高考物理復習零失誤力的合成與分解ppt課件

1、力的合成與分解的方法是矢量的合成與分解的根底，表達了等效思想方法.高考對力的合成與分解的調(diào)查頻繁出現(xiàn)，它通常浸透在平衡問題、運動與力的綜合、動量與能量的綜合題之中，正交分解法是其中的重要考點.主要題型有計算題與選擇題.本講復習要求了解合力與分力的關(guān)系；掌握力的平行四邊形定那么；會求兩個力的合力；可以根據(jù)力的作用效果進展分解并求力；可以用正交分解法求出多個力的合力；能用“圖解法定性分析力的變化情況.復習時，要求掌握求合力的四種常用的方法公式法、平行四邊形法、三角形法、正交分解法；掌握按效果分解的原那么效果確定方向、法那么確定大小；會利用一種特殊類型的力的分解求極值.復習指南1. 下面關(guān)于合力與分

2、力的表達正確的選項是 ()A. 一個物體遭到幾個力的作用，同時也遭到這幾個力的合力的作用B. 幾個力的合力總是大于它各個分力中最小的力C. 一個力分解成兩個分力，可以得到無數(shù)對大小、方向不同的分力D. 合力和它相應的分力可以相互替代CD2. 四個共點力的大小分別為2 N、3 N、4 N、6 N,它們的合力最大值為 15 N ，它們的合力最小值為 0 .【解析】它們的合力最大值Fmax=(2+3+4+6)N=15 N.由于Fm=6N(2+3+4)N,所以它們的合力最小值為0.3. 2019屆長沙市一中模擬題一運發(fā)動舉起了367.5 kg的杠鈴，如右圖所示.杠鈴靜止時，運發(fā)動每個手臂接受的壓力為取

3、g=10 m/s2) ()B1837 23675 2A. NB. N22C. 1837.5ND. 3675 2N【解析】運發(fā)動每個手臂接受的壓力與手臂對扛鈴的支持力是作用力與反作用力，杠鈴處于平衡形狀，其受力與合成如右圖.由幾何關(guān)系得:2Fcos45=G，解得F=1837.5 2N.4. 如右圖所示，直立于地面的電線桿AB，遭到電線AD的程度拉力為2103 N,為使電線桿不致傾斜,用鋼索AC將A端拉住，那么鋼索AC遭到的拉力FAC=N.電線桿在A處遭到(選填“壓力、“拉力)作用,大小為FA=N.4103壓力3.46103【解析】鋼索AC的拉力產(chǎn)生沿程度方向拉桿和沿豎直方向壓桿兩種效果,因此，將

4、其分解如右圖所示.由題意，電線桿不傾斜有FACcos60=2103N,FA=FACsin60解得FAC=4103N，F(xiàn)A=3.46103N.5. 如右圖所示，物體靜止于光滑的程度面上，力F作用于物體O點，現(xiàn)要使合力沿著OO方向，那么，必需同時再加一個力F，這個力的最小值是B【解析】由上圖可知，F(xiàn)的最小值是Fsin,即B正確.A. FcosB. FsinC. FtanD. Fcot一、合力與分力的關(guān)系1. 等效關(guān)系:合力與它的分力產(chǎn)生的作用效果完全一樣.2. 滿足力的平行四邊形定那么:對角線對應合力、兩鄰邊對應兩分力(它還可衍生三角形定那么).3. 可相互替代:在研討力的作用效果時可以相互替代,

5、表達了等效思想.(1)用合力替代分力,要用到力的合成;(2)用分力替代合力,要用到力的分解.二、合力公式及其推論知F1、F2及合力公式：推論：三、力的分解(知合力求分力的大小與方向)1. 力的有效分解的原那么:由合力產(chǎn)生的實踐效果確定分力的方向,由平行四邊形定那么確定分力的大小.2. 力的分解的三種類型: (1)知合力和兩個分力的方向,求兩個分力的大小.(有獨一解)(2)知合力和一個分力的大小與方向,求另一分力的大小和方向.(有獨一解)(3)知合力、一個分力F1的大小與另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小.(當F1=Fsin時,有獨一解;當FsinF1F時,有兩個解; 當F1F時,分解

