《高三物理高考总复习课件：专题2 第2讲力的合成与分解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理高考总复习课件：专题2 第2讲力的合成与分解（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲力的合成与分解 考纲解读 1 熟练掌握平行四边形定则 三角形定则 并能进行力的合成与分解 2 理解并掌握正交分解法在力的合成与分解中的应用 3 理解标量和矢量的概念 一 力的合成1 合力与分力 1 定义 如果一个力 跟几个力共同作用的效果相同 这一个力就叫那几个力的 那几个力就叫这个力的 2 关系 合力和分力是一种 关系 2 共点力 作用在物体的 或作用线的 交于一点的力 3 力的合成 求几个力的 的过程 考点O讲堂梳理自查 产生的效果 合力 分力 等效替代 同一点 延长线 合力 4 力的运算法则 1 三角形定则 把两个矢量 从而求出合矢量的方法 如图所示 2 平行四边形定则 求互成角度
2、的 的合力 可以用表示这两个力的线段为邻边作 这两个邻边之间的对角线就表示合力的 和 首尾相连 两个力 平行四边形 大小 方向 二 力的分解1 概念 求一个力的 的过程 2 遵循的法则 定则或 定则 3 分解的方法 按力产生的 进行分解 分解 三 矢量和标量1 矢量 既有大小又有 的物理量 相加时遵循 定则 2 标量 只有大小没有 的物理量 求和时按算术法则相加 分力 平行四边形 三角形 实际效果 正交 方向 平行四边形 方向 1 对力的合成的考查 2017届广东广州检测 如图所示 一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行 在小鸟从A运动到B的过程中 A 树枝对小鸟的作用力先减小后增大B 树
3、枝对小鸟的摩擦力先减小后增大C 树枝对小鸟的弹力先减小后增大D 树枝对小鸟的弹力保持不变 答案 B 解析 树枝对鸟的作用力是支持力和摩擦力的合力 由平衡条件得 它与小鸟重力等大反向 因小鸟所受重力不变 所以树枝对小鸟的合作用力不变 A项错误 由受力示意图可知 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大 对小鸟的弹力先增大 后减小 所以B项正确 C D两项均错误 2 对三角形定则的考查 2017届山东滨州四校联考 如图所示 重物G用轻绳悬于O点 被轻绳OA OB拉住 现保持O点及OA绳位置不变 缓缓将OB绳由水平方向向上转动 在转动过程中OA OB绳中的张力变化情况是 A OA绳张力一直变大 OB绳张力一直
4、变小B OA绳张力一直变大 OB绳张力先变小后变大C OA绳张力一直变小 OB绳张力一直变大D OA绳张力一直变小 OB绳张力先变小后变大 答案 D 解析 根据OB绳的初始位置可作出初始状态力的矢量三角形 如图甲所示 三个力中 重力的大小和方向均不变 绳OA张力的方向不变 随着绳OB张力的方向的改变 使得绳OB OA的张力的大小也随着改变 其动态变化如图乙所示 由图中可看出TB先变小后变大 而TA一直在减小 选项D正确 甲乙 3 对力的分解考查 2017届贵州遵义模拟 如图所示 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A A的左端紧靠竖直墙 A与竖直墙之间放一光滑圆球B 整个装置处
5、于静止状态 若把A向右移动少许后 它们仍处于静止状态 则 A B对墙的压力增大B A与B之间的作用力增大C 地面对A的摩擦力减小D A对地面的压力减小 答案 C 1 共点力合成的方法 1 作图法 从力的作用点起 按同一标度作出两个分力F1和F2的图示 再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形 画出过作用点的对角线 量出对角线的长度 计算出合力的大小 量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向 如图所示 考点1力的合成方法及范围 3 力的三角形定则 将表示两个力的图示 或示意图 保持原来的方向依次首尾相接 从第一个力的作用点 到第二个力的箭头的有向线段为合力 如图所示 甲乙 2 合力范围的确定两个共点
6、力的合力范围 F1 F2 F F1 F2 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 例1 2017届上海十三校模拟 如图所示 质量m 0 5kg的木块放在倾角 30 的斜面上 受平行于斜面两个拉力F1和F2作用处于静止状态 其中F1 10N F2 2N 则撤去F1后 木块沿斜面方向受到的合力大小为 g取10N kg A 10NB 4 5NC 5 5ND 0 思路剖析 1 木块受哪几个力 2 共点力平衡条件是什么 3 若撤去F1 木块沿斜面方向受到的合力是指哪几个力的合力 答案 D 解析 对木块受力分析 受重力 支持力 两个拉力和静摩擦
7、力 如图所示 根据共点力平衡条件有mgsin F2 F1 f1 0 解得f1 5 5N 表示最大静摩擦力大于或等于5 5N 撤去拉力F1后 再次对木块受力分析 受重力 支持力 拉力F2和静摩擦力 设为沿斜面向上 根据共点力平衡条件有mgsin F2 f2 0 解得f2 4 5N 0 假设成立 静摩擦力f2小于5 5N 故木块静止不动 合力为零 故选D 练1 2017届新疆哈巴河月考 F1 F2是力F的两个分力 若F 10N 则下列哪组力不可能是F的两个分力 A F1 10N F2 10NB F1 20N F2 20NC F1 2N F2 6ND F1 20N F2 30N 答案 C 解析 根据
