《导学教程高考物理总复习 第二章 相互作用 第二节 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《导学教程高考物理总复习 第二章 相互作用 第二节 力的合成与分解课件 新人教版（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节力的合成与分解第二节力的合成与分解课前预习课前预习基础落实基础落实主干回顾相同相同等效替代等效替代平行四边形平行四边形三角形三角形平行四边形平行四边形效果效果正交正交1判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)合力及其分力可以同时作用在物体上。合力及其分力可以同时作用在物体上。( )(2)几几个个力力的的共共同同作作用用效效果果可可以以用用一一个个力力来来代代替替。( )(3)在在进进行行力力的的合合成成与与分分解解时时，都都要要应应用用平平行行四四边形定则或三角形定则。边形定则或三角形定则。( )自我检测(4)两个力的合力一定比其分力大。两个力的合力一定比其分力大。( )(5)互互
2、成成角角度度的的两两个个力力的的合合力力与与分分力力间间一一定定构构成成封闭的三角形。封闭的三角形。( )(6)8 N的力可以分解为的力可以分解为5 N和和3 N的两个分力。的两个分力。( )2两两个个力力F1和和F2间间的的夹夹角角为为，两两个个力力的的合合力力为为F。以下说法正确的是。以下说法正确的是A若若F1和和F2大小不变，大小不变，角越小，合力角越小，合力F就越小就越小B合力合力F总比分力中的任何一个力都大总比分力中的任何一个力都大C如如果果夹夹角角不不变变，F1大大小小不不变变，只只要要F2增增大大，合力合力F就必然增大就必然增大D合力合力F可能比分力中的任何一个力都小可能比分力中
3、的任何一个力都小解解析析F1、F2大大小小不不变变，合合力力随随它它们们夹夹角角的的增增大大而而减减小小，随随夹夹角角的的减减小小而而增增大大，A错错误误；合合力力F可可能能比比F1、F2都都大大，也也可可能能比比F1、F2都都小小，还还可可能能等等于于其其中中的的一一个个力力的的大大小小，B错错误误，D正正确确；如如图图所所示示，F1大大小小不不变变，F1与与F2的的夹夹角角不不变变，F2增增大大时时，合合力力F先减小后增大，先减小后增大，C错误。错误。答案答案D3某某同同学学在在单单杠杠上上做做引引体体向向上上，在在图图中中的的四四个个选项中双臂用力最小的是选项中双臂用力最小的是答案答案B
4、4如如图图所所示示，F1，F2、F3恰恰好好构构成成封封闭闭的的直直角角三角形，这三个力的合力最大的是三角形，这三个力的合力最大的是答案答案C5 (2016中中山山模模拟拟)如如图图221所所示示，静静止止在在斜斜面面上上的的物物体体的的重重力力可可分分解解为为沿沿斜斜面面方方向向向向下下的的分分力力F1和和垂垂直直斜斜面面方方向向的的分分力力F2。关关于于这这两两个个分分力力，下下列列说法中正确的是说法中正确的是图图221AF1作用在物体上，作用在物体上，F2作用在斜面上作用在斜面上BF2的性质是弹力的性质是弹力CF2就是物体对斜面的正压力就是物体对斜面的正压力DF1和和F2是是物物体体重重
5、力力的的等等效效替替代代，实实际际存存在在的的就是重力就是重力解解析析本本题F1、F2的的受受力力物物体体均均为该重重物物，不不能能说F2就就是是物物体体对斜斜面面的的正正压力力，因因为两两者者的的施施力力物物体体和和受受力力物物体体均均不不一一样，不不会会是是同同一一个个力力；但但F1和和F2是是物物体体重重力力的的等等效效代代替替的的力力，且且实际存存在在的的就就是是重重力力，故故D选项正确。正确。答案答案D课堂互动课堂互动考点突破考点突破考点一力的合成考点一力的合成1合力的大小范围合力的大小范围(1)两个共点力的合成两个共点力的合成|F1F2|F合合F1F2即即两两个个力力大大小小不不变
6、变时时，其其合合力力随随夹夹角角的的增增大大而而减减小小，当当两两力力反反向向时时，合合力力最最小小，为为|F1F2|，当当两两力力同向时，合力最大，为同向时，合力最大，为F1F2。(2)(2)三个共点力的合成三个共点力的合成三三个个力力共共线线且且同同向向时时，其其合合力力最最大大，为为F1F2F3。任任取取两两个个力力，求求出出其其合合力力的的范范围围，如如果果第第三三个个力力在在这这个个范范围围之之内内，则则三三个个力力的的合合力力最最小小值值为为零零；如如果果第第三三个个力力不不在在这这个个范范围围内内，则则合合力力最最小小值值等等于于最最大大的力减去另外两个力的大小之和。的力减去另外
