2024版高考物理一轮总复习专题二相互作用第2讲力的合成与分解课件

第2讲力的合成与分解一、力的合成1.合力与分力.(1)定义：如果一个力产生的________跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫作那几个力的合力，原来那几个力叫作分力.

(2)关系：合力和分力是__________的关系.

效果等效替代2.共点力.作用在物体的同一点，或作用线的________交于一点的力，如下图所示均是共点力.

延长线3.力的合成.(1)定义：求几个力的合力的过程.(2)运算法则.①平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为________作平行四边形，这两个邻边之间的________就表示合力的大小和方向.如图甲所示.

②三角形定则：把两个矢量________，从而求出合矢量的方法.如图乙所示.

邻边对角线首尾相连二、力的分解1.概念：求一个力的________的过程.

2.遵循的法则：

__________定则和________定则.

3.分解的方法：按力产生的____________进行分解和________分解.

分力平行四边形三角形实际效果正交三、矢量和标量1.矢量：既有大小又有________的物理量，相加时遵循_____________定则.

2.标量：只有大小没有________的物理量，求和时按算术法则相加.

方向平行四边形方向(1)合力不一定大于分力，二者是等效替代的关系.(2)平行四边形定则(或三角形定则)是所有矢量的运算法则.(3)首尾相连的三个力构成封闭三角形，则合力为零.1.[合力与力的合成]重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则(

)

2.[力的合成]射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目，中国队有较强的实力.如图甲所示，射箭时，刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图中F所示，则弓弦的夹角α应为(cos53°＝0.6)(

)A.53° B.127° C.143° D..106°【答案】D

3.已知力F＝60N的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，则另一个分力F2的大小不可能是(

)A.20N B.30N C.60N D..100N【答案】A

【解析】由平行四边形定则可知，当F2垂直于F1的时候，另一个分力F2最小，此时F2＝Fsin

30°＝30

N，所以F2一定大于等于30

N.考点1力的合成方法及范围[基础考点]1.共点力合成的方法

特殊的共点力的合成情形：类型作图合力的计算互相垂直

两力等大，夹角θ

两力等大且夹角120°

合力与分力等大F与F1夹角为60°(3)力的三角形定则：将表示两个力的图示(或示意图)保持原来的方向依次首尾相接，从第一个力的作用点，到第二个力的箭头的有向线段为合力，如图所示.2.合力范围的确定两个共点力的合力范围为|F1－F2|≤F≤F1+F2，合力随夹角的增大而减小.当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|；当两力同向时，合力最大，为F1+F2.例1

(2022年韶关模拟)元代《王桢农书》记载了戽斗，它是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，两边系绳，靠两人拉绳牵斗取水.如图所示，忽略绳子的质量，当戽斗处于平衡状态时，两人站得越远，则(

)A.两边绳子对戽斗的合力越大B.两边绳子对戽斗的合力越小C.人对每边绳子的拉力越小D.人对每边绳子的拉力越大【答案】D

【解析】对戽斗受力分析，可知两条绳子与竖直方向夹角相同，提供大小相等的拉力.合力与戽斗的重力平衡.所以两人站的远近不影响绳子对戽斗的合力，当两人站得越远，两绳夹角越大，则绳中拉力越大.A、B、C错误，D正确.1.航母阻拦索用于拦停高速着舰的舰载机，被喻为“舰载机生命线”.如图所示为其结构简图，滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上，阻拦索绕过滑轮组后闭合.某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的夹角时，舰载机受到阻拦索的合力大小为F.不考虑阻拦索、滑轮的质量及摩擦，则此时单个柱塞所受阻拦索的合力大小为(

)

2.(2022年广东名校质检)明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少”.如图甲、乙所示，假设弓拉满时，弓弦弯曲的夹角为θ，秤钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为F，则下列说法正确的是(

)A.F一定，θ越小，弓力越大B.θ一定，弓力越大，F越小C.弓力一定，θ越大，F越大D.θ一定，F越大，弓力越大【答案】D

考点2力的分解[能力考点]

方法1：效果分解法的思路(1)分解力的一般思路.(2)常见的按力的作用效果分解.实例分解思路

拉力F可分解为水平方向分力F1＝Fcosα和竖直方向分力F2＝Fsinα

重力分解为沿斜面向下的力F1＝mgsinα和垂直斜面向下的力F2＝mgcosα实例分解思路

实例分解思路

【答案】D

[解题方略]

力的合成与分解方法的选择力的效果分解法、正交分解法、合成法等都是常见的解题方法.一般情况下，物体只受三个力的情形下，力的效果分解法、合成法解题较为简单，在三角形中找几何关系，利用几何关系或相似三角形求解；而物体受三个以上力的情况多用正交分解法，但也要视题目具体情况而定.

例3

(2021年广东卷)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α＜β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(

)A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力【答案】B

【解析】将拉力F正交分解如图所示.则在x方向可得出Fx曲＝Fsin

α，Fx直＝Fsin

β，在y方向可得出Fy曲＝Fcos

α，Fy直＝Fcos

β，由题知α＜β则sin

α＜sin

β，cos

α＞cos

β，则可得到Fx曲＜Fx直，Fy曲＞Fy直，A错误，B正确；耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，C、D错误.1.(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可.一游僧见之曰：无烦也，我能正之.”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身.假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则(

)

A.若F一定，θ大时FN大B.若F一定，θ小时FN大C.若θ一定，F大时FN大D.若θ一定，F小时FN大【答案】BC

2.(2022年上海交大附中模拟)如图所示，一定质量的风筝用绳子固定于地面P点，风产生的力F垂直作用于风筝表面AB，并支持着风筝使它平衡.已知绳与水平地面的夹角α和风筝与水平面的夹角φ都为锐角，不计绳子所受的重力，设绳子产生的拉力为T，则T和F的大小关系是(

)A.T一定小于FB.T一定等于FC.T一定大于FD.以上三种情况都有可能【答案】A

【解析】对风筝受力分析，如图建立直角坐标系，将F及T沿坐标轴分解，则x轴上Tcos

α＝Fsin

φ，y轴上Fcos

φ＝G+Tsin

α，联立解得F2＝T2+G2+2TGsin

α，则F＞T，A正确，B、C、D错误.STSE中力的分解问题1.力的分解在生活实际中的应用

2.力的分解在生产中的应用例5如图为农村水库大坝的俯视图，设计比较合理的是(

)ABCD【答案】B

【解析】在水对大坝压力一定的情况下，A图所示，为晾衣绳原理中θ最大情况，即大坝受横向拉力最大，不能靠坝墩的拉力，只能靠自身抗压(重力坝)，固不是最佳方案.B图与C、D图的区别在于B图中大坝所受压力传递给坝墩，而C、D图所受压力将直接作用在坝上，受力分析如图所示，所以选B.

2.如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细绳

AO、BO(AO＞BO)悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则(

)A.绳AO先被拉断B.绳BO先被拉断C.绳AO、BO同时被拉断D.条件不足，无法判断【答案】B

【解析】依据力的作用效果将铁球对结点O的拉力分解如图所示.据图可知FB＞FA，又因为两绳承受的最大拉力相同，故当在球内不断注入铁砂时，BO绳先断，B正确.3.如图所示，某同学想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，他回忆起物理课堂上学习的“力的分解”知识，想了个妙招.如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱被推动了，下列判断中正确的是(

)A.这有可能，A板对衣橱的推力可以足够大B.这不可能，因为该同学根本没有用力去推衣橱C.这不可能，因为无论如何该同学的力气也没那么大D.这不可能，