物理运动的合成和分解
高一物理第13单元运动的合成与分解
一、内容黄金组
1．知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动．
2．知道物体做曲线运动的条件是所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上．3．知道什么是合运动，什么是分运动．知道合运动和分运动是同时发生的，并且不互相影响.
4．知道什么是运动的合成，什么是运动的分解.理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则．
5．会用作图法和直角三角形知识解有关位移和速度的合成、分解问题．
二、要点大揭秘
1．曲线运动
轨迹是曲线的运动叫曲线运动，对曲线运动的了解，先应知道三个基本点：
（1）曲线运动的速度方向时刻在改变，它是一个变速运动。
（2）做曲线运动的质点在轨迹上某一点（或某一时刻）的瞬时速度的方向，就在曲线这一点切线方向上。
对此除可通过实验观察外，还可用到在瞬时
速度中讲到的“无限分割逐渐逼近”的思想
方法。如图所示，运动质点做曲线运动在时
间t内从A到B，这段时间内平均速度的方向
就是割线AB的方向，如果t取得越小，平均
速度的方向便依次变为割线AC、AD。。。。的
方向逐渐逼近A处切线方向，当t= 0时，这极短时间内的平均速度即为
A点的瞬时速度v A，它的方向在过A点的切线方向上。
（3）做曲线运动有一定条件，这就是运动物体所受合外力
F与它的速度v夹成一定的角度，如图所示，只有这样，
才可能出现垂直于速度v的合外力的一个分力，这个
分力不能改变v的大小，但它改变v的方向，从而使物
体做曲线运动。
2．运动的合成和分解
（1）运动的合成首先是一个实际问题，例如轮船渡河的运动就是由两个运动组合成的，另外，运动的合成和分解是一种研究复杂运动的基本方
法――将复杂运动分解为两个方向上的直线运动，而这两个直线运动的
规律又是我们所熟悉的，从而我们通过运动合成求得复杂运动的情况。
（2）运动合成的目的是掌握运动，即了解运动各有关物理量的细节，所以运动的合成在实际问题中体现为位移、速度、加速度等基本物理量的合成。
由于这三个基本量都是矢量，它们的运算服从矢量运算法则，故在一般
情况下，运动的合成和分解都服从平行四边形定则，当分运动都在同一
直线上时，在选定一个正方向后，矢量运算可简化为代数运算。
（3）运动的合成要注意同一性和同时性。只有同一个物体的两个分运动才能合成。此时，以两个分运动作邻边画出的平行四边形，夹在其中的对角
线表示真实意义上的合运动，不同物体的运动由平行四边形定则得到的
“合运动”没有物理意义。只有同时进行的两个运动才能合成，分运动
和合运动同时发生，同时结束。
（4）互成角度的两个匀速直线运动，它们的合运动也是匀速直线运动。但在
其它情况中，两个互成角度的直线运动的合运动是不是直线运动，要具
体情况具体分析，只有两个分运动合速度和合加速度在同一直线上时，
合运动才是直线运动。
3． 轮船渡河问题：
轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题同。轮船的渡河运动可看成水不动
时轮船的运动及般不动时被流水带动的轮船的运动的合运动。常见的有三种问题。
（1） 位移最小
河宽一定时，轮船垂直河岸渡河位移最小（如下图所
示，图中v 1表示水不动时的船速，v 2表示水速）。此时
船头斜指向上游，合速度v 垂直河岸，渡河时间
θsin 1v d v d t == 另外，从图中可知1
2cos v v =θ 因为1cos 0<<θ，所以只有
12v v <时才有此情况。
（2） 渡河时间最少 在河宽、船速一定时，在一般情况下，
渡河时间
1v OB v OA t == ，因为θsin ?=OB d 所以θ
sin 1v d t =
显然，当?=90θ时，渡河时间最小为v
d ，此时，对应的渡河如图，即船头的指向与河岸垂直，合运动沿v 的方向进行。
（3） 船速最小 在这种情况下，讨论在船的航向确定
时，船头如何指向，船在静水中的速度最小。
三、 好题解给你
1． 本课预习题
(1) 关于运动的性质，以下说法中正确的是（ ）
A.曲线运动一定是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.物体加速度数值、速度数值都不变的运动一定是直线运动
(2) 关于力和运动，下列说法中正确的是（ ）
A.物体在恒力作用下可能做曲线运动
B.物体在变力作用下不可能做直线运动
C.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
D.物体在变力作用下不可能保持速率不变
(3) 物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力
保持不变，它可能做（ ）
A.匀速直线运动
B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动
D.曲线运动
(4) 关于互成角度（不为零度和180°）的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运
动的合运动，下列说法正确的是（ ）
A.一定是直线运动
B.一定是曲线运动
C.可能是直线，也可能是曲线运动
D.以上答案都不对
(5) 小船在流速恒定的河中沿河岸往返一段距离所需时间t 1，跟它在静水中往返同
样距离所需时间t 2相比较，其结果是（ ）
A ．t 1=t 2
B ．t 1＞t 2
C ．t 1＜t 2
D ．无法比较
本课预习题参考答案：
（1）A （2）、A （3）、BCD （4）、B
（5）分析与解：设水速为u ，船速为v ，沿河岸顺流而下时小船的合速度为v+u ，逆流而上时小船的合速度为v —u ．令往返两地间距为s ，则沿河往返的时间
船在静水中往返同样距离的时间
因为要求船能逆流而上，必须满足条件V>U,因此1)(12
<-v u ，所以 t 1＞t 2． 故选 B ．
小结：本题很容易想当然地错选为A ．以为一次顺水、一次逆水，一来一去，流速的作用恰好抵消，相当于在静水中往返一样．由上面的计算可知，这种想法是不对的．我们可以作这样的设想：如果船在静水中的速度正好跟水速相等，那么顺流而下时，船航行的速度比静水中快一倍，但逆流航行时却永远无法前进．可见，水速的大小对往返航行是有影响的，不会在往返过程中彼此抵消．
2． 基础题
(1) 关于曲线运动中，下列说法正确的是（ ）
A.加速度方向一定不变
B.加速度方向和速度方向始终保持垂直
C.加速度方向跟所受的合外力方向始终一致
D.加速度方向总是指向圆形轨迹的圆心
(2) 飞机做俯冲飞行时速度是600m/s ，跟水平方向的夹角是60°，此时，飞机在竖
直方向和水平方向各以多大的速度在移动？
(3) 河宽L=300m ，河水流速u=1m/s ，船在静水中的速度v=3m/s ．欲按下列要求过
河时，船的航向应与河岸成多大角度？过河时间为多少？
①以最短的时间过河；
②以最小的位移过河；
基础题参考答案：
（1）C （2）519.6m/s
（3）分析与解：①过河时间取决于河宽和垂直河岸的横渡速
度．当航向垂直河岸时，垂直河岸的速度最大，过河时间最短．②
船沿垂直河岸方向横渡，即v 合垂直河岸，过河位移最小．③要求
到达上游确定的某处，应使船的合速度始终指向该处．
①最短过河时间为
船的航向与河岸成90°角．船的运动情况如图所示，船到达下游某处C ．
②以最小位移过河时船的运动情况如图所示．设船的航向（船
速）逆向上游与河岸成α角．由
vcos α=u ，
过河时间
3． 应用题
(1) 如图所示为工厂中使用行车搬运重物的示意图，如果行车
以v 1=0.4m/s 的速度匀速向移动，重物G 则以v=0.5m/s 的
速度匀速向右上方运动，那么，行车电动机正以多大的速
度收缩钢丝绳吊起重物？
(2) 以速度v 匀速航行的舰艇准备射击与垂直于舰身方向的水