8、 F1 F2 F F1 F2 10N和10N的合力范围为 0N 20N 可能为10N 故A项正确 20N和20N的合力范围为 0N 40N 可能为10N 故B项正确 2N和6N的合力范围为 4N 8N 不可能为10N 故C项错误 20N和30N的合力范围为 10N 50N 可能为10N 故D项正确 1 力的合成 1 力的合成必须遵循 同物性 和 同时性 的原则 同物性 是指待合成的诸力是作用在同一物体上的力 同时性 是指待合成的诸力是同时出现的力 2 在分力大小不变时 合力的大小随两分力之间的夹角 的增大而减小 3 合力可能大于某一个分力 也可能小于某一个分力 也可能等于某一个分力 2 解答共
9、点力的合成问题时的三点注意 1 合力与分力的大小关系要视情况而定 不能形成合力总大于分力的思维定势 2 三个共点力合成时 其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差 3 合力与它的分力是等效替代关系 在进行有关力的计算时 如果已计入了合力 就不能再计入分力 如果已计入了分力 就不能再计入合力 1 力的效果分解法 1 根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向 2 再根据两个实际分力的方向画出平行四边形 3 最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小 考点2力的分解方法 2 正交分解法 将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法 1 建立坐标轴的原则 一般选共点力的作用点为原点
10、在静力学中 以少分解力和容易分解力为原则 即尽量多的力在坐标轴上 在动力学中 以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系 3 分解力的多解问题 1 已知一个力的大小和方向及两个分力的方向 则两个分力有确定值 2 已知一个力的大小和方向及一个分力的大小和方向 则另一个分力有确定值 3 已知一个力的大小和方向及两个分力的大小 则两分力大小有确定值 方向不定 4 已知一个力的大小和方向及一个分力的方向 则另一分力无确定值 且当两分力垂直时有最小值 如图所示 思路剖析 1 选海水中物体为研究对象 其受几个力 2 怎样用正交分解进行力的分解 答案 D 答案 AC 1 力的分解问题选取原则 1 选用哪
11、一种方法进行力的分解要视情况而定 一般来说 当物体受到三个或三个以下的力时 常利用三角形法或按实际效果进行分解 若这三个力中 有两个力互相垂直 可选用正交分解法 2 当物体受到三个以上的力时 常用正交分解法 2 正交分解法建立坐标轴的原则 1 一般情况下 应使尽可能多的力 落 在坐标轴上或关于坐标轴对称 若物体具有加速度 一般沿加速度方向设置一个坐标轴 2 若物体所受各力已分布于两个互相垂直的方向上 而加速度却不在这两个方向上时 以这两个方向为坐标轴 分解加速度而不分解力 在力的合成与分解的实际问题中 经常遇到物体受四个以上的非共面力作用处于平衡状态的情况 解决此类问题时要注意图形结构的对称性
12、特点 结构的对称性往往对应着物体受力的对称性 即某些力大小相等 方向特点相同等 微课堂 对称法解决非共面力问题 思路剖析 照相机受到哪些力的作用 三根支架对相机的作用力与相机的重力之间的关系是怎样的 答案 D 练3某运动员做跳伞训练 他从悬停在空中的直升机上由静止跳下 跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落 他打开降落伞后的速度图线如图甲 降落伞用8根对称的绳悬挂运动员 每根绳与中轴线的夹角均为37 如图乙 已知人的质量为50kg 降落伞质量也为50kg 不计人所受的阻力 打开伞后伞所受阻力f 与速度v成正比 即f kv g取10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 打开降
13、落伞前人下落的距离为多大 2 求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向 3 悬绳能够承受的拉力至少为多少 答案 1 20m 2 200N m s30m s2 方向竖直向上 3 312 5N 甲乙 热点题组一力的合成1 2017届山西怀仁检测 如图所示 一箱苹果沿着倾角为 的斜面 以速度v匀速下滑 在箱子的中央有一个质量为m的苹果 它受到周围苹果对它的作用力的方向 A 沿斜面向上B 沿斜面向下C 竖直向上D 垂直斜面向上 答案 C 模拟精选 组合专练 解析 这个质量为m的苹果是匀速下滑的 说明受力平衡 它自身受到的重力竖直向下 大小为mg 以及来自下面苹果和周围苹果传来的力 说明周围苹果对
14、它的合力与重力的大小相等方向相反 所以周围苹果对它的作用力大小为mg 方向竖直向上 甲乙 答案 B 热点题组二力的分解3 2017届山东潍坊检测 如图所示 A B两物体的质量分别为mA mB 且mA mB 整个系统处于静止状态 滑轮的质量和一切摩擦均不计 如果绳一端由Q点缓慢向左移到P点 整个系统重新平衡后 物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角 的变化情况是 A 物体A的高度升高 角变大B 物体A的高度降低 角变小C 物体A的高度升高 角不变D 物体A的高度不变 角变小 答案 C 解析 原来整个系统处于静止状态 绳的拉力等于A物体的重力 B物体对滑轮的拉力等于B物体的重力 将绳一端由Q点缓慢地向左移到P点 整个系统重新平衡后 绳的拉力F仍等于A物体的重力 B物体对滑轮的拉力仍等于B物体的重力 都没有变化 即滑轮所受的三个拉力都不变 则根据平衡条件可知 两绳之间的夹角也没有变化 则 角不变 滑轮将下降 物体A的高度升高 答案 C 甲 乙
