力和分力要点探究、解决分力与合力问题的注意点等部分,有关合力和分力的详情如下:

合力和分力知识点梳理

1.共点力

几个力如果都作用在物体的__同一点__,或者它们的作用线__相交于一点__,这几个力叫作共点力。

2.合力与分力

假设一个力单独作用的__效果__跟某几个力共同作用的__效果__相同,这个力就叫作那几个力的__合力__,这几个力叫作那个力的__分力__。

3.合力与分力的关系

合力与分力之间是一种__等效替代__的关系,合力作用的__效果__与分力__共同作用的效果__相同。

合力和分力要点探究

1.合力的计算方法

(1)作图法

根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形,后用测量工具测量出合力的大小、方向,具体操作流程如下:

(2)计算法

两分力共线时:

①若F1F2方向相同,则合力大小FF1F2,方向与F1F2的方向相同;

②若F1F2方向相反,则合力大小F=|F1F2|,方向与F1F2中较大的方向相同.

两分力不共线时:可以先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图,然后由几何知识求解对角线,即为合力.

以下为求合力的两种常见特殊情况:

类型

作图

合力的计算

两分力相互垂直

大小:F2(2)

方向:tan θF2(F1)

两分力等大,夹角为θ

大小:F=2F1cos2(θ)

方向:FF1夹角为2(θ)

 

2.合力与分力的大小关系

(1)合力与分力间的大小关系

当两分力F1F2大小一定时:

①最大值:两力同向时合力最大,FF1F2,方向与两力同向.

②最小值:两力方向相反时,合力最小,F=|F1F2|,方向与两力中较大的力同向.

③合力范围:两分力的夹角θ(0°≤θ≤180°)不确定时,合力大小随夹角θ的增大而减小,所以合力大小的范围是:|F1F2|≤FF1F2.

(2)三个力合力范围的确定

①最大值:当三个力方向相同时,合力F最大,FmaxF1F2F3.

②最小值:若其中两个较小的分力之和(F1F2)≥F3时,合力的最小值为零,即Fmin=0;若其中两个较小的分力之和(F1F2)<F3时,合力的最小值FminF3-(F1F2).

③合力的取值范围:FminFF1F2F3.

解决分力与合力问题的注意点

(1)作图法求合力

①作图时要先确定力的标度,同一图上的各个力必须采用同一标度.

②严格采用作图工具作图,并用测量工具测出对应力的大小及方向.

③作图时表示分力和合力的有向线段共点且要画成实线,与分力平行的对边要画成虚线,表示力的线段上要画上刻度和箭头.

(2)计算法求合力时常用到的几何知识

①应用直角三角形中的边角关系求解,适用于平行四边形的两边垂直、平行四边形的对角线与一条边垂直及菱形的情况.

②应用等边三角形的特点求解.

③应用相似三角形的知识求解,适用于力的矢量三角形与实际三角形相似的情况.

典型例题
【第1题】  

如图所示,水平横梁一端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为m=10 kg的重物,∠CBA=30°,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg)(  )

A.50 N

B.60 N

C.120 N

D.100 N

【第2题】  

如图所示,两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头.其中一人用了450 N的拉力,另一人用了600 N的拉力,如果这两个人所用拉力的夹角是90°,求合力.

【第3题】  

关于合力与其两个分力的关系,正确的是(  )

A.合力与分力同时作用在物体上

B.合力的大小随两分力夹角的增大而增大

C.合力的大小一定大于任意一个分力

D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力

【第4题】  

(多选)(2019·陕西省汉滨区高一上学期期中)如图,一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水,则下列说法正确的是(  )

A.大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力

B.大人拉力一定等于两个小孩拉力大小之和

C.两个小孩两手臂夹角θ越大,则拉力越小

D.两个小孩两手臂夹角θ越大,则拉力越大

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