2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用第2講力的合成與分解課件新人教版

1、第第2講力的合成與分解講力的合成與分解知識(shí)梳理知識(shí)梳理 自測(cè)鞏固自測(cè)鞏固1合力與分力合力與分力(1)定義：如果一個(gè)力定義：如果一個(gè)力_跟幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用產(chǎn)生的效果相同，跟幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這一個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的這一個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的_，原來(lái)那幾個(gè)力叫做，原來(lái)那幾個(gè)力叫做_。(2)關(guān)系：合力和分力是關(guān)系：合力和分力是_的關(guān)系。的關(guān)系。力的合成與分解力的合成與分解知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1產(chǎn)生的效果產(chǎn)生的效果合力合力分力分力等效替代等效替代2共點(diǎn)力共點(diǎn)力作用在物體的作用在物體的_，或作用線的，或作用線的_交于一點(diǎn)的力。如下圖所示交于一點(diǎn)的力。如下圖所示均是共點(diǎn)力。均是共點(diǎn)力。同一點(diǎn)同一點(diǎn)

2、延長(zhǎng)線延長(zhǎng)線3力的合成力的合成(1)定義：求幾個(gè)力的定義：求幾個(gè)力的_的過(guò)程。的過(guò)程。(2)運(yùn)算法則運(yùn)算法則平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的_的合力，可以用表示這兩個(gè)的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊做平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的力的線段為鄰邊做平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的_和和_。如圖甲所示。如圖甲所示。三角形定則：把兩個(gè)矢量三角形定則：把兩個(gè)矢量_，從而求出合矢量的方法。如圖乙所，從而求出合矢量的方法。如圖乙所示。示。合力合力共點(diǎn)力共點(diǎn)力大小大小方向方向首尾相接首尾相接特別提醒：特別提醒：(1)兩個(gè)分力一定時(shí)，夾角兩個(gè)

3、分力一定時(shí)，夾角越大，合力越小。越大，合力越小。(2)合力一定時(shí)，兩等大分力的夾角合力一定時(shí)，兩等大分力的夾角越大，兩分力越大。越大，兩分力越大。(3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力。合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力。4力的分解力的分解(1)定義：求一個(gè)已知力的定義：求一個(gè)已知力的_的過(guò)程。的過(guò)程。(2)遵循原則：遵循原則：_定則或定則或_定則。定則。(3)分解方法：按力產(chǎn)生的分解方法：按力產(chǎn)生的_分解；正交分解。分解；正交分解。分力分力平行四邊形平行四邊形三角形三角形效果效果思考：思考：如圖如圖所示，物體受到四個(gè)力作用，它們分別分布在兩條互相垂直的所示，物體受到四個(gè)力作

4、用，它們分別分布在兩條互相垂直的直線上，且直線上，且f15 n，f28 n，f37 n，f411 n。(1)f1和和f2的合力是多少？的合力是多少？f3和和f4的合力又是多少？的合力又是多少？(2)這四個(gè)力的合力是多大呢？總結(jié)該題求合力的最合理的方這四個(gè)力的合力是多大呢？總結(jié)該題求合力的最合理的方法。法。答案答案(1)3 n，方向與力，方向與力f2相同；相同；4 n，方向與，方向與f4方向相同方向相同(2)5 n；先求；先求f1和和f2的合力的合力f12，再求，再求f3和和f4的合力的合力f34，再求，再求f12和和f34的合力。的合力。1矢量矢量既有大小又有既有大小又有_的量，相加時(shí)遵從的量

5、，相加時(shí)遵從_。2標(biāo)量標(biāo)量只有大小只有大小_方向的量，求和時(shí)按方向的量，求和時(shí)按_相加。相加。矢量和標(biāo)量矢量和標(biāo)量知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2方向方向平行四邊形定則平行四邊形定則沒有沒有代數(shù)法則代數(shù)法則思維診斷：思維診斷：(1)兩個(gè)力的合力一定大于任何一個(gè)分力。兩個(gè)力的合力一定大于任何一個(gè)分力。()(2)不考慮力的實(shí)際效果時(shí)，一個(gè)力可以對(duì)應(yīng)無(wú)數(shù)對(duì)分力。不考慮力的實(shí)際效果時(shí)，一個(gè)力可以對(duì)應(yīng)無(wú)數(shù)對(duì)分力。()(3)將一個(gè)力將一個(gè)力f分解為兩個(gè)力分解為兩個(gè)力f1、f2，f是物體實(shí)際受到的力。是物體實(shí)際受到的力。()(4)合力與分力可以同時(shí)作用在物體上。合力與分力可以同時(shí)作用在物體上。()(5)2 n的力能夠分解成的

