《2013高考物理复习 2-2 力的合成与分解课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013高考物理复习 2-2 力的合成与分解课件（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时2 力的合成与分解,梳理知识 突破难点,课前自主学习,知识回顾 1矢量和标量： 既有大小又有方向，且合成时遵循平行四边形定则的物理量叫矢量，如力、速度等；只有大小没有方向的物理量叫标量，如时间、长度、质量、温度等 2合力与力的合成： 如果一个力作用时产生的效果跟几个力共同作用时产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力求几个力的合力的运算叫力的合成,3平行四边形定则： (1)力的平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来 如图1所示，矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则(可简化成三角形定
2、则),(2)平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法一个矢量(合矢量)的作用效果和另外几个矢量(分矢量)共同作用的效果相同，就可以用这一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改变原来的作用效果,要点深化 1共点力合成的计算 (1)同一直线上两个力的合成：同方向时FF1F2；反方向时合力的大小F|F1F2|，方向与较大的力的方向相同 (2)互成角度的二力合成：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的有向线段作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,2合力大小范围的确定方法 (1)共点的两个力(F1、F2)的合力(F)的大小，与它们的夹角(
3、)有关；越大，合力越小；越小，合力越大F1与F2同向时合力最大；F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是：|F1F2|FF1F2. 合力可能比任意一个分力大，也可能比任意一个分力小，也可能等于某一分力 (2)共点的三个力，如果任意两个力的大小之和大于或等于第三个力，那么这三个共点力的合力的最小值为零，最大值等于三者之和,基础自测 (2009海南卷)两个大小分别为F1和F2(F2F1)的力作用在同一质点上，它们的合力的大小F满足( ),答案：C,知识回顾 1分力与力的分解： 如果几个力的作用效果跟原来一个力的作用效果相同，这几个力叫原来那个力的分力求一个力的分力的运算叫力的分解 2力的分解
4、与力的合成的关系： 力的分解是力的合成的逆运算，也遵从平行四边形定则,要点深化 1如何确定力的分解的解的情况？ 两个力的合力惟一确定，但一个力的两个分力不一定惟一确定，即已知一条确定的对角线，可以作出无数个平行四边形，如果没有条件限制，一个已知力可以有无数对分力若要得到确定的解，则须给出一些附加条件： (1)已知合力和两个不平行分力的方向，可以惟一地作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解是惟一的 (2)已知合力F和一个分力的大小和方向，力的分解也是惟一的,(3)已知合力F和一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，对力F进行分解，如图2所示则有三种可能：(F1与F的夹角为) F2Fsin时无
5、解； F2Fsin或F2F时有一组解； FsinF2F时有两组解,(4)已知合力F和两个不平行分力的大小(F1F2F)分别以F的始端、末端为圆心，以F1、F2为半径作圆，两圆有两个交点，所以F分解为F1、F2有两种情况，如图3所示 (5)存在极值的几种情况 已知合力F和一个分力F1的方向，另一个分力F2存在最小值 已知合力F的方向和一个分力F1，另一个分力F2存在最小值,2如何对力进行正交分解？ 其基本步骤是： (1)如图4，建立正交正方向(x轴、y轴)通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴的方向的选择则应根据实际问题来确定原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，即使需要向两坐标轴投影分解的力尽可能
6、少，在处理静力学问题时，通常选用水平方向和竖直方向上的直角坐标，当然在其他方向较简便时，也可选用；,注意：如果F合0，则必然Fx0，Fy0，这是处理多力作用下物体平衡问题的常用规律,基础自测 用两辆拖拉机拉一辆陷入泥坑的卡车，如图5所示，其中一辆拖拉机沿与卡车前进方向成45角，用大小为1.414103 N的力拉卡车，另一辆沿与卡车前进方向成30角，用大小为2103 N的力拉卡车，卡车开动提供的动力是4103 N三车同时工作，刚好使卡车脱离泥坑，则卡车受到的阻力约为 ( ),A8.2103 N B6.0103 N C5.6 103 N D6.7103 N 解析： 以陷入泥坑的卡车为研究对象，在水
7、平面内建立平面坐标系如图6所示将F1、F2分别沿x、y轴正交分解有：,答案：D,师生互动 规律总结,课堂讲练互动,例1 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上，如图7所示，如果钢丝绳与地面的夹角AB60，每条钢丝绳的拉力都是300 N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力,解析 由图7可知，两根钢丝绳的拉力F1和F2之间的夹角为60，可根据平行四边形定则用作图法和解三角形法求出电线杆受到的合力 法1：作图法如图8a所示，自O点引两条有向线段OC和OD，夹角为60，设定每单位长度表示100 N，则OC和OD的长度都是3个单位长度，作出平行四边形OCED，其对角线OE就表示两个拉力F1、F2的合力F，
8、量得OE长为5.2个单位长度 所以合力F1005.2 N520 N. 用量角器量得COEDOE30 所以合力方向竖直向下,答案 520 N 方向竖直向下,题后反思 力的合成方法有“作图法”和“计算法”，两种解法各有千秋“作图法”形象直观，一目了然，但不够精确，误差大；“计算法”是先作图，再解三角形，似乎比较麻烦，但计算结果更准确今后我们遇到的求合力问题，多数都用计算法，即根据平行四边形定则作出平行四边形后，通过解其中的三角形求合力在这种情况下作的是示意图，不需要很严格，但要规范，明确哪些该画实线，哪些该画虚线，箭头应标在什么位置等,变式11 从正六边形 ABCDEF的一个顶点向其他5个顶点作用
