南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題二 第2講 力的合成與分解課件 新人教版

《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題二 第2講 力的合成與分解課件 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題二 第2講 力的合成與分解課件 新人教版（39頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2講力的合成與分解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_分解一、力的合成合成2平行四邊形定則如果以表示兩個(gè)共點(diǎn)力的線段為鄰邊作平行四邊形，則合力的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的_來表示，這就是力的平行四邊形定則(如圖 2-2-1 所示)平行四邊形定則是_運(yùn)算的普遍法則對(duì)角線矢量圖 2-2-13兩個(gè)共點(diǎn)力的合力兩個(gè)力的合力 F 滿足：|F1F2|FF1F2，當(dāng)兩個(gè)

2、力的夾角變大時(shí)，合力 F 變_小1力的分解：求一個(gè)力的分力的過程力的分解與力的合成互為_逆過程平行四邊形有向線段2遵從原則：_定則3矢量運(yùn)算法則(1)平行四邊形定則(2)三角形定則：把兩個(gè)矢量的首尾順次連接起來，第一個(gè)矢量的首到第二個(gè)矢量的尾的_為合矢量二、力的分解【基礎(chǔ)檢測(cè)】如圖 2-2-2 所示，有 5 個(gè)力作用于同一點(diǎn) O，表示這 5 個(gè)力的有向線段恰構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線，已知)F110 N，求這 5 個(gè)力的合力大小(圖 2-2-2A50 NB30 NC20 ND10 N答案：B考點(diǎn) 1 共點(diǎn)力合成的方法及合力范圍重點(diǎn)歸納1作圖法：從力的作用點(diǎn)起，按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力F

3、1 和 F2 的圖示，再以 F1和 F2的圖示為鄰邊作平行四邊形，畫出過作用點(diǎn)的對(duì)角線，量出對(duì)角線的長(zhǎng)度，計(jì)算出合力的大小，量出對(duì)角線與某一力的夾角確定合力的方向(如圖2-2-3所示)圖 2-2-3通用情況兩力互相垂直兩力等大兩力等大、夾角為 120F合 力 與 分 力 等大，與分力成60角2計(jì)算法：根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖，然后利用數(shù)學(xué)規(guī)律和公式求出合力的大小.3.力的三角形法則：將表示兩個(gè)力的圖示(或示意圖)保持原來的方向依次首尾相接，從第一個(gè)力的作用點(diǎn)，到第二個(gè)力的箭頭的有向線段為合力如圖 2-2-4 所示，三角形法則與平行四邊形定則的實(shí)質(zhì)是一樣的，但有時(shí)三角形法則比平行四邊形定則畫

4、圖要簡(jiǎn)單圖 2-2-4典例剖析例 1：一物體受到三個(gè)共面共點(diǎn)力 F1、F2、F3 的作用，三個(gè)力的矢量關(guān)系如圖 2-2-5 所示(小方格邊長(zhǎng)相等)，則下列說法正確的是()圖 2-2-5A三力的合力有最大值 F1F2F3，方向不確定B三力的合力有唯一值 3F3，方向與 F3 同向C三力的合力有唯一值 2F3，方向與 F3 同向D由題給條件無法求出合力大小思維點(diǎn)撥：解答本題注意兩點(diǎn)：(1)借助于小方格的個(gè)數(shù)，觀察 F1、F2、F3 的大小和方向特點(diǎn)；(2)先求 F1、F2 的合力，再與 F3 求合力，最后求出結(jié)果解析：以F1 和F2 為鄰邊作平行四邊形，對(duì)角線必沿F3 方向，其大小F122F3，再

5、與F3 求合力，故F3F3，與F3 同向，所以只有B 正確答案：B備考策略：常見的求合力的方法有作圖法、計(jì)算法、三角形法，本題可用三角形法或作圖法解答；若有三個(gè)分力求合力，則應(yīng)考慮先求哪兩個(gè)力的合力，再與第三個(gè)分力合成，隨便選擇兩個(gè)分力求合力，會(huì)給求解帶來難度；在以后的解題中，同學(xué)們應(yīng)該學(xué)會(huì)觀察和思考，找到解題的突破口，如先求 F1 和F2 的合力就是本題的解題突破口【考點(diǎn)練透】1(多選，2015 年廣東深圳五校聯(lián)考)一物體位于光滑水平面上，同時(shí)受到三個(gè)水平共點(diǎn)力 F1、F2 和 F3 作用，其大小分別為 F142 N、F228 N、F320 N，且 F2 的方向指向正北，下列說法正確的是()

