高考物理一輪全程-2-2-力的合成與分解課件

1.溫故自查1．力的合成(1)合力：如果幾個(gè)力同時(shí)作用于一個(gè)物體，我們可以求出這樣一個(gè)力，這個(gè)力產(chǎn)生的

跟原來(lái)幾個(gè)力共同產(chǎn)生的

相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力．可見(jiàn)，合力與原來(lái)幾個(gè)力是

的關(guān)系．效果效果等效替代2.(2)力的合成：

叫做力的合成．(3)共點(diǎn)力：特征是作用線“共點(diǎn)”，而不一定是力的作用點(diǎn)“共點(diǎn)”．求幾個(gè)力的合力3.2．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

作平行四邊形，它的

(在兩個(gè)有向線段F1、F2之間)就表示合力的大小和方向，如圖所示．對(duì)角線鄰邊4.考點(diǎn)精析1．合力的大小及方向已知兩共點(diǎn)力的大小分別為F1、F2，其方向之間的夾角為θ，由圖知合力的大小為討論：(1)在F1、F2大小不變的情況下，F(xiàn)1、F2之間的夾角θ越大，合力F越小；θ越小，合力F越大．5.(2)當(dāng)θ＝0°時(shí)，F(xiàn)＝F1＋F2，為F的最大值當(dāng)θ＝120°且F1＝F2時(shí)，F(xiàn)＝F1＝F2當(dāng)θ＝180°時(shí)，F(xiàn)＝|F1－F2|，為F的最小值(3)合力的變化范圍為|F1－F2|≤F≤F1＋F2合力可以大于分力，可以等于分力，也可以小于分力6.2．三角形定則與多邊形定則(1)三角形定則根據(jù)平行四邊形定則，合力和兩個(gè)分力必構(gòu)成一個(gè)封閉的矢量三角形，叫做力的三角形定則．如圖甲所示．(2)多邊形定則：由三角形定則可推廣到多個(gè)力的合成情況：由共點(diǎn)O順次首尾相連作出各力的圖示，然后由共點(diǎn)O向最后一個(gè)力的末端所引的圖示即為要求的合力．如圖乙所示.7.溫故自查1．分力：如果一個(gè)力作用在物體上產(chǎn)生的效果和其他

共同作用在該物體上產(chǎn)生的效果

，這幾個(gè)力就叫做那個(gè)力的分力．顯然，這幾個(gè)力與那個(gè)力也是關(guān)系．2．力的分解：

叫做力的分解．幾個(gè)力相同等效替代求一個(gè)已知力的分力8.考點(diǎn)精析1．沒(méi)有實(shí)際限制的力的分解，見(jiàn)下表：已知條件示意圖解的情況已知合力和兩個(gè)分力的方向已知合力和兩個(gè)分力的大小有兩解或無(wú)解(當(dāng)|F1－F2|>F或F>F1＋F2時(shí)無(wú)解)9.已知條件示意圖解的情況已知合力和一個(gè)分力的大小和方向有惟一解10.已知條件示意圖解的情況已知合力和一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向當(dāng)0°<θ<90°時(shí)有三種情況：(圖略)(1)當(dāng)F1＝Fsinθ或F1>F時(shí)，有一組解(2)當(dāng)F1<Fsinθ時(shí)，無(wú)解(3)當(dāng)Fsinθ<F1<F時(shí)，有兩組解當(dāng)90°≤θ≤180°時(shí)，僅F1>F時(shí)，有一組解，其余情況無(wú)解11.2.力的兩種分解法(1)力的效果分解法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)際分力方向畫(huà)出平行四邊形．③最后由平行四邊形知識(shí)求出兩分力的大小和方向．12.(2)正交分解法：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)力作用時(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，然后分別求每個(gè)方向上力的代數(shù)和，把復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為互相垂直方向上的簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算．其方法如下：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)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上．13.②正交分解各力，即分別將各力投影在坐標(biāo)軸上，然后求各力在x軸和y軸上的分力的合力Fx和Fy：Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…，F(xiàn)y＝F1y＋F2y＋F3y＋…14.命題規(guī)律根據(jù)平行四邊形定則或矢量三角形定則、正交分解法對(duì)各分力進(jìn)行合成．15.[考例1]如圖甲所示，有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)O，表示這五個(gè)力的有向線段恰好分別是構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線．已知F3＝10N，則這五個(gè)力的合力大小為_(kāi)_______N.16.[解析]方法一：根據(jù)正六邊形的對(duì)邊平行且相等和三角形定則可知：F2和F5的合力等于F3；F1和F4的合力也等于F3，所以這5個(gè)力的合力等于3F3＝30N.17.方法二：由對(duì)稱性知，F(xiàn)1和F5的夾角為120°，它們的大小相等，合力在其夾角的平分線上，合力的大小等于其分力的大小，故力F1和F5的合力F15＝

