(浙江选考)2020版高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 第2讲 力的合成与分解课件

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1、,第二章 相互作用,第2讲 力的合成与分解,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,1.合力与分力 (1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的 . (2)关系:合力与分力是 关系.,分力,等效替代,一、力的合成,2.力的合成 (1)定义:求几个力的 的过程. (2)运算法则 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线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的 就表示合力的

2、大小和方向. 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.,合力,对角线,有向线段,自测1 关于几个力及其合力,下列说法不正确的是 A.合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同 B.合力与原来那几个力同时作用在物体上 C.合力的作用可以替代原来那几个力的作用 D.求几个力的合力遵守平行四边形定则,1.定义:求一个力的 的过程.力的分解是力的合成的逆运算. 2.遵循的原则: (1) 定则. (2) 定则. 3.力的分解依据 (1)一个力可以分解为两个力,如果没有限制,同一个力可以分解为 对大小、方向不同的分力. (2)在实际问题中,要依据力的实际

3、作用效果分解.,分力,平行四边形,三角形,无数,二、力的分解,自测2 下列图中按力的作用效果分解正确的是,1.矢量:既有大小又有 的物理量,叠加时遵循 定则,如速度、力等. 2.标量:只有大小没有 的物理量,求和时按 法则相加,如路程、速率等.,平行四边形,方向,三、矢量和标量,代数,方向,自测3 下列各组物理量中全部是矢量的是 A.位移、速度、加速度、力 B.位移、时间、速度、路程 C.力、位移、速率、加速度 D.速度、加速度、力、路程,返回,研透命题点,1.两个共点力的合力范围:|F1F2|FF1F2 2.重要结论 (1)两个分力大小一定时,夹角越大,合力越小. (2)合力一定时,两等大分

4、力的夹角越大,两分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力. 3.共点力合成的方法 (1)作图法. (2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.,命题点一 力的合成,例1 水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一光滑轻质滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m 10 kg的重物,CBA30,如图1所示,则滑轮受到绳 子的作用力为(g取10 m/s2),图1,答案,解析 依据平行四边定则作图,由几何关系知CBD120,CBEDBE,得CBEDBE60,即DBE是等边三角形,所以F合mg100 N,故C正确

5、.,例2 (多选)一物体静止于水平桌面上,两者之间的最大静摩擦力为5 N,现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N.下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是 A.物体所受静摩擦力可能为2 N B.物体所受静摩擦力可能为4 N C.物体可能仍保持静止 D.物体一定被拉动,答案,解析 两个2 N力的合力范围为04 N,然后与3 N的力合成,则三个力的合力范围为07 N,由于最大静摩擦力为5 N,因此可判定A、B、C正确,D错误.,变式1 一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用,三力的矢量关系如图2所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是 A.

6、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,图2,答案,解析 如图所示,假设图中的方格边长代表1 N,则沿x轴方向有FxF1xF2xF3x(624) N12 N,沿y轴方向有FyF1yF2yF3y(33) N0,F合3F3,故选B.,变式2 如图3所示,小球A、B通过一条细绳跨过轻质定滑轮连接,它们都穿在一根竖直杆上.当两球平衡时,连接两球的细绳与水平方向的夹角分别为和2.假设装置中的各处摩擦均不计,则A、B球的质量之比为 A.2cos 1 B.12cos C.tan 1

7、 D.12sin ,答案,图3,解析 分别对A、B两球受力分析,如图所示: 由力的合成和分解得:FTAsin mAg,FTBsin 2mBg,FTAFTB, 故mAmBsin sin 212cos ,故选B.,变式3 一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态,如图4所示,则它们的大小关系是 A.F1F2F3 B.F1F3F2 C.F3F1F2 D.F2F1F3,答案,图4,解析 因为质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态,所以将三力首尾相连组成一封闭三角形,如图所示:,根据数学知识三角形中大角对大边,即得出F3F1F2,所以A、B、D错误,C正确.,命题点二 力的

8、分解的两种常用方法,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.,2.正交分解法 (1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法. (2)建立坐标轴的原则: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). 3.一般情况下,物体只受三个力时,力的效果分解法解题较为简单,在三角形中找几何关系,利用几何关系求解;物体受三个以上力的情况多用正交分解法,但也要视题目具体情况而定.,类型1 力的效果分解法 例3 如图5所示,在倾角为的斜面上放一质量为m的小球,小球被

