高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題二 相互作用與物體平衡 第2講 力的合成與分解課件

第2講力的合成與分解考點(diǎn) 1力的合成1.合力與分力(1)定義：如果一個(gè)力單獨(dú)作用的效果與幾個(gè)力同時(shí)作用的共同效果相同，這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的_力，而那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的_力.合分等效替代(2)關(guān)系：合力與分力之間在效果上是_的關(guān)系.(3)力的合成與分解：求幾個(gè)力的合力的過程叫力的_，求一個(gè)力的分力的過程叫力的_.合成分解2.平行四邊形定則對(duì)角線大小方向(1)平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力 F1、F2 的合力，可以用表示 F1、F2 的有向線段為邊作平行四邊形，平行四邊形的_(在兩個(gè)有向線段 F1、F2 之間)就表示合力的_和_，如圖 2-2-1 甲所示.圖 2-2-1(2)三角形定則：求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力 F1、F2 的合力，可以把表示 F1、F2 的線段_順次相接地畫出，把 F1、F2的另外兩端連接起來，則此連線就表示_的大小和方向，如圖乙所示.考點(diǎn) 2力的分解1.概念：求一個(gè)力的_的過程.2.遵循的原則：_定則或_定則.3.分解的方法首尾合力分力平行四邊形(1)按力產(chǎn)生的_進(jìn)行分解.(2)將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解_分解.三角形作用效果正交【基礎(chǔ)自測】1.大小為 6 N 與 8 N 的兩個(gè)共點(diǎn)力，關(guān)于它們的合力下列說法正確的是()A.可以等于 1 NB.可以等于 6 NC.一定大于 6 ND.一定小于 14 N答案：B2.關(guān)于一個(gè)力的分解，下列說法正確的是()A.已知兩個(gè)分力的方向，有唯一解B.已知兩個(gè)分力的大小，有唯一解C.已知一個(gè)分力的大小和方向，有唯一解D.已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力方向，有唯一解答案：C分解，下列圖中錯(cuò)誤的是()3.(2017 年安徽池州模擬)將物體所受重力按力的效果進(jìn)行ABCD答案：C. . 4.(2017 年江蘇大聯(lián)考)在天花板上用相同的兩根輕質(zhì)細(xì)線1 和 2 懸掛一塊薄板，細(xì)線 1 和 2 與豎直方向分別成 45、60角，薄板處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖 2-2-2 所示，則下列說法正確的是()A.細(xì)線 2 對(duì)薄板的拉力大于細(xì)線 1 對(duì)薄板的拉力B.設(shè)法保持重心位置不變，緩慢增加薄板的質(zhì)量，則細(xì)線 1 先斷圖 2-2-2C.細(xì)線 1 和 2 延長線的交點(diǎn)一定是薄板的重心位置D.細(xì)線 2 的端點(diǎn) O2 緩慢向右側(cè)移動(dòng)，細(xì)線 1 對(duì)薄板的拉力減小解析：薄板在細(xì)線 1、2 的拉力和重力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，三力的延長線必交于同一點(diǎn)，但不一定是重心，所以 C 錯(cuò)誤；把兩細(xì)線拉力正交分解，在水平方向：F1sin 45F2sin 60，可得細(xì)線 2 對(duì)薄板的拉力小于細(xì)線 1 對(duì)薄板的拉力，所以 A 錯(cuò)誤；在重心位置不變，緩慢增加薄板的質(zhì)量時(shí)，兩細(xì)線的拉力同時(shí)增大，由于細(xì)線 1 的拉力較大，所以細(xì)線 1 先斷，故 B 正確；在水平方向：F1sin 45F2cos ；細(xì)線2的端點(diǎn)O2緩慢向右側(cè)移動(dòng)，細(xì)線 2 與水平方向的夾角減小，cos 增大，所以F2減小，在豎直方向，根據(jù)平衡條件：F1sin 45F2sin mg，所以細(xì)線 1 的拉力 F1 增大，故 D 錯(cuò)誤.答案：B情況兩分力互相垂直兩力等大，夾角為兩力等大且夾角為 120圖示結(jié)論合力與分力等大熱點(diǎn) 1共點(diǎn)力的合成問題熱點(diǎn)歸納幾種特殊情況的共點(diǎn)力的合成：【典題 1】(2016 年河北石家莊模擬)如圖2-2-3 所示，一個(gè)“Y”形彈弓頂部跨度為 L，兩根相同的橡皮條的自由長度均為 L，在兩橡皮條的末端用一塊軟羊皮(長度不計(jì))做成裹片.若橡皮條的彈力與形變量的關(guān)系滿足胡克定律，且勁度系數(shù)為 k，發(fā)射彈丸時(shí)每根橡皮條的最大長度為 2L(彈性限度內(nèi))，則發(fā)射過程中裹片對(duì)彈丸的最大作用力為()圖 2-2-3答案：D熱點(diǎn) 2考向 1合力大小的范圍兩個(gè)共點(diǎn)力的合成熱點(diǎn)歸納|F1F2|F合F1F2，即兩個(gè)力大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小.當(dāng)兩力反向時(shí)，合力最小，為|F1F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1F2.答案：C考向 2三個(gè)共點(diǎn)力的合成熱點(diǎn)歸納1.三個(gè)力共線且同向時(shí)，其合力最大，為 F1F2F3.2.