6、A這三個(gè)力的合力不可能為零BF1、F2 兩個(gè)力的合力大小可能為 20 NC若物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則 F1、F3 的合力大小為 48 N，方向指向正南D若物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則 F1、F3 的合力大小一定為28 N，方向指向正南答案：BD 解析：根據(jù)兩個(gè)力F1和F2的合力范圍|F1F2|F合F1F2，得F1和F2的合力范圍為14 NF合70 N，F(xiàn)320 N，則F3與F1和F2的合力大小可能相等，則三個(gè)力的合力可能為零，故A錯(cuò)誤；F1和F2的合力范圍為14 NF合70 N，則F1、F2兩個(gè)力的合力大小可能為20 N，故B正確；若物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，合外力為零，F(xiàn)1、F3的合力與F228

7、 N大小相等、方向相反，即F1、F3的合力大小為28 N，方向與F2方向相反，故C錯(cuò)誤；若物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，合外力為零，F(xiàn)1、F3的合力大小與F228 N大小相等，方向相反，即F1、F3的合力大小一定為28 N，方向指向正南，故D正確2三個(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，下列說法中正確的是()AF 大小的取值范圍一定是 0FF1F2F3BF 至少比 F1、F2、F3 中的某一個(gè)大C若 F1F2F33 6 8，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 F1F2F33 6 2，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零答案：C實(shí)例分解思路重力分解為沿斜面向下

8、的力 F1 mgsin 和垂直斜面向下的力 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 .重力分解為使球壓緊豎直墻壁的分力 F1 mgtan 和使球拉緊懸線的分力 F2 .考點(diǎn) 2 按照力的作用效果分解力重點(diǎn)歸納下列是高中階段常見的按效果分解力的情形cosmgcosmg典例剖析例 2：如圖 2-2-6 所示，將細(xì)線的一端系在右手中指上，另一端系上一個(gè)重為 G 的鉤碼用一支很輕的鉛筆的尾部頂在細(xì)線上的某一點(diǎn)，使細(xì)線的上段保持水平，筆的尖端置于右手掌)心鉛筆與水平細(xì)線的夾角為，則(A中指受到的拉力為 Gsin B中指受到的拉力為 Gcos C手心受到

9、的壓力為GsinD手心受到的壓力為Gcos圖 2-2-6思維點(diǎn)撥：鉤碼豎直向下拉細(xì)線的力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果：一種效果是拉手指，另一種效果壓手心解析：受力分析如圖 2-2-7 所示則有Ncos TNsin TGTGG聯(lián)立以上三式，得中指受到的拉力TGtan 手心受到的壓力為NG.sin 圖 2-2-7答案：C備考策略：按照力的效果分解是學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)，很多同學(xué)無法得出力的兩個(gè)實(shí)際效果，所以導(dǎo)致隨便分解出錯(cuò)按照力的效果分解一般分以下三個(gè)步驟：(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)(如正弦定理、余弦定理、三角

10、形相似等)求出兩分力的大小【考點(diǎn)練透】3(2014 年廣東汕頭金山中學(xué)摸底)用起重機(jī)緩慢吊起質(zhì)量均勻分布的鋼管時(shí)，鋼絲繩固定在鋼管的兩端，如圖 2-2-8 所示，鋼絲繩的總長(zhǎng)保持不變，如鋼管的質(zhì)量相同但長(zhǎng)度 L 不同，下列說法正確的是()圖 2-2-8A鋼管越長(zhǎng)則鋼絲繩的拉力越大B鋼管越長(zhǎng)則鋼絲繩的拉力越小C鋼絲繩的拉力大小與鋼管長(zhǎng)度無關(guān)D鋼管越長(zhǎng)則鋼絲繩對(duì)鋼管拉力的合力越大解析：將重力沿兩繩子方向分解兩個(gè)分力，分力大小與繩子拉力大小相等，鋼管越長(zhǎng)，夾角越大，分力越大，繩子拉力越大，根據(jù)平衡條件可知，合力一直為鋼管重力，故 A 正確答案：A為(4(2016 年湖北孝感月考)如圖 2-2-9 所

11、示，墻上有兩個(gè)釘子 a 和 b，它們的連線與水平方向的夾角為 45，兩者的高度差為 l.一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于 a 點(diǎn)，另一端跨過光滑釘子 b 懸掛一質(zhì)量為 m1 的重物在繩上距 am2 的鉤碼，平衡后繩的 ac 段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比m1m2)圖 2-2-9圖 D5答案：C方法正交分解法在解題中的應(yīng)用1正交分解方法把一個(gè)力分解為互相垂直的兩個(gè)分力，特別是物體受多個(gè)力時(shí)，把物體受到的各力都分解到互相垂直的兩個(gè)方向上去，然后分別求出每個(gè)方向上力的代數(shù)和2利用正交分解法求合力(1)正確選擇直角坐標(biāo)系，通常選擇共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，直角坐標(biāo)系的選擇應(yīng)使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上(