6、是獨一的)3. 力的正交分解法:將知力按相互垂直的兩個方向進展分解的方法.其目的是將不同方向的矢量運算簡化為同不斷線上的代數(shù)運算.探求點一合力與分力的圖示例11)指出圖1-3-7所示每幅圖中的合力與分力，并闡明它們的關(guān)系.(2)如右圖所示是力的平行四邊形定那么表示圖.假設力F1、F2大小不變，F(xiàn)1的方向可在0180范圍內(nèi)變化,以D為圓心，以F1的大小AB為半徑畫半圓.那么半圓上任一點與點A的連線表示怎樣的物理意義？并結(jié)合該圖談談合力與分力的關(guān)系.【解析】1每幅圖中的合力與分力及其關(guān)系分別是：圖A：由平行四邊形定那么可知，力F1、F2的合力為F3.圖B：由三角形定那么可知，力F1、F2的合力為F

7、3.圖C：由三角形定那么可知，力F1、F3的合力為F2.圖D：由三角形定那么可知，力F1、F2、F3的合力為零.2)兩個不共線的共點力與它們的合力構(gòu)成三角形，分力和合力的關(guān)系實踐上就是三角形的一個邊和其他兩邊的關(guān)系，題中所講的半圓上任一點與點A的連線表示F1、F2的合力.根據(jù)三角形兩邊之和應大于第三邊.兩邊之差小于第三邊，同時思索到兩個分力同向或反向的情況.當兩個分力同向時均指向正右邊，有最長的合力線段，其大小為F合=F1+F2；當兩個分力反向時F2指向正右邊、F1指向正左邊，有最短的合力線段，其大小為F合=F1-F2.故合力與分力的大小關(guān)系為：F1-F2F合F1+F2.【點評】深化了解平行四

8、邊形定那么與三角形定那么是解答此題的關(guān)鍵.合力的取值范圍也可經(jīng)過公式得到.2212122cosFFFFF變式題如右圖所示，AB為半圓的一條直徑, AO=OB，P點為圓周上的一點，在P點作用了三個共點力F1、F2、F3，知F2，那么它們的合力為.【解析】由題意可知，三個共點力F1、F2、F3的大小、方向，相互之間的夾角均不明確，因此，運用力的合成公式求解，是不能夠求得合力的，這就必需運用幾何方法求合力，思索問題時，應著重分析圓的幾何特點.如右圖所示，將半圓補成完好的圓，延伸PO交圓周于C點，銜接AC、BC，易知：四邊形PACB為平行四邊形.所以，F(xiàn)1、F3的合力為2F2，那么這三個力的合力為3F

9、2.【點評】此題注重數(shù)形結(jié)合，調(diào)查利用數(shù)學知識分析物理問題的才干.其中在力的圖示中，凡涉及到特殊幾何圖形，一定要利用特殊幾何圖形的幾何特征求解有關(guān)力的大小.【答案】 3F2探求點二求合力的方法與技巧例2如右圖所示，有五個力作用于同一點O，表示這五個力的有向線段恰分別構(gòu)成一個正六邊形的兩鄰邊和三條對角線.知F1=10N，試用多種方法求這五個力的合力.【解析】方法一：利用平行四邊形定那么求解將F5與F2、F4與F3合成，作出平行四邊形如右圖所示，它們的對角線對應的力的大小均等于F1，故這五個力的合力大小為3F1=30N.方法二：利用三角形法求解將力F2、F3平移到F5與F1、F4與F1的末端之間，

10、如右圖所示.F3、F4的合力等于F1,F5、F2的合力等于F1,這五個力的合力大小為3F1=30 N.方法三：利用正交分解法求解將力F2、F3、F4、F5沿F1方向和垂直F1的方向分解，如右圖所示.根據(jù)對稱性知Fy=0， 合力F=Fx， F=2F2cos60+2F4cos30+F1=30 N.方法四：利用公式法求解因F1=10N，由幾何關(guān)系不難求出，F(xiàn)5=F4=N、F2=F3=5N,將F5與F4、F2與F3組合求它們的合力，它們的夾角分別為60和120，由于兩個相等力的合力可由公式F合=2Fcos，故它們的合力的大小為5N與15N,方向沿F1的方向，所以這五個力的合力為30N.【點評】上述四種

