设合力F与F2的夹角为α,则:tan α==
由几何知识得合力大小F=
方向tan θ=2F1cos
②夹角为θ的相同大小的两个力的合成,如图乙所示由几何知识作出的平行四边形为菱形,其对角线相互垂直且平分,则合力大小F=2F1cos ,方向与F1的夹角为.
③夹角为120°的两等大的力的合成,如图丙所示,由几何知识得出对角线将画出的平行四边形分为两个等边三角形,故合力的大小与分力等大.
4.合力与分力的关系
(1)两分力同向,合力最大,
Fmax=F1+F2.
(2)两分力反向,合力最小,
Fmin=|F1-F2|,其方向与较大的一个分力方向相同.
(3)合力的取值范围:
|F1-F2|≤F≤F1+F2
(4)合力大小随夹角大小变化的规律:夹角θ越大,合力就越小.
(5)合力可以大于、小于、等于任何一个分力.
谈重点 合力与分力的关系
(1)当两个力共线时,可规定正方向,将两个力的矢量运算转化为代数运算,此时力的正负只表示力的方向,不表示大小.
(2)当两个力的合力不变时,两力的夹角θ越大,两分力越大;夹角θ越小,分力越小,但不会出现两分力大小之和比合力小.比如两人共同提一桶水总重力200 N,两人离得越远,越费力,离得越近,越省力.
(3)当两分力夹角一定时,其中一个分力增大,其合力不一定增大.
查表得:α≈53即合力方向为北偏东53°.
答案:5 N,北偏东53°
【例3-2】在电线杆的两侧用钢丝绳把它固定在地上,如图所示.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°,每根钢丝绳的拉力都是300 N,求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.