第2节 力的合成与分解
一、力的合成
1.合力与分力
(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫作那几个力的合力,那几个力叫作这一个力的分力。
(2)关系:合力与分力是等效替代关系。
2.共点力
作用在一个物体上,作用线或作用线的延长线交于一点的几个力。如图所示均是共点力。
3.力的合成
(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)运算法则:
①平行四边形定则:求两个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,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。如图甲所示。
②三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合矢量的方法。如图乙所示。
甲 乙
二、力的分解
1.矢量、标量
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量。运算时遵从平行四边形定则(或三角形定则)。
(2)标量
只有大小没有方向的物理量。运算时按算术法则相加减。有的标量也有方向。
2.力的分解
(1)定义
求一个力的分力的过程。力的分解是力的合成的逆运算。
(2)遵循的原则
①平行四边形定则。
②三角形定则。
(3)分解方法
①力的效果分解法。
②正交分解法。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)两个力的合力一定大于任何一个分力。 (×)
(2)对力分解时必须按作用效果分解。 (×)
(3)两个分力大小一定,夹角越大,合力越大。 (×)
(4)合力一定时,两个分力的夹角越大,分力越大。 (√)
(5)位移、速度、加速度、力、时间均为矢量。 (×)
2.(人教版必修2P65例题改编)如图所示,把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力。图中FN为斜面对物体的支持力,则下列说法正确的是( )
A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力
B.物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用
C.F2是物体对斜面的压力
D.力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同
D [F1是重力沿斜面向下的分力,其作用效果是使物体沿斜面下滑,施力物体是地球,故选项A错误;物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用,F1、F2是重力的分力,故选项B错误;F2是重力沿垂直于斜面方向的分力,其作用效果是使物体压斜面,F2的大小等于物体对斜面的压力,但二者的受力物体不同,F2的受力物体是物体本身,物体对斜面的压力的受力物体是斜面,故选项C错误;合力与分力共同作用的效果相同,故选项D正确。]
3.(人教版必修1P66T2改编)一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力,一个分力在水平方向上并等于240 N,则另一个分力的大小为( )
A.60 N B.240 N
C.300 N D.420 N