7、两个力的大小之和。2共点力合成的常用方法共点力合成的常用方法(1)作图法：作图法：作作出出两两个个分分力力F1和和F2的的图图示示，再再以以F1和和F2为为邻邻边边作作平平行行四四边边形形，画画出出过过作作用用点点的的对对角角线线，量量出出对对角角线线的的长长度度，计计算算出出合合力力的的大大小小，量量出出对对角角线线与与某某一一力力的的夹角确定合力的方向。夹角确定合力的方向。图图222 (2)(2)计算法：几种特殊情况的共点力的合成。计算法：几种特殊情况的共点力的合成。考向考向1平行四边形定则的理解与应用平行四边形定则的理解与应用例例1一一物物体体受受到到三三个个共共面面共共点点力力F1、F
8、2、F3的的作作用用，三三力力的的矢矢量量关关系系如如图图223所所示示(小小方方格格边边长相等长相等)，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是图图223A三三力力的的合合力力有有最最大大值值F1F2F3，方方向向不不确确定定B三力的合力有唯一值三力的合力有唯一值3F3，方向与，方向与F3同向同向C三力的合力有唯一值三力的合力有唯一值2F3，方向与，方向与F3同向同向D由题给条件无法求出合力大小由题给条件无法求出合力大小解解析析根根据据三三力力的的图图示示，知知F1、F2在在竖竖直直方方向向分分力力的的大大小小均均为为3个个单单位位，方方向向相相反反，水水平平方方向向的的分分力力分分别别为为6
9、个个单单位位和和2个个单单位位，方方向向与与F3方方向向相相同同。根根据据正正交交分分解解法法求求合合力力的的思思想想知知，3个个力力的的合合力力为为12个个单单位位，与与F3的的方方向向相相同同，大大小小是是F3的的3倍倍，即即F合合3F3，选项，选项B正确。正确。答案答案B考向考向2合力范围的确定合力范围的确定例例2三三个个共共点点力力大大小小分分别别是是F1、F2、F3，关关于它们的合力于它们的合力F的大小，下列说法中正确的是的大小，下列说法中正确的是AF大小的取值范围一定是大小的取值范围一定是0FF1F2F3BF至少比至少比F1、F2、F3中的某一个大中的某一个大C若若F1F2F336
10、8，只只要要适适当当调调整整它它们们之之间的夹角，一定能使合力为零间的夹角，一定能使合力为零D若若F1F2F3362，只只要要适适当当调调整整它它们们之之间的夹角，一定能使合力为零间的夹角，一定能使合力为零 解解析析合合力力不不一一定定大大于于分分力力，B错；三三个个共共点点力力的的合合力力的的最最小小值能能否否为零零，取取决决于于任任何何一一个个力力是是否否都都在在其其余余两两个个力力的的合合力力范范围内内，由由于于三三个个力力大大小小未未知知，所所以以三三个个力力的的合合力力的的最最小小值不不一一定定为零零，A错；当当三三个个力力的的大大小小分分别为3a、6a、8a，其其中中任任何何一一个
11、个力力都都在在其其余余两两个个力力的的合合力力范范围内内，故故C正正确确；当当三三个个力力的的大大小分小分别为3a、6a、2a时，不，不满足上述情况，故足上述情况，故D错。答案答案C考点二力的分解的两种方法考点二力的分解的两种方法1按作用效果分解力的一般思路按作用效果分解力的一般思路2正交分解法正交分解法(1)定定义义：将将已已知知力力按按互互相相垂垂直直的的两两个个方方向向进进行行分解的方法。分解的方法。(2)建建立立坐坐标标轴轴的的原原则则：一一般般选选共共点点力力的的作作用用点点为为原原点点，在在静静力力学学中中，以以少少分分解解力力和和容容易易分分解解力力为为原原则则(即即尽尽量量多多
12、的的力力在在坐坐标标轴轴上上)；在在动动力力学学中中，习习惯惯以以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。图图224(3)方方法法：物物体体受受到到多多个个力力作作用用F1、F2、F3求求合合力力F时，可把各力沿相互垂直的时，可把各力沿相互垂直的x轴、轴、y轴分解。轴分解。x轴上的合力：轴上的合力：FxFx1Fx2Fx3考向考向1力的效果分解法的应用力的效果分解法的应用例例3 (多多选选)(2016石石家家庄庄质质检检)如如图图225所所示示，固固定定的的半半球球面面右右侧侧是是光光滑滑的的，左左侧侧是是粗粗糙糙的的，O点点为为球球心心，A、
