专题五：力的合成与分解、共点力平衡(自整理).ppt

专题五力的合成与分解物体的平衡及实验,考点1力的合成与分解,1若一个力作用在物体上产生的效果与几个力同时作用产生的效果相同，那么这一个力叫那几个力的_，那几个力叫这一个力的_(1)求几个已知力的合力，叫做_；(2)求一个已知力的分力，叫做_,合力,分力,力的合成,力的分解,2力的平行四边形定则：用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示_常用于力的合成与分解的计算,3合力与分力的计算,(1)合力的计算：若两个共点力共线，则当两力同向时，合力大小等于_，方向与两力方向_；当两力反向时，合力的大小等于_，方向_的那个力相同；若两个共点力有一个夹角，则应用平行四边形定则求合力,(2)分力的计算：按平行四边形定则计算一般按正交分解法,两力之和,它们的合力,相同,两力之差,较大,4合力与合力的关系,(1)两个力F1、F2的合力范围：|F1F2|F合F1F2，合力可以大于、等于或是小于其中某一分力,(2)随着夹角的增大，两个分力的合力逐渐_(3)已知一个分力的大小和方向或已知两个分力的方向，则这个力的分力只有唯一一组解,减小,（4）合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一个分力（5）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零,小试身手,1、(2013年深圳学业水平模拟)物体受到两个方向相反的力的作用，F19N,F26N，这两个力的合力是()（单选）A8NB3NC5ND2N,答案：B易错提示：合力与诸分力中的一个分力的大小相比较，合力的大小可以大于、等于或小于分力,2、(单选)(2010年广东学业水平测试)一物体受到两个力的作用，大小分别是6N和4N其合力F大小的范围是()A2NF10NB4NF10NC6NF10ND4NF6N解析：二力合成，合力的范围|F1F2|F合F1F2，故2NF10N.答案：A点评：本题属于“理解”层次，理解合力的范围,小试身手,3、(单选，2011年广东学业水平模拟)如图所示，两个同学同时用大小相等力沿不同方向提一桶水，下列几种情况中合力最大的是(),B,解析相同大小的两个共点力，夹角越小其合力大小越大，夹角越大，其合力大小越小，选项中显然B的夹角最小，合力大小最大,4、(单选)如下图所示，拖拉机拉着耙耕地，拉力F与水平方向成角，若将该力沿水平和竖直方向分解，则它的水平分力为()AFsinBFcosCFtanDFcot,解析：由力的平行四边形定则，水平分力为Fcos.点评：熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律，是解决本题的根本,小试身手,B,5、(多选)下面关于力的说法中，正确的是()A合力小于任何一个分力是可能的B力的作用可以改变物体的运动状态C物体在受到力作用的同时一定会对其它物体施力D合力一定大于任何一个分力,解析：合力可以大于、等于或是小于其中某一分力，A正确，D错；力的作用效果有两条：改变物体的运动状态、改变物体的形状，B正确；力的作用是相互的，有受力物体，必有施力物体，C正确答案：ABC,小试身手,6(单选)某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若F4的方向沿逆时针方向转过90角，但其大小保持不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，此时物体受到的合力的大小为（）,B,解析：F4的方向沿逆时针方向转过90角，另外三个力的合力大小等于F4且与F4垂直,小试身手,1对物体受力分析的一般思路(1)明确研究对象，研究对象可以是质点、结点、物体、物体系(2)按顺序分析物体所受的力，一般可先按重力、弹力、摩擦力的次序分析，再分析其他力(3)正确画出受力图，注意不同对象的受力图用隔离法分别画出，对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果的情况，可将各力平移至物体的重心上，即各力均从重心画起(4)检验，防止错画力、多画力和漏画力,考点2：物体的受力分析,2受力分析的注意事项(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力(2)只分析根据性质命名的力(3)每分析一个力，都应找出施力物体(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力,考点3：共点力作用下物体的平衡,1共点力的概念：共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力2平衡状态：物体能够保持_或者_叫做平衡状态3共点力作用下物体的平衡条件：物体所受的合外力为零，即F合0.