面上的一个目标，炮弹发射速度为v 0(看做水平方向上的匀
速运动)，则发射方向与舰身的夹角为多大？
(3) 如图所示，在离水面高为H 的岸边，有人以v 0的匀速率收绳使船
靠岸，当船与岸上的定滑轮水平距离为s 时，航速是多大？
应用题参考答案：
（1）0.3m/s (2)0
cos v v =α （3）分析与解：收绳使船靠岸，船是水平向左运动的，θ角增大，
船的水平向左运动可以看作两个分运动的合运动，如图所示，一个分运动
是沿着绳以v 0上升（收绳所致）；另一分运动是在垂直，v 0的方向向下摆
动，（即可看成以滑轮轴O 点为圆心沿顺时针方向做圆周运动），使θ角增大，这个分速度v 1就是圆运动的切线速度，船对地的速度v 是v 0和v 1的合速度。
根据矢量合成遵循的平行四边形法则，从图可见
小结：本题的解题思路是从运动的合成与分解入手，关键是分清船与绳的运动，哪个是合运动，哪个是分运动，若把绳子的运动看成是合运动则船的运动是它的一个
分运动，如图所示，结果夹角将逐渐变小，事实不符，这是错误的。
由此可见，在分析运动的合成与分解问题时，应抓住两点：一是否
符合平等四边形定则；二、是否符合实际，这是判断正确与否的依
据。
4． 提高题
(1) 如图所示，A 、B 以相同的速率v 下降，C 以速率v x 上升，绳
与竖直方向夹角α已知，则v x =______v 。
(2) 如图所示，玻璃板生产线上宽9m 的成型玻璃板以2m/s
的速度连续不断地向前行进，在切割工序A 处金刚钻的
刀速度是10m/s ，为了使割下的玻璃板都成规定尺
寸的矩形，金刚钻头实际运行事轨道是怎样的？每
切割1次的时间为多长？
(3) 如图所示，A 物块以速度v 沿竖直杆匀速下滑，经
细绳通过定滑轮拉动物体B 在水平方向上运动．当
细绳与水平面成夹角为θ时，求物体B 运动的速度．
提高题参考答案：
（1）α
cos 1 （2）与玻璃板前行方向夹角为8276'?，0.92s
（3）分析与解：A 物块沿竖直杆下滑至细绳与水平方向成夹角θ时，滑块竖直向下运动速度为实际运动速度，即合速度．
将v 分解，如图所示．
∴ v B =v ·sin θ
即物块B 沿水平面向右运动，其速度大小为v B =v ·sin θ．
说明：我们可以将细绳拉A 物体的拉力T 分解为如图所示，T
在水平方向上产生了实际效果，使A 物体紧紧地与杆接触；T 在竖直
方向也产生了实际效果，使物块沿竖直杆在竖直方向上产生运动状
态的变化．但是应该注意到，将滑块A 速度在水平方向分解是毫无意
义的．因为滑块只沿杆在竖直方向运动，并没有在水平方向运动；
应该紧紧抓住，绳与A 滑块连接点的实际运动是竖直向下时，我们将v 分解为沿细绳方向向下的分速度v B 和垂直于绳的速度v ⊥是正确的，有些同学极容易将细绳与滑块连接点沿细绳方向认为是合速度方向．因此，速度的合成与分解一定要依据其实
际情况进行，合运动一定是物体的实际运动．
四、课后演武场
1．一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用，由静止开始运动，若运动中保
持两个力的方向不变，但F1突然增大△F，则质点此后（）
A.一定做匀变速曲线运动
B.可能做匀速直线运动
C.可能做变加速曲线运动
D.一定做匀变速直线运动
2.关于运动的合成和分解，下述说法中正确的是（）
A.合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和
B.物体的两个分运动若是直线运动，则它的合运动一定是直线运动
C.合运动和分运动具有同时性
D.若合运动是曲线运动，则其分运动中至少有一个是曲线运动
3．某质点在恒力 F作用下从A点沿图中曲线运动到 B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的（）
A.曲线a
B.曲线b
C.曲线C
D.以上三条曲线都不可能
4.某人以一定速率垂直河岸向对岸游去，当水流运动是匀速时，他所游过的路程、
过河所用的时间与水速的关系是（）
A.水速大时，路程长，时间长
B.水速大时，路程长，时间短
C.水速大时，路程长，时间不变
D.路程、时间与水速无关
5.河边有M、N两个码头，一艘轮船的航行速度恒为v1，水流速度恒为v2，若轮船
在静水中航行2MN的时间是t，则（）
A.轮船在M、N之间往返一次的时间大于t
B.轮船在M、N之间往返一次的时间小于t
C.若v2越小，往返一次的时间越短
D.若v2越小，往返一次的时间越长
6.船在静水中的航速是1 m/s，河岸笔直，河宽恒定，河水靠近岸边的流速为2 m/s，
河中间的流速为3 m/s.。以下说法中正确的是（）
A.因船速小于流速，船不能到达对岸
B.船不能沿一直线过河
C.船不能垂直河岸过河
D.船过河的最短时间是一定的
7．如图所示，木块在水平桌面上移动的速度是v，跨过滑轮的绳子向下移动
的速度是______（绳与水平方向之间的夹角为α）
8．如图a所示，质量为m的人站在自动扶梯的水平台阶上，扶梯与水平面的
夹角为α．当人随着扶递以加速度a 向上运行时，人受的摩擦力大小是多少？方向如何？人对台阶的压力大小是多少？
课后演武场参考答案：
1． A
2． C
3． A
4． C
5． AC
6． CD
7． cos v
8． macos α，水平向右， mg + masin α
课后演武场提示与分析：
1.变化后的力的大小和方向任是恒定的，故加速度恒定。
3．力的方向发生了变化，速度受到此力的影响，运动轨迹就会向这个力的方向发生偏转。
4．垂直过河时，时间最短，此时间由河宽与人游的速度决定，与水速无关。
5．参考本课预习题第5题的解法。
6．由于船速小于水速，故船速在沿河向上的分速度无法平衡水速，故不可能垂直河岸过河。
7．把绳与物体接触点的水平速度v 分解为沿绳子向上的分速度和垂直于绳子向下的分速度，做出平行四边形，即可求解。
8．
分析：加速度也是矢量，合运动时的加速度也是两个分运动的加速度的矢量和。本题可先将加速度进行分解，然后应用牛顿第二定律解决问题。
解：根据题意，以人为研究对象，受力分析如左下图所示，所以
f = ma x ①
N-mg =ma y ②
将加速度a 进行分解如图右上所示，所以
a x = acos α ③
a y = asin α ④
将式③、式④代入式①、式②得
f = macos α
N = mg + masin α
根据牛顿第三定律，人对台阶的压力为N ′=mg + masin α
说明：扶梯对人的滑动摩擦力方向向右，使人产生沿x 轴的加速度，对人是动力。
高中物理新教材《运动的合成与分解》导学案
2.运动的合成与分解 1．知道什么是合运动和分运动。 2．理解分运动的独立性，掌握运动合成与分解的方法。 3．能用平行四边形定则分析运动的合成与分解。 1.一个平面运动的实例 在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动。 (1)建立坐标系：以蜡块开始匀速运动的位置为原点O，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的方向，建立□01平面直角坐标系。 (2)蜡块运动的轨迹：若以v x表示玻璃管向右匀速移动的速度，以v y表示蜡块沿玻璃管匀速上升的速度，则有x＝□02v x t，y＝□03v y t。消去t，得到y＝□04 v y □05直线。 v x x，可知蜡块的运动轨迹是 (3)蜡块运动的速度：v＝□06v2x＋v2y，方向满足tanθ＝□07v y v x。 2．运动的合成与分解 (1)合运动与分运动：如果一个物体同时参与□08几个运动，那么物体实际发 □09合运动。那几个运动就叫作这个实际运动的□10分运动。 (2)运动的合成：由分运动求□11合运动的过程。 (3)运动的分解：由合运动求□12分运动的过程。 (4)运动的合成与分解实质是对物体的□13速度、加速度、位移等物理量进行