9、着5个力F1、F2、F3、F4、F5，如图9所示已知F110 N，具体各力的大小跟对应的边长成正比，这5个力的合力大小为_N.,解析：解法一 用平行四边形定则分别做两力合成先连接BD，则F1与F4两力合力等于F3；再连接FD，则F5与F2的合力也等于F3，所以5个力的合力为3F3.又由三角形ABD知F32F1，故5个力的合力F3F360 N，方向与F3相同 解法二 用力的三角形法则先将F4平移至BD，则F1与F4的合力为AD所示，等于F3；再将F5平移至CD，则F2与F5的合力为AD，也等于F3，故F3F360 N.,答案：60,例2 如图10所示，光滑斜面的倾角为，有两个相同的小球，分别用光
10、滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球压力的大小之比为_，斜面受到两个小球压力大小之比为_,题后反思 (1)弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直(2)力产生的作用效果是进行力的分解的重要依据，根据作用效果先判断分力的方向，再用平行四边形定则求解,变式21小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，他便想了个妙招，如图12所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法中正确的是( ),A这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱 B这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大 C这有可能，A板对衣橱的推力有
11、可能大于小明的重力 D这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力 解析：由小明所受重力产生的效果，小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力，由于两个木板夹角接近180，根据平行四边形定则，可知分力可远大于小明的重力，选项C正确 答案：C,例3 质量为m的木块，在与水平夹角为的推力F作用下，沿水平地面做匀速运动，(如图13所示)已知木块与地面间的动摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力应为( ) Amg B(mgFsin) C(mgFsin) DFcos,解析 木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、推力F，建立如图14所示的坐标系，因木块做匀速运动，所以有：Fcos
12、Ff FNmgFsin 又FfFN Ff(mgFsin)，故BD答案是正确的 答案 BD,题后反思 在对实际问题的求解中，可以用合成法，也可以用分解法，还可以用正交分解法，要善于根据题目要求，灵活选择解题方法，一般来说，在研究多个共点力作用的力学问题时，选用正交分解法比较方便,变式31 (2009天津理综)物块静止在固定的斜面上，分别按图15所示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是( ),解析：四个图中的物块均处于平衡状态，都受到四个作用力：重力G、外力F、斜面的支持力FN和
13、静摩擦力Ff建立沿斜面方向和垂直于斜面方向的直角坐标系，如图16所示 分别列出物块的平衡方程可得到：A图中FfAGsin；B图中FfBGsin；C图中FfC(GF)sin；D图中FfD(GF)sin. 答案：D,感悟真题 检验技能,随堂巩固训练,1如图17所示，有2n个大小都为F的共点力，沿着顶角为120的圆锥体的母线方向，相邻两个力的夹角都是相等的则这2n个力的合力大小为( ) A2nF BnF C2(n1)F D2(n1)F,解析：根据两个共点力的合成公式，当两个大小相等的力(F1F2F)互成120时，这两个力的合力大小等于F.本题中共有2n个力，且均匀分布在圆锥面上，故可将这2n个力看成
14、n对力，每一对力都大小相等、夹角为120，则每一对力的合力大小都等于F.所以这2n个力的合力大小为nF，B正确 答案：B,2如图18所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替劲椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是( ),只增加绳的长度 只增加重物的重量 只将手指向下移动 只将手指向上移动 A B C D 解析：手指所受的拉力沿绳子方向的两个分力等于绳子中的张力，而绳子中的张力始终等于重物的重力，若动滑轮两侧绳子的夹角保持不变，要让手指所
15、受的拉力增大，应该增加重物的重量；如果保持重物的重量不变，手指向下移，则动滑轮两侧绳子的夹角变小，手指所受的拉力将增大，B正确 答案：B,3三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F的大小，下列说法中正确的是( ) AF大小的取值范围一定是0FF1F2F3 BF至少比F1、F2、F3中的某一个大 C若F1：F2：F33：6：8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零 D若F1：F2：F33：6：2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零,解析：三个大小分别是F1、F2、F3的共点力合成后的最大值一定等于F1F2F3，但最小值不一定等于零，只有当某一个力的大小在另外两个力的和与差之间时，这三个力的合力才可能为零，A、B、D错误，C正确 答案：C,4如图19所示，在宽为20 m的小河中央有一只小船，在岸上用两根长各为26 m的绳子拉船匀速行驶，若绳子的拉力均为1300 N，可知小船所受的阻力为( ) A1200 N B1300 N C2400 N D2600 N,答案：C,5(2010湖南衡阳八中月考)如图20所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为，设