6、力能夠分解成6 n和和3 n的兩個(gè)分力。的兩個(gè)分力。()(6)合力是阻力，它的每一個(gè)分力都是阻力。合力是阻力，它的每一個(gè)分力都是阻力。()(7)位移是矢量，相加時(shí)可以用算術(shù)法直接求和。位移是矢量，相加時(shí)可以用算術(shù)法直接求和。()ad解析解析本題借助古文化知識(shí)考查牛頓第三定律與力的分解問(wèn)題。耩使用鐵本題借助古文化知識(shí)考查牛頓第三定律與力的分解問(wèn)題。耩使用鐵尖，根據(jù)力的分解可知，當(dāng)鐵尖作用于土?xí)r，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)分力作用，使土容易向兩尖，根據(jù)力的分解可知，當(dāng)鐵尖作用于土?xí)r，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)分力作用，使土容易向兩側(cè)翻動(dòng)，起到側(cè)翻動(dòng)，起到“起土起土”作用，故作用，故a正確；繩對(duì)耩的拉力和耩對(duì)繩的力是一對(duì)相互作正確

7、；繩對(duì)耩的拉力和耩對(duì)繩的力是一對(duì)相互作用力，二者等大、反向，故用力，二者等大、反向，故b、c錯(cuò)誤；研究耩的運(yùn)動(dòng)時(shí)，耩受到重力、阻力和繩錯(cuò)誤；研究耩的運(yùn)動(dòng)時(shí)，耩受到重力、阻力和繩的拉力作用，其在水平方向運(yùn)動(dòng)，故需將繩的拉力沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分的拉力作用，其在水平方向運(yùn)動(dòng)，故需將繩的拉力沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解。解。2(2020重慶南開中學(xué)檢測(cè)重慶南開中學(xué)檢測(cè))如圖所示，某質(zhì)點(diǎn)在共點(diǎn)力如圖所示，某質(zhì)點(diǎn)在共點(diǎn)力f1、f2、f3作用下處作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將f1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60，其他力均保持不變，那么該質(zhì)點(diǎn)所受合力大，其他力均保持不變，那么該質(zhì)點(diǎn)所受合力大小為小為(

8、)af1 bf2f1cf3 df1f3a解析解析本題考查已知分力大小和方向計(jì)算合力大小。三力平衡時(shí)任意兩個(gè)力本題考查已知分力大小和方向計(jì)算合力大小。三力平衡時(shí)任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向、共線，故除的合力與第三個(gè)力等大、反向、共線，故除f1外的兩個(gè)力外的兩個(gè)力f2、f3的合力大小等于的合力大小等于f1，方向與，方向與f1相反；現(xiàn)將相反；現(xiàn)將f1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60，根據(jù)平行四邊形定則可知，兩個(gè)大小，根據(jù)平行四邊形定則可知，兩個(gè)大小均為均為f1且互成且互成120角的力合成時(shí)，合力在兩個(gè)分力的角平分線上，大小等于分力角的力合成時(shí)，合力在兩個(gè)分力的角平分線上，大小等于分力f1，故此時(shí)質(zhì)點(diǎn)

9、所受到的合力大小為，故此時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受到的合力大小為f1，故選，故選a。3(2019吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)四模吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)四模)如圖所示，一物塊在斜向下的推如圖所示，一物塊在斜向下的推力力f的作用下沿光滑的水平地面向右運(yùn)動(dòng)，那么物塊受到的地面的支的作用下沿光滑的水平地面向右運(yùn)動(dòng)，那么物塊受到的地面的支持力與推力持力與推力f的合力方向是的合力方向是()a水平向右水平向右 b向上偏右向上偏右c向下偏左向下偏左 d豎直向下豎直向下b核心考點(diǎn)核心考點(diǎn) 重點(diǎn)突破重點(diǎn)突破考點(diǎn)一考點(diǎn)一1共點(diǎn)力合成的常用方法共點(diǎn)力合成的常用方法(1)作圖法：從力的作用點(diǎn)起，按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力作圖法：從力的作用點(diǎn)起，按同一標(biāo)度作出兩

10、個(gè)分力f1和和f2的圖示，再以的圖示，再以f1和和f2的圖示為鄰邊作平行四邊形，畫出過(guò)作用點(diǎn)的對(duì)角線，量出對(duì)角線的長(zhǎng)度，計(jì)的圖示為鄰邊作平行四邊形，畫出過(guò)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(如圖所示如圖所示)。力的合成力的合成(2)計(jì)算法：幾種特殊情況的共點(diǎn)力合成計(jì)算法：幾種特殊情況的共點(diǎn)力合成(3)三角形定則：將表示兩個(gè)力的圖示三角形定則：將表示兩個(gè)力的圖示(或示意圖或示意圖)保持原來(lái)的方向依次首尾相保持原來(lái)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。平

