第三章相互作用复习资料2(力的合成与分解+受力

时间：2025-04-22

相互作用复习资料2(力的合成与分解+受力分析)(试题有答案)

第三章（二）

三．力的合成与分解

1．力的合成

利用一个力(合力)产生的效果跟几个力(分力)共同作用产生的效果相同，而做的一种等效替代。力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。

（1）合力和分力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力。

合力与分力的关系是等效替代关系，即一个力若分解为两个分力，在分析和计算时，考虑了两个分力的作用，就不可考虑这个力的作用效果了；反过来，若考虑了合力的效果，也就不能再去重复考虑各个分力的效果。（2）．共点力

物体同时受几个力作用，如果这些力的作用线交于一点，这几个力叫共点力。如图(a)所示，为一金属杆置于光滑的半球形碗中。杆受重力及A、 B两点的支持力三个力的作用； N1作用线过球心，N2作用线垂直于杆，当杆在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时，这三力的作用线必汇于一点，

所以重力G的作用线必过 N1、N2的交点0；图(b)为竖直墙面上挂一光滑球，它受三个力：重力、墙面弹力和悬线拉力，由于球光滑，它们的作用线必过球心。（3）力的合成定则：

1平行四边形定则：求共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形，它○

的对角线即表示合力的大小和方向，如图a。

○2三角形定则：求F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的有向线段首尾相接，从F1的起点指向F2的末端的有向线段就表示合力F的大小和方向，如图b。

2．合力的计算

相互作用复习资料2(力的合成与分解+受力分析)(试题有答案)

(1)合力的大小：若两个共点力F1，F2的夹角为θ，根据余弦定理,其合力大小为:

F1 F2 2F1F2cos .

合力的范围是：|F1-F2|≤F≤F1+F2，

还可以看出：合力可能大于分力，可能小于分力，也可能等于分力。(合力与分力的关系就是平行四边形的对角线与邻边的关系；对角线可以大于邻边，也可以小于邻边，还可以等于邻边；合力与分力的关系还可以看成是三角形三边的关系，任意两边之和大于第三边，任意两边之差小于第三边) (2)合力的方向：若F与F1的夹角为，则：tan =

F2sin F

,当 900时tan =2

F1 F2cos F1

(3)同一直线上的矢量运算：几个力在一条直线上时，先在此直线上选定正方向，与其同向的力取正值，反之取负值，然后进行代数运算求其合力。这时“+”或“-”只代表方向，不代表大小。 (4)同一根轻绳中各处张力相等，此外当大小相等的两力夹角为1200时，合力大小等于两分力大小． 3．力的分解

(1)在分解某个力时，要根据这个力产生的实际效果或按问题的需要_进行分解． (2)有确定解的条件：

①已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小．(有唯一解)

②已知合力和一个分力的大小与方向，求另一个分力的大小和方向．(有一组解或两组解)

③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小．(有两个或唯一解)

(3)力的正交分解：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．利用力的正交分解法可以求几个已知共点力的合力，它能使不同方向的矢量运算简化为同一直线上的矢量运算．

力的分解问题的关键是根据力的作用效果，画出力的平行四边形，接着就转化为一个根据知边角关系求解的几何问题。

4、处理力的合成与分解问题的方法

1．力的图示法：按力的图示作平行四边形，然后量出对角线的长短并找出方向． 2．代数计算法：由正弦或余弦定理解三角形求解．