13、B为为两两个个完完全全相相同同的的小小物物块块(可可视视为为质质点点)，小小物物块块A静静止止在在球球面面的的左左侧侧，受受到到的的摩摩擦擦力力大大小小为为F1，对对球球面面的的压压力力大大小小为为N1；小小物物块块B在在水水平平力力F2作作用用下下静静止止在在球球面面的的右右侧侧，对对球球面面的的压压力力大大小小为为N2，已已知知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为，则，则图图225AF1F2cos 1BF1F2sin 1CN1N2cos2 1 DN1N2sin2 1答案答案AC图图226答案答案C规律总结规律总结(1)在在实实际际问问题题中中进进行行
14、力力的的分分解解时时，有有实实际际意意义义的分解方法是按力的实际效果进行分解。的分解方法是按力的实际效果进行分解。( (2)力力的的正正交交分分解解是是在在物物体体受受三三个个或或三三个个以以上上的的共共点点力力作作用用下下求求合合力力的的一一种种方方法法，分分解解的的目目的的是是为为了了更方便地求合力，将矢量运算转化为代数运算。更方便地求合力，将矢量运算转化为代数运算。(3)应应用用正正交交分分解解法法解解题题时时，建建立立坐坐标标系系的的原原则则。合合力力方方向向在在一一个个坐坐标标轴轴上上，另另一一个个坐坐标标轴轴的的方方向向合合力力为零。为零。考点三绳子考点三绳子“死结死结”与与“活结
15、活结”模型模型1“死死结结”可可理理解解为为把把绳绳子子分分成成两两段段，且且不不可可以以沿沿绳绳子子移移动动的的结结点点。“死死结结”两两侧侧的的绳绳因因结结而而变变成成了了两两根根独独立立的的绳绳，因因此此由由“死死结结”分分开开的的两两段段绳绳子子上上的弹力不一定相等。的弹力不一定相等。2“活活结结”可可理理解解为为把把绳绳子子分分成成两两段段，且且可可以以沿沿绳绳子子移移动动的的结结点点。“活活结结”一一般般是是由由绳绳跨跨过过滑滑轮轮或或者者绳绳上上挂挂一一光光滑滑挂挂钩钩而而形形成成的的。绳绳子子虽虽然然因因“活活结结”而而弯弯曲曲，但但实实际际上上是是同同一一根根绳绳，所所以以由
16、由“活活结结”分分开开的的两两段段绳绳子子上上弹弹力力的的大大小小一一定定相相等等，两两段段绳绳子子合合力力的的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线。方向一定沿这两段绳子夹角的平分线。 模型规律模型规律(1)“死死结结”模模型型中中的的杆杆与与墙墙的的连连结结一一般般为为链链铰铰，因而杆上的力沿杆、绳上的力沿绳。因而杆上的力沿杆、绳上的力沿绳。(2)“活活结结”模模型型中中的的杆杆一一般般固固定定住住，故故杆杆对对滑滑轮轮的力不一定沿杆，与绳对滑轮的力平衡。的力不一定沿杆，与绳对滑轮的力平衡。例例5如如图图227甲甲所所示示，轻轻绳绳AD跨跨过过固固定定的的水水平平横横梁梁BC右右端端的的定定滑滑
17、轮轮挂挂住住一一个个质质量量为为M1的的物物体体，ACB30；图图乙乙中中轻轻杆杆HG一一端端用用铰铰链链固固定定在在竖竖直直墙墙上上，另另一一端端G通通过过细细绳绳FG拉拉住住，EG与与水水平平方方向向也也成成30，轻轻杆杆的的G点点用用细细绳绳GF拉拉住住一一个个质质量量为为M2的的物物体，求：体，求：图图227(1)轻轻绳绳AC段段的的张张力力FAC与与细细绳绳EG的的张张力力FEG大大小之比；小之比；(2)轻杆轻杆BC对对C端的支持力；端的支持力；(3)轻杆轻杆HG对对G端的支持力。端的支持力。抓关键点：抓关键点：甲：固定杆连甲：固定杆连“活结活结”。乙：铰链杆连乙：铰链杆连“活结活结
18、”。找找突突破破口口：甲甲中中杆杆对对滑滑轮轮的的合合力力与与两两绳绳的的合合力力平平衡，乙中杆上的力沿杆。衡，乙中杆上的力沿杆。 解解析析题图甲甲和和乙乙中中的的两两个个物物体体M1、M2都都处处于于平平衡衡状状态态，根根据据平平衡衡的的条条件件，首首先先判判断断与与物物体体相相连连的的细细绳绳，其其拉拉力力大大小小等等于于物物体体的的重重力力；分分别别取取C点点和和G点点为研研究究对象象，进行行受受力力分分析析如如图甲甲和和乙乙所所示示，根根据平衡据平衡规律可求解。律可求解。 思维提升思维提升(1)对对轻轻质质杆杆，若若与与墙墙壁壁通通过过转转轴轴相相连连，则则杆杆产产生的弹力方向一定沿杆