物体的加速度为零(1)当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它所受的其余力的合力_；(2)如果用正交分解法,可以立以下两个方程(F合x0和F合y0),静止,匀速直线运动状态,等值反向,4正交分解法：把一个力分解成两个互相垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法用正交分解法求合力的步骤：首先建立平面直角坐标系（让尽可能多的力位于坐标轴上），并确定正方向把各个力向x轴、y轴上投影，但应注意的是：与确定的正方向相同的力为正，与确定的正方向相反的为负，这样，就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向求在x轴上的各分力的代数和Fx合和在y轴上的各分力的代数和Fy合,Fx合F1xF2xFnx0，Fy合F1yF2yFny0.,小试身手,6、(2011年6月广东学业水平考试)当物体在共点力的作用下处于平衡状态时，下列说法正确的是()(单)A物体一定保持静止B物体一定做匀速直线运动C物体的加速度为零D物体一定做匀加速直线运动,C,物体处于静止或匀速直线运动时其速度不变，加速度为0，此时物体处于平衡状态。,8(单选，2010年汕头学业水平模拟)已知物体在F1、F2、F3三共点力作用下处于平衡，若F120N，F228N，那么F3的大小可能是（）,A,A40NC100N,B70ND6N,解析：任意两个力的和大于或等于第三个力，则这三个力的合力可能为零,【例1】(单选，2011年广东学业水平考试)在粗糙的地面上匀速移动桌子，采用下列施力方式，其中施力最小的是(）,A,例2：(单选)如图所示，细绳OA和OB悬挂着一物体P，细绳BO水平，那么关于细绳AO和BO拉力情况，下列判断正确的是()AOA绳拉力小于OB绳的拉力BOA绳拉力大于OB绳的拉力COA绳的拉力和OB绳的拉力均小于重物P的重力DOA绳的拉力和OB绳的拉力均大于重物P的重力,解析：受力分析如下图，FOA为直角三角形的斜边，大于直角边FOB，而FOA与FOB的合力与G等大反向，FOAG，由于角度未知，FOB与G无法比较答案：B点评：本题属于“应用”层次，考查受力分析的方法,一、实验步骤1用图钉把白纸钉在方木板上2把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套3用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O(图931)，用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数,考点4：实验三：验证力的平行四边形定则,图931,4用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，即为合力F的图示5只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F的图示6比较一下，力F与用平行四边形定则求出的合力F大小和方向是否在误差允许范围内相同7改变两个力F1、F2的大小和夹角，再重复实验两次,二、注意事项1选择弹簧测力计时，可将两弹簧测力计自由端钩住一起沿水平方向拉伸，看两个读数是否一样，若一样即适用2用弹簧测力计测拉力时，应使拉力沿弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧测力计和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内3同一次实验中，橡皮条拉长时结点的位置一定要相同,【例题】(单选)在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中正确的是（）A同一次实验中，O点位置允许变动B实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D实验中，两个弹簧测力计之间的夹角应取90，以便于算出合力大小,解析为了减小读数时的实验误差，实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度,答案B,2(单选)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，用两个弹簧测力计把橡皮条拉到一定长度并记下结点O后，再改用一个弹簧测力计拉时，也要把橡皮条拉到同一结点O的原因是(）A是为了确保用一个测力计拉和用两个测力计拉的作用效果相同B是为了确保用一个测力计拉和用两个测力计拉的作用时间相同C是为了确保用一个测力计拉和用两个测力计拉的作用在同一物体上D无目的解析：两个分力的作用效果和某一个力的作用效果相同，这个力才是那两个力的合力,A,课堂检测,热点1力的合成,1-1、(2013年江苏学业水平测试)F1和F2是共点力，根据平行四边形定则求合力F，作图正确的是(),解析：根据平行四边形定则求合力时，合力是以F1和F2为两邻边的平行四边形的对角线答案：C,1-2(2012年1月广东学业水平考试)一物体受到两个共点力的作用，力的大小分别为6N和8N，夹角为90，其合力大小为()A10NB2NC14ND48N,A,热点2力的分解,2-1、(2012年江苏学业水平测试)如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