力的合成与分解、矢量与标量
[基础知识填充]
1.标量:只有大小没有方向的量.
2.矢量:既有大小又有方向的量.
3.力的合成
(1)力的合成:求力的合力的过程.
(2)力(矢量)的合成遵守平行四边形定则.
(3)一条直线上的两力的合成:在规定了正方向后,可利用代数法直接运算.
两个共点力的合力范围:|F1-F2|≤F合≤F1+F2.两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时合力最小,为|F1-F2|;当两力同向时合力最大,为F1+F2.
4.力的分解
(1)力的分解:求一个力的分力的过程.
(2)分解法则:平行四边形定则.
5.正交分解法
(1)把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法.
(2)用正交分解法求合力的步骤:
①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向.
②把各个力向x轴、y轴上投影,但应注意的是:方向与规定的正方向相同的力为正,与规定的正方向相反的力为负,用正、负号表示被正交分解的力的分力的方向.
③求在x轴上的各分力的代数和Fx合及在y轴上的各分力的代数和Fy合.
④求合力的大小F=.
(3)合力的方向:tan α=(α为合力F与x轴的夹角).
[学考真题对练]
1.(2019·广东学业水平考试)下列物理量为矢量的是( )
A.位移 B.质量 C.路程 D.时间
答案:A
(2018·广东学业水平考试)下列物理量中,均属于矢量的是 ( )
A.质量、位移、功
B.质量、加速度、时间
C.位移、速度、时间
D.力、位移、速度
D [有大小有方向的物理量叫矢量.有大小无方向的物理量叫标量.]
2.(2019·广东学业水平考试)一物体只受到两个共点力的作用,力的大小分别为10 N和20 N,物体受到的合力大小可能为( )
A.0 B.5 N C.25 N D.35 N
答案:C
3.(2018·广东学业水平考试)引体向上是人们经常做的一项健身运动.如图所示,开始做引体向上时,人悬吊在单杠上静止,通常情况下,两手间的距离与肩膀等宽,下列说法正确的是( )
A.单杠对人的作用力大于人受到的重力
B.单杠对人的作用力小于人受到的重力
C.单杠对人每只手臂的作用力大于人受到的重力
D.单杠对人每只手臂的作用力小于人受到的重力
D [人静止,处于静止状态,合力为零,单杠对人的作用力等于人受到的重力,单杠对人体每只手臂的作用力小于人受到的重力.]
4.(2017·广东学业水平考试)下列表述中,加点标示的物理量属于矢量的是( )
A.汽车行驶时牵引力的功率
B.“天宫一号”绕地球运动的周期
C.火车由北京开往广州的平均速率
D.物体做平抛运动时在某一时刻的速度
D [功率、周期、速率都是标量,速度是矢量,D正确.]
5.(2017·广东学业水平考试)一体操运动员倒立并静止在水平地面上,下列图示姿势中,沿手臂的力F最大的是( )
答案:D
(2016·广东学业水平考试)把一个7 N的力沿两个方向分解,这两个分力的大小可能是( )
A.4 N,4 N B.3 N,3 N
C.2 N,2 N D.1 N,1 N
A [两个分力的合力范围为|F1-F2|≤F合≤F1+F2,所以A正确.]
6.(2016·广东学业水平考试)如图所示,倾角不同的光滑斜面固定于地面上,挡板垂直固定于斜面.四个相同的小球靠着挡板静止在斜面上,则球对斜面压力最小的是( )
D [球对斜面的压力N=mgcos α,可知应选D.]
1.合力与分力的关系是“等效替代”.
2.合力与分力的大小关系
(1)合力大小范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.合力不一定比分力大.
(2)在两个分力F1、F2大小不变的情况下,两个分力的夹角越大(小于180°),合力越小.
(3)合力不变的情况下,夹角越大(小于180°),两个等值分力的大小越大.
3.力的分解方法:用平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,一个已知力究竟怎样分解,这要根据实际情况来决定.
[最新模拟快练]
1.(2018·增城学考模拟)下面给出的物理量中是标量的是( )
A.位移 B.路程
C.力 D.速度
答案:B
2.(2018·汕头学考模拟)下列把力F分解为两个分力F1和F2的图示中正确的是( )
答案:A
3.(2019·佛山第二次学测模拟)关于合力与其分力的关系,下列说法错误的是( )
A.合力与其分力在作用效果上是等效的
B.合力至少比某一个分力大
C.合力可以比任意分力都小
D.合力可以和两个分力的大小相等
答案:B
4.(2018·信宜学考模拟)如图所示,木块受到F1=6 N,F2=2 N和摩擦力三个水平方向的力作用,静止在水平面上,若撤去F1,木块受到的合力( )
A.等于零
B.大小为8 N,水平向右
C.大小为6 N,水平向右
D.大小为4 N,水平向左
答案:A
5.(2018·云浮学考模拟)有两个共点力,大小分别是4 N和7 N,则它们的合力大小( )
A.最大是12 N B.最小是3 N
C.可能是28 N D.可能是1 N
答案:B
6.(2019·中山学测模拟)如图所示,港澳珠大桥架有很长的引桥,其目的是( )
A.增大汽车上桥时对桥面的压力
B.减小汽车上桥时对桥面的压力
C.增大汽车重力沿平行于引桥桥面向下的分力
D.减小汽车重力沿平行于引桥桥面向下的分力
答案:D
7.如图所示,重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下.以下说法正确的是( )
A.在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变
B.自卸车车厢倾角越大,石块与车厢的动摩擦因数越小
C.自卸车车厢倾角变大,车厢与石块间的正压力减小
D.石块开始下滑时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力
答案:C