9、竖直的木板挡住,重力加速度为g,则球对挡板的压力是 A.mgcos B.mgtan C. D.mg,答案,图5,解析 如图所示,小球的重力mg的两个分力分别与FN1、FN2大小相等,方向相反,故FN1mgtan ,球对挡板的压力FN1FN1mgtan .,变式4 如图6所示为斧头劈柴的剖面图,图中BC边为斧头背,AB、AC边为斧头的刃面,要使斧头容易劈开木柴,需要 A.BC边短一些,AB边也短一些 B.BC边长一些,AB边短一些 C.BC边短一些,AB边长一些 D.BC边长一些,AB边也长一些,答案,图6,解析 如图所示,设劈柴的力为F,按效果可分解为两个垂直于斜边的力F1和F2,由图可知,F

10、1F2 要使斧头容易劈开木柴,则F1和F2应越大,即应越小,故要求BC边短一些,AB边长一些,故C正确.,变式5 (多选)生活中拉链在很多衣服上得到应用,图7是衣服上拉链的一部分,当我们把拉链拉开的时候,拉头与拉链接触处呈三角形,使很难直接分开的拉链很容易地拉开,关于其中的物理原理,以下说法正确的是 A.拉开拉链的时候,三角形的物体增大了拉拉链的拉力 B.拉开拉链的时候,三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力 C.拉开拉链的时候,三角形的物体将拉力分解为方向不同的两个分力 D.以上说法都不正确,答案,图7,解析 拉头与拉链的接触处呈三角形,拉力分解为两个分力,如图所示,分力的大小大于拉力,且两

11、分力的方向不相同,故B、C正确,A、D错误.,变式6 如图8所示,楔形凹槽的截面是一个直角三角形ABC,CAB30,ABC90,ACB60,在凹槽中放有一个光滑的金属球,当金属球静止时,其对凹槽AB边的压力为F1,对BC边的压力为F2,则 的值为,答案,图8,类型2 力的正交分解法 例4 如图9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9,答案,解析 当用F1拉物块时,由匀速直线运动的受力特点知 F1cos 60FN1 FN1F

12、1sin 60mg 当用F2推物块时,由匀速直线运动的受力特点知 F2cos 30FN2 mgF2sin 30FN2 又由题意知F1F2 ,变式7 如图10所示,放在固定斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止,当力F逐渐减小时,下列说法正确的是 A.物体受到的摩擦力保持不变 B.物体受到的摩擦力逐渐增大 C.物体受到的合力减小 D.物体对斜面的压力逐渐减小,返回,答案,图10,解析 对物体受力分析,受重力、支持力、静摩擦力和力F,如图所示: 因为物体始终静止,处于平衡状态,合力一直为零,根据平衡条件,有: 垂直斜面方向: FFNGcos Gcos 保持不变,所以F逐渐减小的过程中

13、,FN逐渐 增大,根据牛顿第三定律,物体对斜面的压力也增大. 平行斜面方向:FfGsin Gsin 保持不变,故Ff保持不变,故A正确.,课时作业,1.三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 A.F大小的取值范围一定是0FF1F2F3 B.F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 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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析 合力不一定大于分力,故B错误; 三个共点力的合力

14、的最小值能否为零,取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内,由于三个力大小未知,所以三个力的合力的最小值不一定为零,故A错误; 当三个力的大小分别为3a、6a、8a时,其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内,故C正确; 当三个力的大小分别为3a、6a、2a时,不满足上述情况,故D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,2.如图1所示,一件质量为M的衣服挂在等腰三角形的衣架上,衣架通过轻绳OA悬挂在天花板下.衣架质量为m,衣架顶角120,此时衣架底边水平.不计衣服与衣架摩擦,重力加速度为g,则竖直轻绳OA受到的拉力FT和衣架左侧对衣服的作用力F的大

15、小分别为,答案,图1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析 以衣服和衣架为整体受力分析可知,整体受总重力和轻绳OA的拉力作用,根据平衡条件得:FT(Mm)g,根据牛顿第三定律可知,OA受到的拉力FTFT(Mm)g;以衣服为研究对象,其受力分析图如图所示:,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,3.减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障行人的安全.当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,下图中弹力F画法正确且分解合理的是,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,答案,解析 减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面,指向受力物体,故A、C错误; 按照力的作用效果分解,将F分解为水平方向和竖直方向,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直方向的分力产生使车轮向上运动的作用效果,故B正确,D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,4.如图2所示,用绳子把吊床的两端拴在两棵树上等高的位置,休闲的人可以坐

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