《2018年高考物理一轮总复习 专题二 第2讲 力的合成与分解课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理一轮总复习 专题二 第2讲 力的合成与分解课件 新人教版（39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,1合力与分力 (1)定义：如果一个力单独作用的效果与几个力同时作用的 共同效果相同，这个力就叫那几个力的_力，而那几个,力就叫这个力的_力,合,分,等效替代,(2)关系：合力与分力之间在效果上是_的关系 (3)力的合成与分解：求几个力的合力的过程叫力的_，,求一个力的分力的过程叫力的_,分解,一、力的合成,合成,2平行四边形定则 如果以表示两个共点力的线段为邻边作平行四边形，则合 力的大小和方向就可以用这两个邻边之间的_来表示， 这就是力的平行四边形定则(如图 2-2-1 所示)平行四边形定则,是_运算的普遍法则,对角线,矢量,图 2-2-1 3两个共点力的合力 两个力
2、的合力 F 满足：|F1F2|FF1F2，当两个力的,夹角变大时，合力 F 变_,小,1力的分解：求一个力的分力的过程力的分解与力的合,成互为_,逆过程,平行四边形,有向线段,2遵从原则：_定则 3矢量运算法则 (1)平行四边形定则 (2)三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个 矢量的首到第二个矢量的尾的_为合矢量,二、力的分解,【基础检测】 如图 2-2-2 所示，有 5 个力作用于同一点 O，表示这 5 个力 的有向线段恰构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，已知,),F110 N，求这 5 个力的合力大小( 图 2-2-2,A50 N,B30 N,C20 N,D10 N,答案：
3、B,考点 1 共点力合成的方法及合力范围 重点归纳,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2-2-3所示),图 2-2-3,2计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用数,学规律和公式求出合力的大小.,3.力的三角形法则：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 2-2-4 所示，三角形法则与平行四边形定则的实质是 一样的，但有
4、时三角形法则比平行四边形定则画图要简单,图 2-2-4,典例剖析 例 1：一物体受到三个共面共点力 F1、F2、F3 的作用，三 个力的矢量关系如图 2-2-5 所示(小方格边长相等)，则下列说法,正确的是(,),图 2-2-5 A三力的合力有最大值 F1F2F3，方向不确定 B三力的合力有唯一值 3F3，方向与 F3 同向 C三力的合力有唯一值 2F3，方向与 F3 同向 D由题给条件无法求出合力大小,思维点拨：解答本题注意两点：(1)借助于小方格的个数， 观察 F1、F2、F3 的大小和方向特点；(2)先求 F1、F2 的合力， 再与 F3 求合力，最后求出结果,解析：以F1 和F2 为邻
5、边作平行四边形，对角线必沿F3 方 向，其大小F122F3，再与F3 求合力，故F3F3，与F3 同向， 所以只有B 正确,答案：B,备考策略：常见的求合力的方法有作图法、计算法、三角 形法，本题可用三角形法或作图法解答；若有三个分力求合力， 则应考虑先求哪两个力的合力，再与第三个分力合成，随便选 择两个分力求合力，会给求解带来难度；在以后的解题中，同 学们应该学会观察和思考，找到解题的突破口，如先求 F1 和 F2 的合力就是本题的解题突破口,【考点练透】 1(多选，2015 年广东深圳五校联考)一物体位于光滑水平 面上，同时受到三个水平共点力 F1、F2 和 F3 作用，其大小分别 为 F
6、142 N、F228 N、F320 N，且 F2 的方向指向正北，下,列说法正确的是(,),A这三个力的合力不可能为零 BF1、F2 两个力的合力大小可能为 20 N C若物体处于匀速直线运动状态，则 F1、F3 的合力大小 为 48 N，方向指向正南 D若物体处于静止状态，则 F1、F3 的合力大小一定为 28 N，方向指向正南,答案：BD,解析：根据两个力F1和F2的合力范围|F1F2|F合F1F2，得F1和F2的合力范围为14 NF合70 N，F320 N，则F3与F1和F2的合力大小可能相等，则三个力的合力可能为零，故A错误；F1和F2的合力范围为14 NF合70 N，则F1、F2两个
7、力的合力大小可能为20 N，故B正确；若物体处于匀速直线运动状态，合外力为零，F1、F3的合力与F228 N大小相等、方向相反，即F1、F3的合力大小为28 N，方向与F2方向相反，故C错误；若物体处于静止状态，合外力为零，F1、F3的合力大小与F228 N大小相等，方向相反，即F1、F3的合力大小一定为28 N，方向指向正南，故D正确,2三个共点力大小分别是 F1、F2、F3，关于它们的合力 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 F1F2F3368，只要适当调整它们之间的夹 角，一定能使合力为零
8、 D若 F1F2F3362，只要适当调整它们之间的夹 角，一定能使合力为零 答案：C,考点 2 按照力的作用效果分解力 重点归纳,下列是高中阶段常见的按效果分解力的情形,典例剖析 例 2：如图 2-2-6 所示，将细线的一端系在右手中指上，另 一端系上一个重为 G 的钩码用一支很轻的铅笔的尾部顶在细 线上的某一点，使细线的上段保持水平，笔的尖端置于右手掌,),心铅笔与水平细线的夹角为，则( A中指受到的拉力为 Gsin B中指受到的拉力为 Gcos ,C手心受到的压力为,G sin,D手心受到的压力为,G cos,图 2-2-6,思维点拨：钩码竖直向下拉细线的力产生两个作用效果： 一种效果是拉