11、行四邊形定則接，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。平行四邊形定則與三角形定則的關(guān)系如圖甲、乙所示。與三角形定則的關(guān)系如圖甲、乙所示。2合力大小的范圍合力大小的范圍(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成：兩個(gè)共點(diǎn)力的合成：|f1f2|ff1f2。即兩個(gè)力的大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí)，合力即兩個(gè)力的大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí)，合力最小，為最小，為|f1f2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為f1f2。(2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成三個(gè)共點(diǎn)力的合成三個(gè)力共線且同向時(shí)，其合力最大為三個(gè)力共線且同向時(shí)，其合力最大為ff1f2f3。以這

12、三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力最小值為零，以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力最小值為零，若不能組成封閉的三角形，則合力最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力若不能組成封閉的三角形，則合力最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力的大小之和。的大小之和。(2020濟(jì)寧模擬濟(jì)寧模擬)如圖所示是剪式千斤頂，當(dāng)搖動(dòng)把手時(shí)，螺紋軸就能如圖所示是剪式千斤頂，當(dāng)搖動(dòng)把手時(shí)，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起。當(dāng)車輪剛被頂起時(shí)汽車對(duì)千斤頂?shù)膲毫ζ仁骨Ы镯數(shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起。當(dāng)車輪剛被頂起時(shí)汽車對(duì)千斤頂?shù)膲毫闉?.0105 n，此時(shí)千斤頂兩臂間的

13、夾角為，此時(shí)千斤頂兩臂間的夾角為120，則下列判斷正確的是，則下列判斷正確的是()a此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為5.0104 nb此時(shí)千斤頂對(duì)汽車的支持力大小為此時(shí)千斤頂對(duì)汽車的支持力大小為2.0105 nc若繼續(xù)搖動(dòng)把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將增大若繼續(xù)搖動(dòng)把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將增大d若繼續(xù)搖動(dòng)把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將減小若繼續(xù)搖動(dòng)把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將減小d例例 1解析解析千斤頂受到的壓力大小等于兩臂受到的壓力的合力，由于夾角千斤頂受到的壓力大小等于兩臂受到的壓力的合力，由于夾角120，所以兩臂受到的壓力大小均為，所以兩臂受到

14、的壓力大小均為1.0105 n，a錯(cuò)誤；由牛頓第三定律可知，錯(cuò)誤；由牛頓第三定律可知，千斤頂對(duì)汽車的支持力大小為千斤頂對(duì)汽車的支持力大小為1.0105 n，b錯(cuò)誤；若繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂間的夾角錯(cuò)誤；若繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂間的夾角減小，而合力不變，故兩分力減小，即兩臂受到的壓力減小，減小，而合力不變，故兩分力減小，即兩臂受到的壓力減小，c錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，d正確。正確。ad考點(diǎn)二考點(diǎn)二力的分解的兩種常用方法力的分解的兩種常用方法1按力的效果分解按力的效果分解(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。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)際分力方向畫出平行四邊形。再根據(jù)兩個(gè)

15、實(shí)際分力方向畫出平行四邊形。(3)最后由三角形知識(shí)求出兩分力的大小。如圖所示，物體的最后由三角形知識(shí)求出兩分力的大小。如圖所示，物體的重力重力g按產(chǎn)生的效果分解為兩個(gè)分力，按產(chǎn)生的效果分解為兩個(gè)分力，f1使物體下滑，使物體下滑，f2使物體使物體壓緊斜面。壓緊斜面。力的分解力的分解2正交分解法正交分解法(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。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)建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，在靜力學(xué)中，以少分解建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則力和容易分解力為原則(即盡量多的力

16、在坐標(biāo)軸上即盡量多的力在坐標(biāo)軸上)；在動(dòng)力學(xué)中，以加速度方向和；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)系。垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系。(3)方法：物體受到多個(gè)力作用方法：物體受到多個(gè)力作用f1、f2、f3，求合力，求合力f時(shí)，可把各力沿相互垂時(shí)，可把各力沿相互垂直的直的x軸、軸、y軸分解。軸分解。如圖所示，電燈的重力如圖所示，電燈的重力g10 n，ao繩與頂板間的夾角為繩與頂板間的夾角為45，bo繩水平，繩水平，ao繩的拉力為繩的拉力為fa，bo繩的拉力為繩的拉力為fb，則，則fa、fb各為多大？各為多大？(盡量用多種盡量用多種方法解題方法解題)例例 2解析解析解法一：