19、。生的弹力方向一定沿杆。(2)对对轻轻质质杆杆，若若一一端端固固定定，则则杆杆产产生生的的弹弹力力有有可可能能沿沿杆杆，也也有有可可能能不不沿沿杆杆，杆杆的的弹弹力力方方向向，可可根根据据共点力的平衡求得。共点力的平衡求得。如如图图228所所示示，水水平平轻轻杆杆的的一一端端固固定定在在墙墙上上，轻轻绳绳与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角为为37，小小球球的的重重力力为为12 N，轻轻绳绳的的拉拉力力为为10 N，水水平平轻轻弹弹簧簧的的拉拉力力为为9 N，求求轻轻杆对小球的作用力。杆对小球的作用力。 图图228答案答案5 N，方向与竖直方向成，方向与竖直方向成37角斜向右上方角斜向右上方1(多
20、多选选)(2015广广东东理理综综)如如图图229所所示示，三三条条绳绳子子的的一一端端都都系系在在细细直直杆杆顶顶端端，另另一一端端都都固固定定在在水水平平地地面面上上，将将杆杆竖竖直直紧紧压压在在地地面面上上，若若三三条条绳绳长长度不同，下列说法正确的有度不同，下列说法正确的有随堂巩固课后训练课后训练能力达标能力达标图图229A三条绳中的张力都相等三条绳中的张力都相等B杆对地面的压力大于自身重力杆对地面的压力大于自身重力C绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解解析析由由于于三三条条绳长
21、度度不不同同，则三三条条绳与与竖直直秆间的的夹角角不不相相等等，因因竖直直杆杆仅是是压在在地地面面上上而而没没有有固固定定，则三三条条绳对杆杆的的拉拉力力在在水水平平方方向向的的分分力力必必平平衡衡，但但三三个个水水平平分分力力在在水水平平面面内内的的方方向向关关系系不不确确定定，故故不不能能确确定定三三条条绳中中张力力的的大大小小关关系系，A错误、C正正确确；由由于于三三条条绳对杆杆的的拉拉力力在在竖直直方方向向的的分分力力都都向向下下，故故B正正确确；绳子子拉拉力力的的合合力力竖直直向向下下，杆杆的的重重力力也也竖直直向下，它向下，它们不是一不是一对平衡力，故平衡力，故D错误。答案答案BC
22、2 (多多选选)(2016深深圳圳模模拟拟)一一个个大大人人拉拉着着载载有有两两个个小小孩孩的的小小车车(其其拉拉杆杆可可自自由由转转动动)沿沿水水平平地地面面匀匀速速前前进，则对小孩和车下列说法正确的是进，则对小孩和车下列说法正确的是图图2210A拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小C拉力与摩擦力的合力方向竖直向上拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D小孩和车所受的合力为零小孩和车所受的合力为零答案答案CD3(2016惠惠州州质质检检)如如图图2211所所示示，舰舰载载机机保保持持牵牵引引力力
23、F大大小小不不变变在在匀匀速速航航行行的的航航母母上上降降落落时时受受到到阻阻拦拦而而静静止止，此此时时阻阻拦拦索索夹夹角角120，空空气气阻阻力力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为图图2211答案答案B4(2016德德州州模模拟拟)如如图图2212所所示示，一一光光滑滑半半圆圆形形碗碗固固定定在在水水平平面面上上，质质量量为为m1的的小小球球用用轻轻绳绳跨跨过过碗碗口口并并连连接接质质量量分分别别为为m2和和m3的的物物体体，平平衡衡时时碗碗内内小小球球恰恰好好与与碗碗之之间间没没有有弹弹力力，两两绳绳与与水水平平方方向向夹夹角角分分别别为为53
24、、37，则则m1m2m3的的比比值值为为(已已知知sin 530.8，cos 530.6)图图2212A543 B435C345 D534答案答案A5(2016绵绵阳阳质质检检)风风洞洞是是进进行行空空气气动动力力学学实实验验的的一一种种重重要要设设备备。一一次次检检验验飞飞机机性性能能的的风风洞洞实实验验示示意意图图如如图图2213所所示示，AB代代表表飞飞机机模模型型的的截截面面，OL是是拉拉住住飞飞机机模模型型的的绳绳，已已知知飞飞机机模模型型重重为为G，当当飞飞机机模模型型静静止止在在空空中中时时，绳绳恰恰好好水水平平，此此时时飞飞机机模模型型截截面面与与水水平平面面的的夹夹角角为为，则则作作用用于于飞飞机机模模型型上上的的风风力力大大小小为为图图2213AG/cos B BGcos CG/sin D DGsin 解解析析作作用用于于飞机机模模型型上上的的风力力F的的方方向向垂垂直直于于AB向向上上，由由平平衡衡条条件件可可知知，风力力F在在竖直直方方向向的的分分力力与与飞机机模模型型重重力力G平平衡衡，即即Fcos G，解得，解得FG/cos ，A正确。正确。答案答案A