合成与分解。 (5)运动的合成与分解遵从□14矢量运算法则。 判一判 (1)合速度就是两个分速度的代数和。() (2)合速度不一定大于任一分速度。() (3)合位移一定大于任意一个分位移。() (4)运动的合成就是把两个分运动加起来。() (5)运动的分解就是把一个运动分成两个完全相同的运动。() (6)运动的合成与分解遵循平行四边形定则。() 提示：(1)×合速度是各分速度的矢量和，而不是代数和。 (2)√ (3)×根据矢量三角形可知，合位移不一定大于任一分位移。 (4)×运动的合成遵从平行四边形定则，而不是简单相加。 (5)×(6)√ 课堂任务运动的合成与分解 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如果玻璃管沿水平方向匀速运动，蜡块实际的运动会怎么样？ 提示：蜡块参与了两个运动，就是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动。蜡块实际上做匀速直线运动，如图乙中斜线。 活动2：如果玻璃管沿水平方向做加速运动，蜡块的运动又会怎么样？ 提示：玻璃管沿水平方向做加速运动，蜡块也被迫在水平方向做加速运动，这样，蜡块运动到玻璃管顶部的过程不再是条直线而是曲线。
高中物理知识点总结：力的合成、力的分解
一. 本周教学内容： 第一节力的合成 第二节力的分解 二. 教学目标 1. 明确共点力、合力、分力、力的合成、力的分解的概念，理解合力与其分力在作用效果上满足等效替代关系； 2. 会应用平行四边形定则进行力的合成和力的分解； 3. 学会按力的作用效果对力进行分解，明确正交分解含义并学会正交分解； 4. 了解各种力的分解方法以及解的情况； 5. 明确力的合成与力的分解的辩证关系。 细解知识点 一、共点力 作用于同一物体且作用线能够相交于一点的几个力，称之为共点力。 二、力的合成 1、合力与分力 如果一个力作用在物体上与几个力共同作用在物体上产生的效果相同，那么这个力就是那几个力的合力，那几个力就是这个力的分力。 相同的效果包括使物体产生相同的形变或是使物体产生相同的加速度。 2、合力与分力的关系 合力与分力是一种等效代换的关系。下图中，物体在力F作用下处于静止状态，在力 F1、F2共同作用下也能处于静止状态，即F1、F2共同作用的效果与力F单独作用的效果相同，于是F是F1、F2的合力；F1、F2是力F的分力，从作用效果上可以相互替换。即，对于下图而言，可以认为没有F1、F2作用，而是有力F作用，替换后，物体的运动状态保持不变。
3、力的合成 （1）力的合成：已知分力求合力的过程称为力的合成。 （2）平行四边形定则：以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形，该平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。 （3）三角形定则与多边形定则 4、两个共点力的合成总结 （1）两个分力在一条直线上且同向时，它们的合力大小为两力之和，方向同两力方向。 （2）两个分力在一条直线上且反向时，它们的合力大小为两力之差，方向与较大分力方向相同。 （3）合力与分力的大小没有必然的联系，随分力间角度大小的不同，分力可能小于合力，也可能等于合力或大于合力。 （4）两个分力的大小保持不变，当两分力间的夹角变大时，合力变小。当两分力间的夹角变小时，合力变大。 （5）合力的取值范围 F1 F2 ≥ F ≥ |F1?DF2| 5、多力合成 求解三个或三个以上共点力的合力时，可先求出任意两个力的合力，再求出此合力与第三个力的总合力，依次类推，直到求完为止，求多力合力时，与求解的顺序无关。
速度的合成与分解专项练习之一有答案
速度的合成与分解专题练习一 1．对于两个分运动的合运动，下列说法正确的是（） A.合运动的速度一定大于两个分运动的速度 B.合运动的速度一定大于一个分运动的速度 C.合运动的方向就是物体实际运动的方向 D.由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小 2．某人以一定速率垂直河岸向对岸游去，当水流运动是匀速时，他所游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是（） A．水速大时，路程长，时间长 B．水速大时，路程长，时间短 C．水速大时，路程长，时间不变 D．路程、时间与水速无关 3．一人游泳渡河以垂直河岸不变的速度(相对水)向对岸游去，河水流动速度恒定．下列说法中正确的是 ( ) A．河水流动速度对人渡河无任何影响 B．游泳渡河的路线与河岸垂直 C．由于河水流动的影响，人到达对岸的时间与静水中不同 D．由于河水流动的影响，人到达对岸的位置，向下游方向偏移 4．小船在一流速恒定的河中沿河岸往返一段距离所需时间为t 1 ，而该 船在静水中往返同样距离所需时间为t 2,则t 1 与t 2 比较，有（） =t 2 ＞t 2 ＜t 2 D.无法比较 5．如图所示，民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标．假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的弓箭速度为v2，直线跑道离固定目标的最近距离为d，要想在最短的时间内射中目标，则运动员放箭处离目标的距离应该为 ( ) 6．(多选）河水的流速与某河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间过河，则( )
A ．船渡河的最短时间为100 s B ．船在行驶过程中，船头始终与河岸 垂直 C ．船在河中航行的轨迹是一条直线 D ．船在河水中的最大速度为7 m/s 7．(多选）如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A ，小车下装有吊着物体B 的吊钩．在小车A 与物体B 以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B 向上吊起，A 、B 之间的距离以d ＝H －2t 2(SI)(SI 表示国际单位制，式中H 为吊臂离地面的高度)规律变化，则物体做( ) A ．速度大小不变的曲线运动 B ．速度大小增加的曲线运动 C ．加速度大小、方向均不变的曲线运动 D ．加速度大小、方向均变化的曲线运动 8．(多选）如图所示，做匀速直线运动的小车A 通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B ，设重物和小车速度的大小分别为v B 、v A ，则( ) A ．v A >v B B ．v A 高中物理《力的合成和分解》练习题 1.力的合成 【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F 2的作用，若两力大小分别为53N 、５ N ，求这两个力的合力．222 2215)35(+=+=F F F N=10 N 合力的方向与F 1的夹角θ为：3 335512===F F tg θ θ＝30° 【例2】如图甲所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N ，两力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力． 320030cos 21==οF F N=346 N 合力与F 1、F 2的夹角均为30°． 2．力的分解 力的分解遵循平行四边形法则，力的分解相当于已知对角线求邻边/两个力的合力惟一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力，但在具体问题中，应根据力实际产生的效果来分解。 【例3】将放在斜面上质量为m 的物体的重力mg 分解为下滑力F 1和对斜面的压力 F 2，这种说法正确吗？ 解析：从力的性质上看，F 2是属于重力的分力，而物体对斜面的压力属于弹力，所 以这种说法不正确。 