＝5N.如圖乙所示．同理，F(xiàn)2和F4的合力大小也在其角平分線上，由圖中幾何關(guān)系可知：F24＝F3＋F1＝15N.故這五個(gè)力的合力F＝F3＋F15＋F24＝30N.18.方法三：利用正交分解法將力F1、F2、F4、F5沿F3方向和垂直F3的方向分解，如圖丙所示．根據(jù)對(duì)稱性知Fy＝0，合力F＝Fx＝3F3＝30N.[答案]30 19.[總結(jié)評(píng)述](1)力的合成或力的分解過(guò)程，實(shí)際上是等效變換的過(guò)程．(2)正確選擇直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向．從理論上講使用正交分解法，直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向的選定是任意的，但在處理具體問(wèn)題時(shí)，選擇較為合理的坐標(biāo)軸方向，可使問(wèn)題的解法簡(jiǎn)化．20.如圖所示，物體m與斜面體M一起靜止在水平面上．若將斜面的傾角θ稍微增大一些，且物體m仍靜止在斜面上，則 ()21.A．斜面體對(duì)物體的作用力變小B．斜面體對(duì)物體的摩擦力變大C．水平面與斜面體間的摩擦力變大D．水平面與斜面體間的摩擦力變小22.[解析]斜面體對(duì)物體的作用力為斜面體對(duì)物體的支持力與摩擦力的合力，由于物體處于靜止，因此斜面體對(duì)物體的作用力與重力等大反向，由于θ稍微增大一些后，物體仍靜止在斜面上，因此斜面體對(duì)物體的作用力與重力仍等大反向，斜面體對(duì)物體的作用力不變，A錯(cuò)誤；斜面體對(duì)物體的靜摩擦力等于物體重力沿斜面向下的分力，即等于mgsinθ，若θ稍微增大一些，摩擦力增大，B正確；對(duì)整體研究，整體沿水平方向不受其他外力，沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)，因此水平面與斜面體間的摩擦力為零，C、D錯(cuò)誤．[答案]B23.命題規(guī)律根據(jù)力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解，考查力的分解方法的運(yùn)用．24.[考例2]某壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其中B點(diǎn)為固定鉸鏈，若在A鉸鏈處作用一垂直于壁的力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)．壓榨機(jī)的尺寸如圖甲所示，l＝0.5m，b＝0.05m.求物體D所受壓力的大小是F的多少倍？25.[解析]按力F的作用效果沿AC、AB方向分解為F1、F2，如圖乙所示，則26.按力F1的作用效果沿水平向左和豎直向下分解為FN′、FN，如圖丙所示，則FN＝F1sinθ，以上各式聯(lián)立解得FN＝5F.所以物體D所受壓力的大小是F的5倍．[答案]物體D所受壓力的大小是F的5倍27.[總結(jié)評(píng)述]解題基本思路28.如圖所示，用一個(gè)輕質(zhì)三角支架懸掛重物，已知AB桿所能承受的最大壓力為2000N，AC繩所能承受最大拉力為1000N，α＝30°，為不使支架斷裂，求懸掛的重物應(yīng)滿足的條件？29.[解析]設(shè)兩分力為F1、F2，畫(huà)出的平行四邊形如右圖所示．30.當(dāng)懸掛物重力增加時(shí)，對(duì)AC繩的拉力將先達(dá)到最大值，所以為不使三角架斷裂，計(jì)算中應(yīng)以AC繩中拉力達(dá)到最大值為依據(jù)，即取F2＝F2m＝1000N，于是得懸掛物的重力應(yīng)滿足的條件為Gm≤F2sin30°＝500N.[答案]≤500N31.命題規(guī)律對(duì)多力作用的物體進(jìn)行力的合成時(shí)利用正交分解法求解方便、準(zhǔn)確，特別是對(duì)力分解或合成時(shí)三角形不是直角三角形的情景更為實(shí)用．考查靈活運(yùn)用正交分解法解決力的合成與分解，一般是以選擇題或計(jì)算題形式出現(xiàn)．