11、求合力的方法是中學階段常用的四種方法，除此之外，常用的還有利用加速度求解的方法.25 3探求點三力的效果分解法例3試作圖，對以下圖中各物體的重力mg或作用力F進展有效分解，并求出其分力的大小.【解析】圖A中，如右圖所示，F(xiàn)的作用效果是使楔子向兩個側(cè)面擠壓木材,由直角三角形知識知：(1)圖A中，用豎直向下的作用力F將頂角為的楔子，釘入木頭中.(2)圖B中，用兩輕繩OA與AB懸掛一個重球，現(xiàn)將AB繩剪斷的瞬間.(3)圖C中，將重為mg的小球穿在光滑的桿AB上，并用輕繩OC拉住.圖B中，如右圖所示,剪斷拉繩AB的瞬時，重力的作用效果:1繼續(xù)對繩OA產(chǎn)生拉力F1;2改動小球的運動形狀,使之開場繞O點做

12、圓周運動.由圖知：F1=mgcos，F(xiàn)2=mgsin.圖C中，如右圖所示，重力既使物體拉緊細繩，又使本身壓緊桿AB，在mg、12,.tansinFFFF1212sin(90)sinsin(90)sincos(),.coscosFFmgmgmgFF所以【點評】一個力的分解有無數(shù)個分解方法，其中符合實踐的有效分解具有獨一性.對力進展有效分解時要留意分解的步驟與原那么.分解時，普通先思索分力的方向，再思索分力的大小.其中，分力的方向是由力的作用效果確定，分力的大小由平行四邊形定那么確定.F1、F2所組成的封鎖三角形中，由正弦定理得：探求點四利用力的分解求極值例4如右圖所示.知質(zhì)量為m、電荷為q的小球

13、，在勻強電場中由靜止釋放后沿直線OP向斜下方運動OP和豎直方向成角,那么所加勻強電場的場強E的最小值是多少？【解析】根據(jù)題意，釋放后小球所受合力的方向必為OP方向.它的一個分力為重力，另一個分力為電場力，其中，合力與兩個分力應構(gòu)成一個力的三角形.用三角形定那么從上圖中不難看出：重力矢量OG的大小方向確定后，合力F的方向確定為OP方向，而電場力Eq的矢量起點必需在G點,終點必需在OP射線上.在圖中畫出一組能夠的電場力，不難看出，只需當電場力方向與OP方向垂直時Eq才會最小,所以E也最小,有【點評】此題涉及到了一種很典型的力的分解，在習題中出現(xiàn)的頻率較高，普通涉及三個力的作用，其中一個力的大小與方

14、向不變，所求量為其中一個力的最小值.在利用力的分解時，可運用三角形定那么作出力的動態(tài)變化的系列三角形，當其中一個分力與合力垂直時，這個分力取最小值.sin.mgEq變式題在“驗證力的平行四邊形定那么的實驗中,使b彈簧測力計按如右圖所示位置開場順時針緩慢轉(zhuǎn)動，在這一過程中堅持O點位置不變和a彈簧測力計的拉伸方向不變，那么在整個過程中關(guān)于a、b彈簧測力計的讀數(shù)變化是A. a增大，b減小B. a減小，b增大減小C. a減小，b先增大后減小D. a減小，b先減小后增大【解析】以結(jié)點O為研討對象，由于O點的位置不變,所以，橡皮條的拉力大小一定,方向一定,對應的力為合力. 兩個彈簧秤的彈力為分力，合力與兩個分力應構(gòu)成一個力的三角形.又a彈簧秤的彈力方向一定，只需b彈簧秤的彈力大小方向均改動，故此題采用三角形定那么的圖解法較簡單.