成角，割草机沿水平方向做匀速直线运动，则割草机所受阻力的大小为(),AFsinBFcosC.D.,解析：割草机沿水平方向做匀速直线运动，推力F沿水平方向的分力与割草机所受阻力平衡，割草机所受阻力的大小为Fcos.,B,F1,F2,变式训练,2-2放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力作用，但物体仍保持静止状态，现将F分解为水平方向的力F1和竖直向上的力F2，下列说法正确的是()AF1是物体对水平面的摩擦力BF2是水平面对物体的支持力CF1与水平面给物体的静摩擦力大小相等、方向相反DF2与物体的重力大小相等、方向相反,C,热点3共点力作用下物体的平衡,3-3、(2013年江苏学业水平测试)如图所示，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力的合力为F,F的大小和方向是()(单),AFG，方向竖直向上BFG，方向斜向上CFG，方向竖直向上DFG，方向斜向上,解析：灯笼保持静止，绳a、b对O点拉力的合力F与灯笼所受重力G等大反向答案：C,变式训练,3-2(多选题)重为G的物体静止在倾角为的斜面上，物体受力如图所示，这些力之间的关系是()ANGcosBfGsinCfNGDG2N2f2,ABD,热点4验证力的平行四边形定则,4-1、(2011年6月广东学业水平考试)(多选题)“验证力的平行四边形定则”实验中，先用一个测力计将橡皮筋拉伸一定长度，再使用两个测力计互成一定角度将橡皮筋拉伸一定长度实验中做法正确的有()A橡皮筋应与木板平行B测力计应与木板平行C应记录拉力的大小和方向D两次操作要把结点拉至不同位置,解析：在此实验中应保持橡皮筋和测力计与木板平行，每做一次实验，要记录拉力的大小和方向，两次操作要把结点拉至同一位置答案：ABC,变式训练,4-2(2012年江苏学业水平测试)在“探究力的平行四边形定则”实验中，下列不正确的实验要求是()（单）,B,A弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行B两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直C读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度D使用弹簧测力计时，不能超过其量程,1.(2012年1月广东学业水平考试)如图所示，小球放在光滑斜面上，被一固定挡板挡住，小球所受外力个数是()(单),解析：小球受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力答案：C,A两个B四个C三个D五个,2关于合力和分力的大小关系，下列说法正确的是()(单选)A合力必比分力大B合力至少比某一个分力大C合力总是比任意分力都大D合力可以和两个分力的大小相等,解析：合力可以比两个分力都大，也可以都小，合力还可以和两个分力的大小相等答案：D,3作用在同一点的两个力F13N，F25N无论F1和F2的方向如何，它们的合力大小不可能是()（单）A3NB5NC8ND10N,解析：两个力F13N，F25N，它们的合力大小范围是28N.答案：D,4如下图所示，一小物块沿光滑斜面下滑，则小物块在下滑过程中受到几个力作用(),解析：物块沿光滑斜面下滑，则小物块在下滑过程中受到重力和支持力两个力答案：B,A1个B2个C3个D4个,5一条纸带(质量不计)夹在书内，书对纸带的压力为2N，纸与书之间的动摩擦因素为0.4，要把纸带从书中拉出，拉力至少应为()（单选）A2NB1.6NC0.8ND0.4N,解析：把纸带从书中拉出，纸与书之间单面的摩擦力为0.8N，此时，纸的两面都有摩擦力，一起有1.6N.答案：B,6(单选)在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套，实验中需要用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条某同学认为在此过程中必须注意以下几项：两根细绳必须等长；橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上；在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行其中正确的是（）,C,A,B,C,D,解析：在使用弹簧测力计时必须注意使弹簧测力计与木板平面平行，这样可以减小读数误差,7、(2012年安徽学业水平考试)下列关于“探究求合力的方法”实验的说法中不正确的是()（单选）A弹簧测力计在使用前应先校零B弹簧测力计使用时应保持与纸面平行C每次实验时应使橡皮条沿同一直线伸长相同的长度D橡皮条拉断后可换根橡皮条继续实验,D,8(单选)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图932甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细线的结点，OB和OC为