32.[考例3]如圖所示，一個(gè)重為G的木箱放在水平地面上，木箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，用一個(gè)與水平方向成θ角的推力F推動(dòng)木箱沿地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則推力的水平分力等于 ()33.[解析]

F1＝F·cosθ，選AF·cosθ＝μN(yùn)＝μ(F2＋G)＝μ(F·sinθ＋G)[答案]AC34.在傾角為α的斜面上，一條質(zhì)量不計(jì)的皮帶一端固定在斜面上端，另一端繞過(guò)一中間有一圈凹槽的圓柱體，并用與斜面夾角為β的力F拉住，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．不計(jì)一切摩擦，圓柱體質(zhì)量為m，求拉力F的大小和斜面對(duì)圓柱體的彈力N的大?。?5.某同學(xué)分析過(guò)程如下：將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解．沿斜面方向：Fcosβ＝mgsinα①沿垂直于斜面方向：Fsinβ＋N＝mgcosα②問(wèn)：你同意上述分析的過(guò)程嗎？若同意，按照這種分析方法求出F及N的大?。蝗舨煌?，指明錯(cuò)誤之處并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果．36.[解析]不同意．平行于斜面的皮帶對(duì)圓柱體也有力的作用．因此圓柱體受力如圖所示．將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解后，建立平衡方程，沿斜面方向受力平衡：Fcosβ＋F＝mgsinα③37.沿垂直于斜面方向：Fsinβ＋N＝mgcosα將④代入上式，解得：38.命題規(guī)律判斷物體所受某個(gè)力的最小力利用圖解法方便、直觀．特別是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題中常用圖解法求解．考查力的三角形的靈活運(yùn)用，常以選擇題或計(jì)算題的形式出現(xiàn)．39.[考例4]如圖是用來(lái)粉刷墻壁的涂料滾的示意圖．使用時(shí)，用撐竿推著涂料滾沿墻壁上下滾動(dòng)，把涂料均勻地粉刷到墻壁上．撐竿的重量和墻壁的摩擦均不計(jì)，而且撐竿足夠長(zhǎng)．粉刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推涂料滾，使撐竿與墻壁間的夾角越來(lái)越小．該過(guò)程中撐竿對(duì)涂料滾的推力為F1，涂料滾對(duì)墻壁的壓力為F2，下列說(shuō)法中正確的是 ()40.A．F1增大，F(xiàn)2減小 B．F1減小，F(xiàn)2增大C．F1、F2均增大 D．F1、F2均減小41.[解析]涂料滾受三個(gè)力的作用，重力、墻壁對(duì)涂料滾水平向左的彈力F2′、撐竿對(duì)涂料滾的推力F1，重力的大小方向確定，墻壁對(duì)涂料滾的彈力方向確定、粉刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推涂料滾，涂料滾受力始終平衡，這三個(gè)力構(gòu)成矢量三角形，使撐竿與墻壁間的夾角越來(lái)越?。畡t矢量圖變化如圖所示，由圖可知，當(dāng)使撐桿與墻壁間的夾角越來(lái)越小，F(xiàn)1、F2′均減小，F(xiàn)2和F2′等大反向，因此F1、F2均減小．D正確．[答案]D42.如圖所示，物體靜止于光滑水平面M上，力F作用于物體O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體沿著OO′方向做直線運(yùn)動(dòng)(F與OO′方向都在