模型组合讲解——矢量运算模型[模型概述]矢量及运算是高中物理的重点和难点之一,常见的矢量有位移、速度、加速度、力、动量、电场强度、磁感应强度等,由于其运算贯穿整个中学物理,所以在进行模块讲解之前,我们有必要熟练掌握矢量的运算规律
[模型讲解]例
(2005 年安丘市统考)如图 1 所示,平行四边形 ABCD 的两条对角线的交点为 G
在平行四边形内任取一点 O,作矢量 OA、OB、OC、OD,则这四个矢量所代表的四个共点力的合力等于( )图 1A
2CB解析:如图 2 所示,延长 OG 至 P,使 GP=OG,连结 PA、PB、PC、PD,得平行四边形 AODP 和平行四边形 COBP
由力的平行四边形定则知道,矢量 OA、OD 所代表的两个共点力 的合力 可用矢量 OP 表示,即
图 2同理,矢量 OB、OC 所代表的两个共点力 的合力 也可用矢量 OP 表示,即
从而, 四个共点力的合力
所以 A 项正确
评点:由于题中的 O 点是任取的,各力的大小和方向无法确定,通过直接计算肯定行不通
1但考虑到平行四边形的对角线互相平分这一特点问题就解决了
其实对该部分的考查往往是从特殊的角度进行的,如 θ=0°,90°,120°,180°等
总结:(1)当两分力 和 大小一定时,合力 F 随着 θ 角的增大而减小
当两分力间的夹角 θ=0°时,合力最大,等于 ;当两分力间的夹角 θ=180°时,合力最小,等于
两个力的合力的取值范围是
(2)求两个以上的力的合力,也可以采用平行四边形定则,先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的就是这些力的合力
为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用特殊法或正交分解法
[误区点拨](1)在受力分析时要明确合力与分力的关系
“有合无分,有分无合”