【例4】将一个力分解为两个互相垂直的力，有几种分法？ 解析：有无数种分法，只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线，在有向 线段的另一端向这条直线做垂线，就是一种方法。如图所示。 （3）几种有条件的力的分解 ①已知两个分力的方向，求两个分力的大小时，有唯一解。 ②已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向时，有唯一解。 ③已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。 ④已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个分力的大小时，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。 （4）用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律： 力的合成与分解 【典型例题】 类型一、求合力的取值范围 例1、物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是( ) A.5 N,7 N,8 N B.5 N,2 N,3 N C.1 N,5 N,10 N D.10 N,10 N,10 N 【答案】C 【解析】分析A?B?C?D各组力中,前两力合力范围分别是:2 N≤F合≤12 N,第三力在其范围之内:3 N≤F合≤7 N,第三力在其合力范围之内;4 N≤F合≤6 N,第三力不在其合力范围之内;0≤F合≤20 N,第三力在其合力范围之内,故只有C中第三力不在前两力合力范围之内,C中的三力合力不可能为零. 【点评】共点的三个力的合力大小范围分析方法是:这三个力方向相同时合力最大,最大值等于这三个力大小之和;若这三个力中某一个力处在另外两个力的合力范围中,则这三个力的合力最小值是零. 举一反三 【变式】一个物体受三个共点力的作用，它们的大小分别为F1＝7 N、F2＝8 N、F3＝9 N．求它们的合力的取值范围？【答案】0≤F≤24 N 类型二、求合力的大小与方向 例2、如图所示，物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是20 N，夹角是60°，求这两个力的合力． 【解析】本题给出的两个力大小相等，夹角为60°，所以可以通过作图和计算两种方法计算合力的大小． 解法1(作图法)：取5 mm长线段表示5 N，作出平行四边形如图甲所示，量得对角线长为35 mm.合力F大小为35 N，合力的方向沿F1、F2夹角的平分线． 解法2(计算法)：由于两个力大小相等，所以作出的平行四边形是菱形，可用计算法求得合力F，如图乙所示，【点评】力的合成方法有“作图法”和“计算法”，两种解法各有千秋.“作图法”形象直观，一目了然，但不够精确，误差大；“计算法”是先作图，再解三角形，似乎比较麻烦，但计算结果更准确. 【高清课程：力的合成与分解例2】 例3、如左图在正六边形顶点A分别施以F1～F55个共点力，其中F3=10N，A点所受合力为；如图，在A 点依次施以1N～6N，共6个共点力．且相邻两力之间夹角为600，则A点所合力为。 速度关联类问题求解·速度的合成与分解 ●难点 1.（★★★）如图5-1所示，A 、B 两车通过细绳跨接在定滑轮两侧，并分别置于光滑水平面上，若A 车以速度v 0向右匀速运动，当绳与水平面的夹角分别为α和β时，B 车的速度是多少？ 2.★★★★如图5-2所示，质量为m 的物体置于光滑的平台上，系在物体上的轻绳跨过光滑的定滑轮.由地面上的人以恒定的速度v 0向右匀速拉动，设人从地面上的平台开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人对物体所做的功为多少？ ●案例探究 ［例1］★★★如图5-3所示，在一光滑水平面上放一个物体，人通过细绳跨过高处的定滑轮拉物体，使物体在水平面上运动，人以大小不变的速度v 运动.当绳子与水平方向成θ角时，物体前进的瞬时速度是多大？ 错解分析：弄不清合运动与分运动概念，将绳子收缩的速度按图5-4所示分解，从而得出错解v 物=v 1=v cos θ. 解题方法与技巧：解法一:应用微元法 设经过时间Δt ，物体前进的位移Δs 1=BC ，如图5-5所示.过C 点作CD ⊥AB ，当Δt →0时，∠BAC 极小，在△ACD 中，可以认为AC =AD ，在Δt 时间内，人拉绳子的长度为Δs 2=BD ，即为在Δt 时间内绳子收缩的长度. 由图可知：BC = θ cos BD ① 由速度的定义：物体移动的速度为v 物 =t BC t s ?=??1② 人拉绳子的速度v = t BD t s ?=??2③ 由①②③解之：v 物= θ cos v 解法二:应用合运动与分运动的关系 绳子牵引物体的运动中，物体实际在水平面上运动，这个运动就是合运动，所以物体在水平面上运动的速度v 物是合速度，将v 物按如图5-6所示进行分解. 其中:v =v 物cos θ，使绳子收缩. v ⊥=v 物sin θ,使绳子绕定滑轮上的A 点转动. 所以v 物= θ cos v 解法三：应用能量转化及守恒定律 由题意可知：人对绳子做功等于绳子对物体所做的功. 人对绳子的拉力为F ，则对绳子做功的功率为P 1=Fv ；绳子对物体的拉力，由定滑轮的特点可知，拉力大小也为F ，则绳子对物体做功的功率为P 2=Fv 物cos θ，因为P 1=P 2所以v 物= θ cos v 图5-1 图5-2 图5-3 图5-4 图5-5 图5-6 力的合成与分解【同步教育信息】 一. 本周教学内容： 力的合成与分解 二. 知识要点： 理解力的合成和合力的概念。掌握力的平行四边形定则。会用作图法求共点力的合力，会用三角形知识计算合力。知道合力大小与分力间夹角关系，知道矢量概念。理解力的分解和分力概念。理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循力的平行四边形定则。能根据力的实际作用效果进行力的分解。会计算分力大小。 三. 学习中注意点： （一）力的合成、合力与分力 1. 合力与分力：如果一个力作用在物体上，产生的效果，与另外几个力同时作用于这个物体上产生的效果相同，原来的一个力就是另外几个力的合力。另外几个力叫分力。 合力是几个力的等效力，是互换的，不是共存的。 2. 共点力：几个力的作用点相同，或几个力的作用线相交于一个点，这样的力叫共点力。 3. 力的合成：求几个共点力的合力的过程叫力的合成。 力的合成就是在保证效果相同的前提下，进行力的替代，也就是对力进行化简，使力的作用效果明朗化。 现阶段只对共点（共面）力进行合成。 4. 平行四边形定则：两个共点力的合力与分力满足关系是：以分力为邻边做平行四边形，以共点顶向另一顶点做对角线，即为合力。这种关系叫平行四边形定则。 5. 力的合成方法：几何作图法，计算法。 6. 多个力的合成先取两个力求合力，再与第三个力求合力，依次进行下去直到与最后一个分力求得的合力就是多个力的合力。 7. 力是矢量：有大小有方向遵循平行四边形定则。凡矢量有大小有方向还要遵循平行四边形定则。 （二）力的分解 1. 力的分解：由一个已知力求分力的过程叫力的分解。 2. 力的分解中分力与合力仍遵循平行四边形定则，是力的合成的逆运算。 3. 分解一个力时，对分力没有限制，可有无数组分力。 4. 分解力的步骤 （1）根据力作用效果确定分力作用的方向，作出力的作用线。 （2）根据平行四边形定则，作出完整的平行四边形。 （3）根据数学知识计算分力 5. 一个力分解为二个分力的几种情况 （1）已知合力及两分力方向，求分力大小，有唯一定解。 （2）已知合力及一个分力的大小方向，求另一分力大小方向，有唯一定解。 （3）已知合力及一个分力方向，求另一分力，有无数组解，其中 学科教师辅导教案 组长审核： （三）本节考点讲解 考点一：力的合成与分解 一）例题解析 例1 (多选)如图所示，物体在恒定外力F的作用下沿曲线从A运动到B，此时突然使物体受到的力F反向，大小不变，则关于物体以后的运动情况，下列说法中正确的是( ) A．物体不可能沿曲线Ba运动 B．物体不可能沿直线Bb运动 C．物体不可能沿曲线Bc运动 D．物体不可能沿原曲线由B返回A 相关知识点讲解、方法总结 【知识点1】曲线运动 1．速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线上该点的切线方向。 2．运动性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻改变，故曲线运动一定是变速运动，即必然具有加速度。3．物体做曲线运动的条件 (1)运动学角度：物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直线上。 (2)动力学角度：物体所受合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上。 1、总结升华 决定物体运动的两因素 决定物体运动的因素一是初速度，二是合力，而物体运动的轨迹在合力与速度方向的夹角范围内，且弯向受力方向，这是分析该类问题的技巧。 二）巩固练习 1.一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动，已知此过程中水平方向只受一个恒力的作用，运动轨迹如图所示，M点的速度为v0，则由M到N的过程中，速度大小的变化为( ) A．逐渐增大B．逐渐减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 2．质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，已知质点在y方向的分运动是匀速运动，则关于质点运动的描述正确的是( ) A．质点在x方向先减速运动后加速运动 B．质点所受合外力的方向先沿x正方向后沿x负方向 C．质点的加速度方向始终与速度方向垂直 D．质点所受合外力的大小不可能恒定不变 考点二：运动的合成与分解 一）例题解析 例1、[2017·太原模拟](多选)如图在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间，在消防车向前前进的过程中，人同时相对梯子匀速向上运动。在地面上看消防队员的运动，下列说法中正确的是( ) A．当消防车匀速前进时，消防队员一定做匀加速直线运动 力的合成·教案 一、教学目标 1．利用实验归纳法，得出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则，并能初步运用平行四边形定则求合力。 2．培养动手操作能力、物理思维能力和科学态度。 二、重点与难点分析 通过探索性实验，归纳出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。 三、教学器材 教师用器材：平行四边形定则实验器、钩码(12个)、细线若干、弹簧秤(3只)、橡皮筋(3条)、方木板(1块)、平行四边形定则演示器(2个)、投影(1套)、微机(1套)、三角板(2个)。 学生用器材30套，每套包括：方木板(1块)、弹簧秤(2个)、橡皮筋(1条)、8开白纸(1张)、50cm细线(1根)、图钉(1个)、有刻度的三角板(2个)、记号笔(1支)、大铁夹(1个)。 四、主要教学过程 1．引入教学 [复习与提问] 在初中，我们学过“一个力产生的效果，与两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力，求两个力的合力叫做二力的合成。 提问：已知同一直线上的两个力F1、F2的大小分别为2N、3N，如果F1、F2的方向相同，那以它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？ 引导回答：5N，方向与F1、F2的方向相同。 进一步提问：如果F1、F2的方向相反，那么它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？ (1N，方向与较大的那个力的方向相同。) (板书)同一直线上两个力的合力，与两个力的大小、方向两个因素有关。并讲述这就是初中所学的“同一直线上二力的合成。” (投影1)在现实生活中，有这样的例子：两位同学沿不同方向共同用力提住一袋土石，解放军战士一人也能提住同一袋土石。 (演示1) 将橡皮筋一端固定在M点，用互成角度的两个力F1、F2共同作用，将橡皮筋的另一端拉到O点；如果我们只用一个力，也可以将橡皮筋的另一端拉到O点。如图1、图2所示。 一个力F产生的效果，与两个力F1、F2共同作用产生的效果相同，这个力F 就叫做那两个力F1、F2的合力，而那两个力F1、F2就叫这个力F的分力。求F1、F2两个力的合力F，也叫做二力的合成。如图3所示。 与初中的二力合成不同的是，F1、F2不在同一直线上，而是互成角度。 这节课我们就来研究互成角度的两个力的合成(板书：1．5 力的合成) [过渡]同一直线上两个力的合力，跟两个力的大小、方向两个因素有关。那么，(板书)互成角度的两个力的合力跟两个力的哪些因素有关呢？ 2．新课教学 提问：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？我们通过实验来研究这个问题。首先，应该确定两个分力的大小、方向；再确定合力的大小、方向；然后才能研究合力与两个分力的大小、方向的关系。 那么怎样确定两个分力F1、F2的大小、方向呢？ 启发学生回答：用弹簧秤测量分力的大小，分力的方向分别沿细绳方向，即沿所标明的虚线方向。 [讲解弹簧秤的使用] 在使用弹簧秤测量力的大小时，首先，要观察弹簧秤的零刻度及最小刻度，同时要注意弹簧秤的正确使用及正确的读数方法。 力的合成与分解练习题一、选择题 1．关于合力的下列说法，正确的是 [ ] A．几个力的合力就是这几个力的代数和 B．几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力 C．几个力的合力可能小于这几个力中最小的力 D．几个力的合力可能大于这几个力中最大的力 2．5N和7N的两个力的合力可能是 [ ] A．3N B．13N C．2.5N D．10N 3．用两根绳子吊起—重物，使重物保持静止，若逐渐增大两绳之间的夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是[ ] A．不变 B．减小C．增大 D．无法确定 4．某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若F4的方向沿逆时针方向转过90°角，但其大小保持不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，此时物体受到的合力的大小为 [ ] 5．有三个力，F1＝2N，F2＝5N，F3＝8N，则 [ ] A．F1可能是F2和F3的合力B．F2可能是F1和F3的合力 C．F3可能是F1和F2的合力D．上述说法都不对 6．如图1所示，细绳AO和BO受到的拉力分别为F A，F B。当改变悬点A的位置，使α增大时，则 [ ] A．F A，F B都增加，且F A＞F B B．F A，F B都增加，且F A＜F B C．F A增加，F B减小，且F A＞F B D．F A减小，F B增加，且F A＜F B 7．三个共点力F1，F2，F3。其中F1=1N，方向正西，F2=1N，方向正北，若三力的合力是2N，方向正北，则F3应是 [ ] 8．将力F分解成F1和F2，若已知F1的大小和F2与F的夹角θ(θ为锐角)，则 [ ] A．当F1＞Fsinθ时，有两解B．当F1=Fsinθ时，一解 C．当Fsinθ＜F1＜F时，有两解D．