17、效果分解法解法一：效果分解法燈的重力在結(jié)點(diǎn)燈的重力在結(jié)點(diǎn)a處產(chǎn)生了兩個(gè)效果，一是沿處產(chǎn)生了兩個(gè)效果，一是沿ao向下的拉緊向下的拉緊ao的分力的分力f1，二，二是沿是沿bo向左的拉緊向左的拉緊bo的分力的分力f2，畫出平行四邊形如圖所示：，畫出平行四邊形如圖所示：規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總結(jié)：力的合成與分解方法的選擇力的合成與分解方法的選擇力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常見的解題方法，一般情況下，物力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常見的解題方法，一般情況下，物體只受三個(gè)力且合力為零的情形下，力的效果分解法、合成法解題較為簡(jiǎn)單，在三體只受三個(gè)力且合力為零的情形下，力的效果分解法、合成法解題較為

18、簡(jiǎn)單，在三角形中找?guī)缀侮P(guān)系，利用幾何關(guān)系或三角形相似求解；而物體受三個(gè)以上力的情況角形中找?guī)缀侮P(guān)系，利用幾何關(guān)系或三角形相似求解；而物體受三個(gè)以上力的情況多用正交分解法，但也要視題目具體情況而定。多用正交分解法，但也要視題目具體情況而定。類題演練類題演練2(2019江門模擬江門模擬)如圖所示，放在斜面上的物體受到垂直于斜面向上的力如圖所示，放在斜面上的物體受到垂直于斜面向上的力f作用作用始終保持靜止，當(dāng)力始終保持靜止，當(dāng)力f逐漸減小后，下列說(shuō)法正確的是逐漸減小后，下列說(shuō)法正確的是()a物體受到的摩擦力保持不變物體受到的摩擦力保持不變b物體受到的摩擦力逐漸增大物體受到的摩擦力逐漸增大c物體受到的

19、合力減小物體受到的合力減小d物體對(duì)斜面的壓力逐漸減小物體對(duì)斜面的壓力逐漸減小a階段培優(yōu)階段培優(yōu) 查缺補(bǔ)漏查缺補(bǔ)漏力的合成中兩類最小值問(wèn)題力的合成中兩類最小值問(wèn)題 例例 3bc解析解析本題考查平衡中的極值問(wèn)題。靜止時(shí)將三球視為一個(gè)整體，重力為本題考查平衡中的極值問(wèn)題。靜止時(shí)將三球視為一個(gè)整體，重力為3mg，由平行四邊形定則分析可知，當(dāng)作用于，由平行四邊形定則分析可知，當(dāng)作用于c球上的力球上的力f垂直于垂直于oa時(shí)，時(shí)，f最小，由最小，由正交分解法知，水平方向正交分解法知，水平方向fmincos 30tsin 30，豎直方向，豎直方向fminsin 30tcos 303mg，解得，解得fmin1.

20、5mg。故選。故選c。例例 4c2年高考年高考 模擬訓(xùn)練模擬訓(xùn)練a2(2019江蘇，江蘇，2)如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對(duì)如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對(duì)氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為，繩的拉力為，繩的拉力為t，則，則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為()c解析解析對(duì)氣球，受力分析如圖所示，將繩的拉力對(duì)氣球，受力分析如圖所示，將繩的拉力t分解，在水平方分解，在水平方向：風(fēng)對(duì)氣球的作用力大小向：風(fēng)對(duì)氣球的作用力大小ftsin ，選項(xiàng)，選項(xiàng)c正確。正確。3(2019天津，天津，2)2018年年10月月23日

21、，港珠澳跨海大橋正式日，港珠澳跨海大橋正式開通。為保持以往船行習(xí)慣，在航道處建造了單面索開通。為保持以往船行習(xí)慣，在航道處建造了單面索(所有鋼索所有鋼索均處在同一豎直面內(nèi)均處在同一豎直面內(nèi))斜拉橋，其索塔與鋼索如圖所示。下列說(shuō)斜拉橋，其索塔與鋼索如圖所示。下列說(shuō)法正確的是法正確的是()ca增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力b為了減小鋼索承受的拉力，可以適當(dāng)降低索塔的高度為了減小鋼索承受的拉力，可以適當(dāng)降低索塔的高度c索塔兩側(cè)鋼索對(duì)稱且拉力大小相同時(shí)，鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下索塔兩側(cè)鋼索對(duì)稱且拉力大小相同時(shí)，鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下d為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下，索塔兩側(cè)的鋼索必須對(duì)稱分布為了使索塔