12、2)正交分解各力，即分別將各力投影到坐標(biāo)軸上，然后求各力在 x 軸和 y 軸上的分力的合力 Fx和Fy：FxF1xF2xF3x；FyF1yF2yF3y.在運(yùn)用正交分解法解題時(shí)，關(guān)鍵是如何確定直角坐標(biāo)系，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則；在動(dòng)力學(xué)中，以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)，這樣使牛頓第二定律表達(dá)式為：Fy0；Fxma.例 3：如圖 2-2-10 所示，兩個(gè)大人和一個(gè)小孩沿河岸拉一條船前進(jìn)，兩個(gè)大人的拉力 F1200 N、F2100 N，方向如圖所示，要使船在河中間平行河岸行駛，試求：(1)小孩對(duì)船施加的最小力是多大？(2)在第(1)問的情況下，船受的拉力的合力為多大

13、？圖 2-2-10審題突破：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩個(gè)方面：(1)船受三個(gè)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時(shí)為最小解：(1)將 F1、F2 正交分解如圖 2-2-11 所示圖 2-2-11船在河中間平行河岸行駛，則 Fy0當(dāng)小孩用力方向與河岸垂直時(shí)用力最小，所以Fy3Fy1Fy2F1sin 30F2sin 6013.4 N用力方向與 Fy2 同向(2)船所受的拉力的合力F合Fx1Fx2F1cos 30F2cos 60223.2 N.題外拓展：此題屬于極值問題，極值問題往往是動(dòng)態(tài)的過程分析，如何把動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化為靜態(tài)是處理此類問題的關(guān)鍵本題巧妙地利用正交分解法使垂直河岸的

14、分力為零，得到小孩的最小拉力，若本題中小孩的力改為由船的發(fā)動(dòng)機(jī)提供，發(fā)動(dòng)機(jī)如何提供一個(gè)最小的力才能使船垂直駛向岸邊？有興趣的同學(xué)可以做一下【觸類旁通】1如圖 2-2-12 所示，一物塊置于水平地面上，當(dāng)用與水平方向成 60角的力 F1 拉物塊時(shí)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)改用與水平方向成 30角的力 F2 推物塊時(shí)，物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)若 F1 和 F2 的大小相等，則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()圖 2-2-12解析：當(dāng)用 F1 拉物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力分析如圖D6 所示，將 F1 正交分解，則水平方向有 F1cos 60Ff1圖 D6豎直方向有 F1sin 60FN1mg其中 Ff1FN

15、1聯(lián)立上式可得 F1同理，當(dāng)用 F2 推物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向有 F2cos 30Ff2豎直方向有 F2sin 30mgFN2其中 Ff2FN2答案：B2(多選)如圖 2-2-13 所示，質(zhì)量為 M 的斜面體 A 放在粗糙水平面上，用輕繩拴住質(zhì)量為 m 的小球 B 置于斜面上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知斜面的傾角及輕繩與豎直方向的夾角均為30.不計(jì)小球與斜面間的摩擦，則( )A輕繩對(duì)小球的作用力大小為mgB斜面對(duì)小球的作用力大小為 mgC斜面體對(duì)水平面的壓力大小為(Mm)gD斜面體與水平面間的摩擦力大小為mg圖 2-2-1333236解析：以 B 為研究對(duì)象，受力如圖 D7 甲所示，由

16、幾何關(guān)系知30.根據(jù)受力平衡可得以斜面體為研究對(duì)象，其受力如圖乙所示甲乙圖 D7故 B、C 選項(xiàng)錯(cuò)誤，A、D 選項(xiàng)正確答案：AD易錯(cuò)點(diǎn) 力的合成與分解中多解的問題例 4：(多選)將一個(gè)已知力分解為兩個(gè)分力時(shí)，下列情況得到唯一解的是()A已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向，求第一個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小B已知兩個(gè)分力的大小，求兩個(gè)分力的方向C已知一分力的大小和方向，求另一個(gè)分力的大小和方向D已知兩個(gè)分力的方向，求這兩個(gè)分力的大小解析：由圖2-2-14 甲知，選項(xiàng)A 不正確由圖乙知，選項(xiàng)B 不正確由平行四邊形法則可以知道C、D 答案正確甲乙圖 2-2-14答案：CD【觸類旁通】3. 如圖 2-2-15 所示，小車水平向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，BC 桿)圖 2-2-15B一定豎直向上D條件不足，無法判斷對(duì)小球的作用力方向?yàn)?A一定沿桿斜向上C一定水平向右答案：D4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(AF1 的大小是唯一的BF2 的方向是唯一的CF2 有兩個(gè)可能的方向DF2 可取任意方向解析：如圖D8 所示，因?yàn)镕230 NFsin 3025 N，以F的矢尖為圓心，以 30 N 為半徑畫一個(gè)圓弧，與 F1 有兩個(gè)交點(diǎn)，這樣F2 有兩種可能的方向，F(xiàn)1 有兩個(gè)可能的大小因此C 正確圖 D8答案：C