当F1＜Fsinθ时，无解 二、填空题 9．两个力的合力最大值是10N，最小值是2N，这两个力的大小是______和______。 10．F1、F2、F3是作用在一个物体上的共点力，物体处于静止，撤去F3后，物体所受合力的大小为______，方向是______。 11．有三个共点力，它们的大小分别是2N，5N，8N，它们合力的最大值为______，最小值为______。 12．把一个力F分解成相等的两个分力，则两个分力的大小可在______和______的范围内变化，越大时，两分力越大． 13．三个共点力，F1=5N，F2＝10N，F3＝15N，θ=60°，如图2所示，则它们的x轴分量的合力为______，y轴分量的合力为______，合力大小______，方向与x轴正方向的夹角为______。 三、计算题 14．如图3所示，六个力中相互间的夹角为60°，大小如图所示，则它们的合力大小和方向各如何？ 15．如图4所示，物体受F1，F2和F3的作用，其中F3=10N，物体处于静止状态，则F1和F2的大小各为多少？ 高中物理力的合成及分 解 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08] F 1 F 2 F O 力 的合成和分解 【学习目标】 1、理解合分力与力的合成和力的分解的概念。 2、掌握利用平行四边形定则求合力和分力的方法。 3、理解多个力求合力时，常常先分解再合成。 4、知道常见的两种分解力的方法。 【自主学习】 1.合力、分力、力的合成 一个力作用在物体上产生的效果常常跟几个力______作用在物体上产生的_______相同，这一个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这一个力的分力.求几个已知力的合力叫做力的合成. 2.力的平行四边形定则 求两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向. 说明: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力的合成和分解实际上是一种等效替代. ③由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n 个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n 个力的合力为零. ④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矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量. ⑤矢量的合成分解，一定要认真作图.在用平行四边形定则时，分矢量和合矢量要画成带箭头的实线，平行四边形的另外两个边必须画成虚线.各个矢量的大小和方向一定要画得合理. 3.根据力的平行四边形定则可得出以下几个结论: ①共点的两个力(F 1、F 2)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.F 1与F 2同向时合力最大；F 1与F 2反向时合力最小，合力的取值范围是:_____________≤F ≤________________. ②合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一分力. ③共点的三个力，如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力，那么这三个共点力的合力可能等于零. 4.力的分解 求一个已知力的分力叫力的分解.力的分解是力的合成的逆运算，也遵从_________定则.一个已知力可以分解为无数对大小和方向不同的分力，在力的分解过程中，常常要考虑到力实际产生的效果，这样才能使力的分解具有唯一性.要使分力有唯一解，必须满足：已知_______________________________或已知______________________________. 注意:已知一个分力(F 2)大小和另一个分力(F 1)的方向 (F 1与F 2的夹角为θ)，则有三种可能: ①F 2 力的合成实验 1.如图为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图．（1）请将下面实验的主要步骤补充完整． ① 将橡皮筋的一端固定在木板上的A点．另一端拴上两根绳 套，这一端叫做结点。每根绳套分别连着一个弹簧测力计： ②第一次拉：沿着互成角度的两个方向拉弹簧测力计．将橡皮筋的 结点拉到某一位置，将此位置标记为O点，并记录__________ ③第二次拉：再用一个弹簧测力计将橡皮筋的结点仍拉至_________ 点，记录__________． （2）以上两次都将结点拉至同一位置O点，这样做的目的是__________． （3）在图乙中，方向一定沿AO方向的是力______．（填“F”或“F′”） 2．“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。 (1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示。其中，细绳CO对O点的拉力大小为____N。 (2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上______。由图求出合力的大小F合 ＝________ N。(保留两位有效数字) 3．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。 （1）实验对两次拉抻橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_________________（填字母代号）。 A. 将橡皮条拉伸相同长度即可 B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C. 将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D. 将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 （2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_______（填字母代号）。 A. 两细绳必须等长 B. 弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C. 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 D. 拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些 E. 用两弹簧秤拉时，互成的角度不宜太小或太大 (3)该实验方案中必须要用的器材有_________________ A. 刻度尺 B. 量角器 C. 橡皮筋 D. 细绳 （4）实验目的为“探究”或“验证”，作图有什么不同？ 一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.） 1.有两个共点力，F1=2 N，F2=4 N，它们的合力大小可能是（） A.1 N B.5 N C.7 N D.9 N 2.关于几个力与其合力的说法正确的是（） A.合力的作用效果跟原来那几个力共同作用的效果相同 B.合力与原来那几个力同时作用在物体上 C.合力的作用可以代替那几个力的作用 D.求几个力的合力遵循平行四边形定则 3.大小分别是5 N、7 N、9 N的三个力的合力F的大小范围是（） A.2 N≤F≤20 N B.3 N≤F≤21 N C.0≤F≤20 N D.0≤F≤21 N 4.下列关于矢量和标量的说法正确的是（） A.