高中物理必修力的合成與分解教學(xué)課件151

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6N與8N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1NB.可以等于6NC.一定大于6ND.一定小于14N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2-2-2

C.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：F1sin45°＝F2sin60°，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：F1sin45°＝F2cosθ；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θ減小，cosθ增大，所以F2減小，在豎直方向，根據(jù)平衡條件：F1sin45°＋F2sinθ＝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θ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]|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，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|F1－F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1＋F2.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F1＋F2＋F3. 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0≤F≤F1＋F2＋F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一個(gè)大C.若F1∶F2∶F3＝3∶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F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零重力分解為使物體沿斜面向下的分力F1＝mgsinα和使物體壓緊斜面的分力F2＝mgcosα重力分解為使球壓緊擋板的分力F1＝mgtanα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F1＝mgtanα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F1＝F2＝(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a＝0.5m，b＝0.05m，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3Fcos30°＝mg，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)F<|F1－F2|或F>F1＋F2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0<θ<90°時(shí)有三種情況：①當(dāng)F1＝Fsinθ或F1>F時(shí)，有一組解；②當(dāng)F1<Fsinθ時(shí)，無解；③當(dāng)Fsinθ<F1<F時(shí)，有兩組解.若90°≤θ≤180°，僅F1>F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50N，分力F1

的方向)與合力F的方向成30°角，分力F2的大小為30N，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)F2＝F20＝25N時(shí)，F(xiàn)1的大小是唯一的，F(xiàn)2的方向也是唯一的.因F2＝30N＞F20＝25N，所以F1的大小有兩個(gè)，即F′1和F″1，F(xiàn)2的方向也有兩個(gè)，即F′2的方向和F″2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