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图下列说法正确的是,图乙中的F是F1和F2合力的理论值；F是力F1和F2合力的实际测量值图乙中的F是F1和F2合力的理论值；F是力F1和F2合力的实际测量值在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么对实验结果没有影响在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么对实验结果有影响,A,B,C,D,解析：用平行四边形合成的力即合力的理论值与实际测量值不一定重合，存在一夹角，而且F的方向应沿橡皮绳的方向若将细绳换成橡皮筋，则对实验结果无影响,答案：A,9、(单选)(2010年天津学业水平测试)如下图所示，在“探究求合力的方法”实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板上的A点，另一端系上两条细绳，用两个弹簧秤分别钩住两条细绳的绳套，互成一定角度地拉橡皮条下列说法正确的是()A两条细绳必须等长B两条细绳必须垂直C两个弹簧秆的拉力必须等大D两个弹簧秆必须贴近木板表面且与木板平面平行,解析：实验中两分力不一定垂直，也不一定等大，为了在纸上作图减小误差，两弹簧秤必须贴近木板平面且与平面平行答案：D点评：在这个实验中，用橡皮条在拉力作用下发生的形变来反映力的作用效果，这个形变包括伸长量和伸长方向两项，伸长量反映橡皮条所受拉力的大小，伸长方向反映橡皮条所受拉力的方向,10(单选)(2010年广东佛山学业水平模拟)两个共点力的夹角固定不变，其合力为F，当其中一个力增大时，下列说法正确的是()AF一定增大BF可以不变CF可能增大，也可能减小D当090，F一定减小,C,11(单选)一根轻绳能承受的最大拉力为G，现将一重量为G的物体系在绳的中点，两手先并拢握住绳的两端，然后缓慢地左右对称分开，若想绳不断，两绳间的夹角不能超过()A45B60C120D135,解析：物体受力如图所示，由几何知识，得：2FcosG，FG，得60，即两绳之间的夹角不能超过120，故正确答案为C.答案：C,12物体同时受到同一个平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是()A5N,7N,8NB5N,2N,3NC1N,5N,10ND10N,10N,10N,解析：A、B、D选项都满足任意两个力之和大于(或等于)第三个力的条件，而C选项较小的两个力之和仍小于最大的力，因此合力不可能为零故选C.答案：C,13(单选)(2010年广东水平测试)如图所示，用力F把木块紧压在竖直墙上不动，木块对墙的压力为N，木块受到的摩擦力为f，受到的重力为G，则()ANFBNFCfGDfG,解析：在竖直方向由二力平衡条件得fG.答案：D,14关于合力的下列说法，正确的是()（单选）A几个力的合力就是这几个力的代数和B几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D几个力的合力一定大于这几个力中最大的力,解析：合力可能大于分力，也可能小于分力或等于分力的大小，故C对答案：C,15(单选)运动员用双手握住竖直的滑杆匀速上攀和匀速下滑时，运动员所受到的摩擦力分别是f1和f2，那么(）,C,解析：无论运动员用双手握住竖直的滑杆匀速上攀还是匀速下滑，其所受的摩擦力大小必然等于运动员的重力，方向竖直向上，C正确,16(单选，2010年汕头学业水平模拟)已知物体在F1、F2、F3三共点力作用下处于平衡，若F120N，F228N，那么F3的大小可能是(),A,A40NC100N,B70ND6N,解析：任意两个力的和大于或等于第三个力，则这三个力的合力可能为零,17(单选)某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若F4的方向沿逆时针方向转过90角，但其大小保持不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，此时物体受到的合力的大小为(),B,解析：F4的方向沿逆时针方向转过90角，另外三个力的合力大小等于F4且与F4垂直,18(单选，2011年深圳学业水平模拟)实验表明，由同等材料制成的绳子越粗，则能承受的最大拉力越大某重物G用三根相同材料制成的细绳Oa、Ob、Oc如图251所示那样挂起来，要使重,物G能这样可靠的悬挂，又能节约材料，三根细,绳中(,),B,AOa应最粗COc应最粗,BOb应最粗D三根绳子的粗细相同,解析：根据平衡条件知Ob绳受力最大，应最粗，选项B正确,图251,19一个力的大小为10N，它可分解为两个分力，其结果可能为()(多选)A20N8NB6N3NC30N28ND4N8N,解析：逆向思维解此题，如A中20N与8N两个力的合力范围在1228N之间，10N不在此范围内，即20N与8N两个力不能合成10N，反过来10N不能分解成20N与8N，本题只有C、D正确答案：CD,20(2012年6月广东学业水平考试)如图所示，水平地面上质量为m的物体，在推力F作用下做匀速直线运动已知sin370.6，cos370.8，木