任取兩個(gè)力，求出其合力的范圍，如果第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi)，則三個(gè)力的合力的最小值為零；如果第三個(gè)力不在這個(gè)范圍內(nèi)，則合力的最小值為最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)較小力的和的絕對(duì)值.【典題 3】三個(gè)共點(diǎn)力大小分別是 F1、F2、F3，關(guān)于它們的合力 F 的大小，下列說法正確的是()答案：CA.F大小的取值范圍一定是0FF1F2F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一個(gè)大C.若F1F2F3368，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零D.若F1F2F3362，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零重力分解為使物體沿斜面向下的分力F1mgsin 和使物體壓緊斜面的分力F2mgcos 重力分解為使球壓緊擋板的分力F1mgtan 和使球壓緊斜面的分力F2熱點(diǎn) 3力的分解熱點(diǎn)歸納常見的按力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分解的情形：重力分解為使球壓緊豎直墻壁的分力F1mgtan 和使球拉緊懸線的分力F2重力分解為使球拉緊AO線的分力F2和使球拉緊BO線的分力F1，大小F1F2(續(xù)表)考向 1力的分解的實(shí)際應(yīng)用【典題 4】某壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-2-4所示，其中 B 為固定鉸鏈，若在 A 鉸鏈處作用一垂直于墻壁的力 F，則由于力 F 的作用，使滑塊 C壓緊物體 D，設(shè) C 與 D 光滑接觸，桿的重力及滑塊 C 的重力不計(jì)，圖中 a0.5 m，b0.05 m，則物體 D 所受壓力的大小與力 F 的比值為()圖 2-2-4A.4B.5C.10D.1甲乙圖 D5答案：B方法技巧：(1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向.(2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力的方向畫出平行四邊形.(3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(shí)求出兩分力的大小.【遷移拓展】如圖 2-2-5 所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為 m 的照相機(jī)，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長，與)豎直方向均成 30角，則每根支架中承受的壓力大小為(圖 2-2-5條件可得 3Fcos 30mg，解得 F解析：由題意可知，所研究的對(duì)象照相機(jī)受四個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，其中三根輕質(zhì)支架的作用力與重力的作用線方向的夾角均為30，即三力等大對(duì)稱，所以在豎直方向上，由平衡mg，故選項(xiàng) D 正確.答案：D已知條件示意圖解的情況(1)已知合力與兩個(gè)分力的方向，并且不在一條直線上有唯一解考向 2力的分解中的解的個(gè)數(shù)問題熱點(diǎn)歸納已知條件示意圖解的情況(2)已知合力與兩個(gè)分力的大小在同一平面內(nèi)有兩解或無解(當(dāng)FF1F2時(shí)無解)(3)已知合力與一個(gè)分力的大小和方向有唯一解(續(xù)表)已知條件示意圖解的情況(4)已知合力與一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向在0F時(shí)，有一組解；當(dāng)F1Fsin 時(shí)，無解；當(dāng)Fsin F1F時(shí)有一組解，其余情況無解(續(xù)表)【典題 5】已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為 50 N，分力 F1 的方向)與合力 F 的方向成 30角，分力 F2 的大小為 30 N，則(A.F1 的大小是唯一的B.F2 的方向是唯一的C.F2 有兩個(gè)可能的方向D.F2 可取任意方向解析：如圖 2-2-6 所示.圖 2-2-6答案：C由F1、F2和F的矢量三角形并結(jié)合幾何關(guān)系可以看出：當(dāng)F2F2025 N時(shí)，F(xiàn)1的大小是唯一的，F(xiàn)2的方向也是唯一的.因F230 NF2025 N，所以F1的大小有兩個(gè)，即F1和F1，F(xiàn)2的方向也有兩個(gè)，即F2的方向和F2的方向，故C正確.考向 3力的正交分解法熱點(diǎn)歸納1.定義：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法.2.步驟：如圖 2-2-7 所示，建立直角坐標(biāo)系.通常選擇共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立 x、y 軸讓盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上.圖 2-2-7【典題 6】(2017 年河南安陽二模)如圖 2-2-8 所示，一質(zhì)量為 m 的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊(duì)員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為30，)且繩繃緊，則練功隊(duì)員對(duì)沙袋施加的作用力大小為(圖 2-2-8答案：A圖 D6