9、手指，另一种效果压手心 解析：受力分析如图 2-2-7 所示则有 Ncos T Nsin TG TGG 联立以上三式，得,中指受到的拉力T,G tan ,手心受到的压力为N,G . sin ,图 2-2-7,答案：C,备考策略：按照力的效果分解是学习的一个难点，很多同 学无法得出力的两个实际效果，所以导致随便分解出错按照 力的效果分解一般分以下三个步骤：(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(如正弦定理、 余弦定理、三角形相似等)求出两分力的大小,【考点练透】 3(2014 年广东汕头金山中学摸底
10、)用起重机缓慢吊起质量 均匀分布的钢管时，钢丝绳固定在钢管的两端，如图 2-2-8 所 示，钢丝绳的总长保持不变，如钢管的质量相同但长度 L 不同，,下列说法正确的是(,),图 2-2-8,A钢管越长则钢丝绳的拉力越大 B钢管越长则钢丝绳的拉力越小,C钢丝绳的拉力大小与钢管长度无关,D钢管越长则钢丝绳对钢管拉力的合力越大,解析：将重力沿两绳子方向分解两个分力，分力大小与绳 子拉力大小相等，钢管越长，夹角越大，分力越大，绳子拉力 越大，根据平衡条件可知，合力一直为钢管重力，故 A 正确,答案：A,为(,4(2016 年湖北孝感月考)如图 2-2-9 所示，墙上有两个钉 子 a 和 b，它们的连线
11、与水平方向的夹角为 45，两者的高度 差为 l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于 a 点，另一端跨过 光滑钉子 b 悬挂一质量为 m1 的重物在绳上距 a m2 的钩码，平衡后绳的 ac 段正好水平，则重物,和钩码的质量比,m1 m2,),图 2-2-9,图 D5 答案：C,方法,正交分解法在解题中的应用,1正交分解方法 把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个 力时，把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去， 然后分别求出每个方向上力的代数和,2利用正交分解法求合力,(1)正确选择直角坐标系，通常选择共点力的作用点为坐标 原点，直角坐标系的选择应使尽量多的力落在坐标轴上 (2
12、)正交分解各力，即分别将各力投影到坐标轴上，然后求,各力在 x 轴和 y 轴上的分力的合力 Fx和Fy： FxF1xF2xF3x；FyF1yF2yF3y.,在运用正交分解法解题时，关键是如何确定直角坐标系， 在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则；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，这样使牛 顿第二定律表达式为：Fy0；Fxma.,例 3：如图 2-2-10 所示，两个大人和一个小孩沿河岸拉一 条船前进，两个大人的拉力 F1200 N、F2100 N，方向如图 所示，要使船在河中间平行河岸行驶，试求：,(1)小孩对船施加的最小力是多大？,(2)在第(1)问的情况下，船
13、受的拉力的合力为多大？,图 2-2-10,审题突破：解答本题时应注意以下两个方面： (1)船受三个人的拉力的合力方向平行于河岸 (2)小孩的力只平衡垂直河岸方向的力时为最小 解：(1)将 F1、F2 正交分解如图 2-2-11 所示,图 2-2-11,船在河中间平行河岸行驶，则 Fy0,当小孩用力方向与河岸垂直时用力最小，所以 Fy3Fy1Fy2F1sin 30F2sin 6013.4 N 用力方向与 Fy2 同向 (2)船所受的拉力的合力,F合Fx1Fx2F1cos 30F2cos 60223.2 N.,题外拓展：此题属于极值问题，极值问题往往是动态的过 程分析，如何把动态转化为静态是处理此
14、类问题的关键本题 巧妙地利用正交分解法使垂直河岸的分力为零，得到小孩的最 小拉力，若本题中小孩的力改为由船的发动机提供，发动机如 何提供一个最小的力才能使船垂直驶向岸边？有兴趣的同学可 以做一下,【触类旁通】 1如图 2-2-12 所示，一物块置于水平地面上，当用与水 平方向成 60角的力 F1 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改 用与水平方向成 30角的力 F2 推物块时，物块仍做匀速直线运 动若 F1 和 F2 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数,为(,),图 2-2-12,解析：当用 F1 拉物块做匀速直线运动时，受力分析如图 D6 所示，将 F1 正交分解，则水平方向有 F1co
15、s 60Ff1 图 D6 竖直方向有 F1sin 60FN1mg 其中 Ff1FN1,联立上式可得 F1,同理，当用 F2 推物块做匀速直线运动时， 水平方向有 F2cos 30Ff2 竖直方向有 F2sin 30mgFN2 其中 Ff2FN2,答案：B,2(多选)如图 2-2-13 所示，质量为 M 的斜面体 A 放在粗 糙水平面上，用轻绳拴住质量为 m 的小球 B 置于斜面上，整个 系统处于静止状态，已知斜面的倾角及轻绳与竖直方向的夹角,均为30.不计小球与斜面间的摩擦，则( ),A轻绳对小球的作用力大小为,mg,B斜面对小球的作用力大小为 mg C斜面体对水平面的压力大小为(Mm)g,D斜面体与水平面间的摩擦力大小为,mg,图 2-2-13,解析：以 B 为研究对象，受力如图 D7 甲所示， 由几何关系知30.根据受力平衡可得,以斜面体为研究对象，其受力如图乙所示,甲,乙,图 D7,故 B、C 选项错误，A、D 选项正确 答案：AD,易错点 力的合成与分解中多解的问题 例 4：(多选)将一个已知力分解为两个分力时，下列情况得,到唯一解的是(,),A已知一个分力的大小和另一个分力的方向，