既有大小又有方向的物理量叫矢量 B.矢量的大小可以直接相加，矢量的方向应遵循平行四边形定则 C.矢量求和用平行四边形定则，标量求和用代数法 D.只用大小就能完整描述的物理量是标量 5.两个共点力F1和F2，其合力为F，则下列说法正确的是（） A.合力一定大于任一分力 B.合力有可能小于某一分力 C.分力F1增大，而F2不变，且它们的夹角不变时，合力F一定增大 D.当两分力的大小不变时，增大两分力间的夹角，合力一定减小 6.如图所示，质量为10 kg的物体在水平面上向右运动，此时物体还受到一个向左、大小为20 N的水平推力，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2,则物体水平方向受的合力是（） A.20 N，水平向左 B.19.6 N，水平向左 C.39.6 N，水平向左 D.0.4 N，水平向左 7.将一个已知力分解，下列哪种情况它的两个分力是唯一的（） A.已知一个分力的大小和方向 B.已知一个分力的大小和另一个分力的方向 C.已知两个分力的大小 D.已知两个分力的方向，并且不在一条直线上 8.将一个力F分解为两个不等于零的分力，下列情况中，哪种分解法是不可能的（） A.两个分力之一垂直于F B.两个分力与F都在同一条直线上 C.一个分力的大小与F大小相同 D.一个分力与F相同 9.将已知力F分解为F1、F2两个分力，如果已知F1的大小及F2与F的夹角θ，且θ＜90°，则下列说法正确的是（） A.当F1＜Fsinθ时，F2一定有两个解 B.当F＞F1＞Fsinθ时，F2一定有两个解 C.当F1＜Fsinθ时，F2有唯一解 D.当F1＜Fsinθ时，F2无解 10.物体处在斜面上（静止或运动）时，通常把物体受的重力分解为两个分力，关于这个分解，下列说法正确的是（） 《力的合成》教学设计 1 教材分析 本节课是探究矢量运算的普遍法则──平行四边形定则。这个定则是矢量运算的工具，掌握好这个定则是学好高中物理的基础．本章是高中力学的基础知识，如何从代数运算过渡到矢量运算是本节的难点。同时，平行四边形定则的探究过程，对培养学生科学的探究精神也有很重要的作用。 教科书用简单的语言和一幅卡通图引入了合力和分力的概念及等效代替的物理思想。通过生活中的实例“提水”说明合力与分力是等效代替的关系。比较直观，学生也容易接受。将求合力的方法──平行四边形定则，由旧教材的验证实验改成新教材的探究实验，说明新教材更注重知识的形成过程。教材中对于“平行四边形定则”的得出是希望学生自己动手设计出实验方案，以探究的方式去寻找分力与其合力的关系，最终发现结论。让学生在探究过程中掌握知识，培养能力，领悟科学研究的魅力，并学会互相交流合作。在探究实验之前，教科书上设置了“思考与讨论”栏目，让学生思考猜想，也体现了科学猜想在科研中的重要性。为了降低探究的难度，书中写出了探究时要注意的4个问题，以及“建议用虚线把合力的箭头端分别与两分力的箭头端连接”等提示性的话语帮学生突破思维的障碍。在得出矢量的合成法则──平行四边形定则后，教科书又设计了简单的例题让学生练习尝试使用“平行四边形定则”去求合力。随后又点明了多力合成的办法和思路，可以进一步加深学生对“等效替代”的理解。紧接着又通过“思考与讨论”栏目让学生知道合力与原来两分力夹角的关系，还将初中的“同一直线上二力的合成”情景也包含了进去，让学生认识到“同一直线上二力的合成”只是“平行四边形定则”的特殊情形。最后教材通过生活中的插图说明了共点力的概念及平行四边形定则的适用条件。 2 学情分析学生在初中只接受过求同一直线上二力的合力问题，升入高中后，开始接触矢量的概念，对位移，速度，加速度，力这些矢量有一点感性 高一物理力的合成与分解试题 一、选择题 1、两个共点力的合力为F，如果两个分力之间的夹角θ固定不变，其中一个力增大，则（） A、合力F一定增大； B、合力F的大小可能不变； C、合力可能增大，也可能减小； D、当0°<θ<90°时，合力F一定减小； 2、两个共点力的大小均为F，若它们的合力大小也等于F，这两个共点力之间的夹角为（） A、30° B、60° C、90° D、120° 3、下列说法中正确的是（） A、一个2N的力可以分解为7N和6N的两个力； B、一个2N的力可以分解为8N和12N的两个力； C、一个5N的力可以分解为两个5N的力； D、一个8N的力可以分解为4N和3N的两个力； 4、一个物体静止在斜面上，若斜面倾角增大，而物体仍保持静止，则它所受斜面的支持 力和摩擦力的变化情况是（） A、支持力变大，摩擦力变大； B、支持力变大，摩擦力变小； C、支持力减小，摩擦力变大； D、支持力减小，摩擦力减小； 5、三段不可伸长的细绳OA、OB、OC的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图12所 示，其中OB是水平的，A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳（） A、必定是OA B、必定是OB C、必定是OC D、可能是OB，也可能是OC 图12 6、如图13所示，一个重球挂在光滑的墙上，若保持其它条件不变，而将绳 的长度增加时，则（） A、球对绳的拉力增大； B、球对墙的压力增大； C、球对墙的压力减小； D、球对墙的压力不变； 7、把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法中哪些是正确的（） A、木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球 B、木块对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的 C、木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力 D、木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力平衡 高一物理运动的合成与分解教案与练习题 一、新内容讲解 1. 合运动与分运动：如果一个物体同时参与几个运动，物体实际表现出的运动就叫那几个运动的合运动，那几个运动就叫这个实际运动的分运动。 2. 实验探究： 如图所示，同时由静止释放两个小铁球P ，Q ，轨道M ，N 是等高的，末端水平且在同一竖直线上，只改变轨道M 整体的高度，P ，Q 两球总在水平面上相碰。 结论：P 球虽然在竖直方向有下落的运动，但P ，Q 两球在水平方向的运动是相同的。 3. 合运动与分运动的关系 （1） 独立性 （2） 等时性 （3） 等效性 （4） 同体性 4. 合运动与分运动的判定方法：在一个具体运动中判断哪个是合运动，哪个是分运动的关键是弄清物体实际发生的运动是哪个，实际发生的运动就是合运动。物体实际发生的运动一般就是相对于地面发生的运动，或者说是相对于静止参照系的运动。 5. 合运动与分运动的求解方法：不管是运动的合成还是分解，其实质是对运动的位移s 、速度v 和加速度a 的合成与分解。因为位移、速度、加速度都是矢量，所以求解时遵循的原则是矢量运算的平行四边形定则（或三角形定则） 6. 确定一个运动的分运动的方法 运动的分解与力的分解一样，如果没有约束条件，一个运动可以分解为无数组分运动，但在具体分解运动时常遵循以下原则 （1） 使两个分速度方向垂直 （2） 按运动的效果分解 M 1 v 2 v v 三、课堂练习 1. 如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以速度v 匀速上浮， 当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀加速向右运动，则蜡块的轨迹可能是 （ ） A ， 直线P B ， 曲线Q C ， 曲线R D ， 无法确定 2. 