第四章 章节总结与检测-2021-2022学年高一物理精讲精练（2019鲁科版必修第一册）（解析版）

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第四章 力与平衡
（章节总结分 3部分：知识归纳演练、专题、检测）
第一部分 知识归纳
内容 1：科学探究：力的合成
一、共点力的合成
1．共点力：如果几个力同时作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，我们就把这
几个力称为共点力．
2．合力：几个共点力共同作用所产生的效果可以用一个力来代替，这个力称为那几个力的合力．
3．力的合成：求几个力的合力的过程称为力的合成．
二、共点力合成的平行四边形定则
1．平行四边形定则：
两个共点力合成时，以表示互成角度的两共点力的有向线段为邻边作平行四边形，则两邻边间的对角
线所对应的这条有向线段就表示这两个共点力的合力的大小和方向，如图所示．
2．多个力的合成方法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有
外力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力．
知识演练
1．关于两个大小不变的共点力 F1、F2与其合力 F的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．F大小随 F1、F2间夹角的增大而增大
B．F大小随 F1、F2间夹角的增大而减小
C．F大小一定小于 F1、F2中最大者
D．F大小不能小于 F1、F2中最小者
【解答】B　合力随两分力间夹角的增大而减小，合力大小的范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，例如，当 F1
＝5 N、F2＝6 N 时，1 N≤F≤11 N，F可比 F1、F2中的最小者小，也可以比 F1、F2中的最大者大，故选项 B
正确．
2．两个共点力 F1和F2的合力大小为 6 N，则 F1与F2的大小可能是(　　)
A．F1＝2 N，F2＝9 N
B．F1＝4 N，F2＝8 N
C．F1＝1 N，F2＝8 N
D．F1＝2 N，F2＝1 N
【解答】B　两力合成时，合力范围为：|F1－F2|≤F≤F1＋F2，A中合力为 7 N≤F≤11 N，B中合力为 4
N≤F≤12 N，C中的合力为 7 N≤F≤9 N，D中的合力为 1 N≤F≤3 N，故 B正确．
3．如图所示，欲借助汽车的力量，将光滑凹槽中的铁球缓慢拉出，随着汽车对铁球的作用力越来越
大，凹槽对球的弹力(　　)
A．始终水平向左，越来越大
B．始终竖直向上，越来越大
C．斜向左上方，越来越大
D．斜向左上方，大小不变
【解答】C　汽车缓慢拉铁球时，铁球受力如图所示，
所以凹槽对铁球的弹力指向左上方，且 FN＝，随汽车拉力的增大而增大．选项 C正确．
4．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，另一个人用了 600
N的拉力，如果这两个人所用拉力的夹角是 90°，求它们的合力．(试用计算法和作图法)
【解答】方法一：作图法
用图示中的线段表示 150 N 的力．用一个点 O代表牌匾，依题意作出力的平行四边形，如图所示，用
刻度尺量出平行四边形的对角线长为图示线段的 5倍，故合力大小为 F＝150×5 N＝750 N，用量角器量出
合力 F与F1的夹角 θ＝53°.
方法二：计算法
设F1＝450 N，F2＝600 N，合力为 F.
由于 F1与F2间的夹角为 90°，
根据勾股定理得 F＝ N＝750 N，
合力 F与F1的夹角 θ的正切 tan θ＝＝＝.
所以 θ＝53°.
内容 2：力的分解
一、分力　力的分解
1．分力：几个力共同作用的效果，若与某一个力的作用效果相同，这几个力即为那个力的分力．
2．力的分解
(1)定义：求一个已知力的分力的过程．
(2)分解法则：平行四边形定则．
(3)力的分解与合成的关系：力的分解是力的合成的逆运算．
(4)力的分解的依据：通常根据力的实际作用效果进行分解．
二、力的正交分解
1．定义：把一个力分解为两个互相垂直的分力的方法，如图所示．
2．公式：F1＝Fcos θ，F2＝Fsin θ.
3．适用：正交分解适用于各种矢量运算．
三、力的分解的应用
当合力一定时，分力的大小和方向将随着分力间夹角的改变而改变．两个分力间的夹角越大，分力就
越大．
知识演练
1．如图所示，人拉着旅行箱前进，拉力 F与水平方向成 α角，若将拉力 F沿水平和竖直方向分解，
则它的水平分力为(　　)
A．Fsin α　　　　　　　 B．Fcos α
C．Ftan α D．Fcot α
【解答】B　将 F沿水平和竖直方向分解，根据平行四边形定则，水平方向上分力 Fx＝Fcos α，故 B
正确，A、C、D错误．
2．(多选)已知力 F＝10 N，把 F分解为 F1和F2两个分力，已知分力 F1与F的夹角为 30°，则 F2的大小
(　　)
A．一定小于 10 N　　　　 B．可能等于 10 N
C．可能大于 10 N D．最小等于 5 N
【解答】BCD　当 F2与F1垂直时 F2最小，其最小值为 Fsin 30°＝5 N，故 F2只要大于等于 5 N 都是可
能的，故 B、C、D对，A错．
3.(多选)如图所示，质量为 m的物体在恒力 F作用下沿天花板做匀速直线运动，物体与天花板间动摩
擦因数为 μ，则物体受到的摩擦力的大小为(　　)
A．Fsin θ B．Fcos θ
C．μ(Fsin θ－mg) D．μ(mg－Fsin θ)
【解答】BC　先对物体进行受力分析，如图所示，然后对力 F进行正交分解．
水平方向分力 F1＝Fcos θ
竖直方向分力 F2＝Fsin θ
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