在灭火抢险的过程中，消防员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火，为了节省救援时间，在消防车向前前进的过程中，消防员同时相对梯子匀速运动，在地面上看消防员的运动，下列说法中正确的是 （ ） A ， 当消防车匀速前进时，消防员一定做匀加速直线运动 B ， 当消防车匀速前进时，消防员一定做匀速直线运动 C ， 当消防车匀加速前进时，消防员一定做匀变速曲线运动 D ， 当消防车匀加速前进时，消防员一定做匀变速直线运动 3. 关于运动的合成与分解，以下说法正确的是 （ ） A ， 一个匀加速直线运动，可以分解为两个匀加速直线运动 B ， 一个匀减速直线运动，可以分解为方向相反的匀速运动和初速度为零的匀加速直线运动 C ， 一个在三维空间中运动的物体，它的运动可以分解为在一个平面内的运动和在某一个方向上的直 线运动 D ， 一个静止的物体，它的运动可以分解为两个方向相反的匀速直线运动 4. 民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标，假设运动员骑马的速度为v 1，运动员静止时射出箭的速度为v 2，跑道离固定目标的最近距离为d ，要想在最短的时间内射中目标，则运动员放箭处离目标的距离为 （ ） A ， 22 122 d v v + B ，0 C ， 12dv v D ， 2 1 dv v 5. 人用绳子通过定滑轮拉物体A ，A 穿在光滑的竖直杆上，当以速度v 0匀速地拉绳使物体A 到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，则物体A 实际运动的速度是 （ ） A ， 0sin v θ B ， sin v θ C ， 0cos v θ D ， 0cos v θ v A B C D P Q R 119 高一物理力的合成与分解人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容： 力的合成与分解 二. 知识要点： 理解力的合成和合力的概念。掌握力的平行四边形定则。会用作图法求共点力的合力，会用三角形知识计算合力。知道合力大小与分力间夹角关系，知道矢量概念。理解力的分解和分力概念。理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循力的平行四边形定则。能根据力的实际作用效果进行力的分解。会计算分力大小。 三. 学习中注意点： （一）力的合成、合力与分力 1. 合力与分力：如果一个力作用在物体上，产生的效果，与另外几个力同时作用于这个物体上产生的效果相同，原来的一个力就是另外几个力的合力。另外几个力叫分力。 合力是几个力的等效力，是互换的，不是共存的。 2. 共点力：几个力的作用点相同，或几个力的作用线相交于一个点，这样的力叫共点力。 3. 力的合成：求几个共点力的合力的过程叫力的合成。 力的合成就是在保证效果相同的前提下，进行力的替代，也就是对力进行化简，使力的作用效果明朗化。 现阶段只对共点（共面）力进行合成。 4. 平行四边形定则：两个共点力的合力与分力满足关系是：以分力为邻边做平行四边形，以共点顶向另一顶点做对角线，即为合力。这种关系叫平行四边形定则。 5. 力的合成方法：几何作图法，计算法。 6. 多个力的合成先取两个力求合力，再与第三个力求合力，依次进行下去直到与最后一个分力求得的合力就是多个力的合力。 7. 力是矢量：有大小有方向遵循平行四边形定则。凡矢量有大小有方向还要遵循平行四边形定则。 （二）力的分解 1. 力的分解：由一个已知力求分力的过程叫力的分解。 2. 力的分解中分力与合力仍遵循平行四边形定则，是力的合成的逆运算。 3. 分解一个力时，对分力没有限制，可有无数组分力。 4. 分解力的步骤 （1）根据力作用效果确定分力作用的方向，作出力的作用线。 （2）根据平行四边形定则，作出完整的平行四边形。 （3）根据数学知识计算分力 5. 一个力分解为二个分力的几种情况 （1）已知合力及两分力方向，求分力大小，有唯一定解。 （2）已知合力及一个分力的大小方向，求另一分力大小方向，有唯一定解。 （3）已知合力及一个分力方向，求另一分力，有无数组解，其中有一组是另一分力最小解。 （4）已知合力和一个分力的方向，另一分力的大小，求解。 如已知合力F，一个分力F 1的方向，另一分力F 2 的大小，且F与F 1 夹角α（? <90 α） 力的合成 如图5所示，六个力的合力为 N，若去掉1N的那个分力，别其余五个力的合力为，合力的方向是。 图5 解析：因为这六个力中，各有两个力方向相反，故先将任意两个方向相反的力合成，然后再求合力。 由图看出，任意两个相反的力合力都为3N，并且互成120°，所以这六个力的合力为零。 因为这六个力的合力为零，所以，任意五个力的合力一定与第六个力大小相等，方向相反。由此得，去掉1N的那个分力后，其余五个力的合力为1N，方向与1N的分力的方向相反。 答案：零；1N；与1N的分力的方向相反 【典型例题】 [例1] 力F l=4N，方向向东，力F2=3N，方向向北。求这两个力合力的大小和方向。 解析：本题可用作图法和计算法两种方法求解。 （1）作图法 ①用lcm长的线段代表1N，作出F l的线段长4cm，F2的线段长3cm，并标明方向，如图1所示。 图1 ②以F1和F2为邻边作平行四边形，连接两邻边所夹的对角线。 ③用刻度尺量出表示合力的对角线长度为5.1cm，所以合力大小F=1N×5.1=5.1N。 ④用量角器量得F与F2的夹角α=53°。 即合力方向为北偏东53°。 （2）计算法 分别作出F l、F2的示意图，如图2所示，并作出平行四边形及对角线。 在直角三角形中 F==N=5N， 合力F与F2的夹角为α，则tan== 查表得α=53°。 图2 点评： ①应用作图法时，各力必须选定同一标度，并且合力、分力比例适当，虚线、实线分清。 ②作图法简单、直观，但不够精确。 ③作图法是物理学中的常用方法之一。 ④请注意图1与图2的区别。 [例2] 两个共点力F1与F2，其合力为F，则（） A. 合力一定大于任一分力 B. 合力有可能小于某一分力 C. 分力F1增大，而F2不变，且它们的夹角不变时，合力F一定增大 D. 当两分力大小不变时，增大两分力的夹角，则合力一定减小 解析：本题可采用特殊值法分析：若F1=2N，F2=3N，则其合力的大小范围是1N≤F≤5N，故选项A错误，B正确；当F1与F2反向时，F=F2－F1=1N，若增大F1至F'l=3N，则F=F2－F'1=0，合力反而减小，故选项C错误：当F1至F2间夹角为0°时，合力最大，为5N；当F1、F2间的夹角增大为180°时，合力最小为1N，说明随着F1与F2间的夹角的增大，其合力减小，故D正确。 答案：B、D [例3] 有两个大小不变的共点力F1和F2，它们合力的大小F合随两力夹角变化情况如图3所示，则F1、F2的大小分别为多少? 图3 解析：对图的理解是解题的关键。其中两个力的夹角为0，弧度（0°）与弧度（180°）时含义要搞清。 当两力夹角为0°时，F合=F l+F2，得到F l+F2=12N ①当两力夹角为180°时；得到F1－F2=4N或F2－F1=4N ②由①②两式得F l=8N，F2=4N，或F l=4N，F2=8N。故答案为8N、4N 或4N、8N。 点评：因F1与F2的大小关系不清楚，故有两组解。 [例4] 两个共点力的大小分别为F1和F2，作用于物体的同一点。两力同向时，合力为A，两力反向时，合力为B；当两力互相垂直时合力为（） A. B. C. D. 解析：由题意知F1+F2=A，F l—F2=B，故F l=，F2=。 当两力互相垂直时，合力F=== 答案：B [例5] 水平横梁一端插在墙壁内，另一端装小滑轮且一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物，∠CBA=30°，如图4所示，则滑轮受到绳子的作用力为（g=10N／kg）（）高中物理《力的合成和分解》练习题
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