高考物理一轮精品复习 2.2 力的合成与分解学案 必修1

1、第二节力的合成和分解考试知识梳理第一，力的合成1.合力和分力(1)定义：如果一个力产生的效果与几个力产生的效果相同，那么这个力称为这些力的合力，这些力称为这个力的分力(2)逻辑关系：合力与分力的关系是等价替代关系。2.并发力：如果几个力都作用在一个物体的同一点上，或者几个力作用在一个物体的不同点上，但是这些力的作用线在延伸后相交于同一点，这些力被称为并发力，所以并发力不一定作用在同一点上。如图所示的三个力F1、F2和F3都是并发力。3.力的算法：(1)平行四边形法则为了找出两个相互成一定角度的力的合力，代表两个力的线段可以用作相邻边和平行四边形，其对角线代表合力的大小和方向。这就是力的平行四边

2、形法则。(2)三角形法则根据平行四边形的对边平行且相等的事实，即平行四边形是由两个全等的三角形组成，平行四边形法则可以简化为三角形法则。如果代表力F1的定向线段OA从点0开始，然后代表力F2的定向线段AC从点A开始并连接OC，则定向线段OC代表合力F的大小和方向.第二，力的分解1.定义：寻找力的分量叫做力分解。2.平行四边形法则或三角形法则。3.分解方法：(1)根据力的作用分解(2)正交分解关键教师分析一、合力的合成方法和合力范围的确定1.合力合成的常用方法(1)作图方法：从力的作用点出发，按相同的比例画出两个分力F1和F2，然后画出一个以F1和F2的图形为邻边的平行四边形，画出作用点的对角线

3、，测量对角线的长度，计算合力的大小，并测量对角线与某个力的夹角，确定合力的方向(如图)。(2)计算方法：根据平行四边形法则绘制示意图，然后通过求解三角形来计算合力。几个特殊情况：(3)三角形力法代表两个力的图(或示意图)以其原始方向依次首尾相连，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，三角形法则和平行四边形法则的本质是一样的，但有时三角形法则比平行四边形法则简单。2.合力范围的确定(1)两个合力的合力范围：| F1-F2 |FF1-F2，即当两个力的大小不变时，合力随着夹角的增大而减小，当两个力相反时，合力最小，即| F1-F2 |；当两个力方向相同时，最大合力为F1和F

4、2。(2)三个共面并发力的合力范围当三个力在同一方向共线时，最大合力为F=F1 F2 F3。以这三个力为边，如果能形成一个闭合的三角形，合力的最小值为零；如果不能形成闭合三角形，合力的最小值等于最大力的绝对值减去另外两个力的总和。注意：合成力时，要正确理解合力和分力的关系。(1)效应关系：合力的效应与各分量的效应相同，它们有等价的替代。(2)大小与大小的关系：这取决于具体情况，不能形成合力总是大于分量的固定思想。【例1】(2011皖北合作区高中联考)一个物体受到三个共面并发力F1、F2和F3的影响，三个力的矢量关系如图所示(小方边长等)。)，那么下面的说法是正确的()A.结果以下是高中按效果分

5、解权力的常见情况2.正交分解一种在两个相互垂直的方向上分解已知力的方法。(1)一般选择合力的作用点作为原点，建立坐标轴的原则如下：静力学：分解力小易分解力的原理(即尽可能多的力在坐标轴上)。在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系，使牛顿第二定律的表达式变为FX=0；Fy=月。(2)方法：物体受到多个力F1、F2、F3.并获得合力力可以沿着相互垂直的x轴和y轴分解。x轴上的合力FX=fx1 fx2 fx3.y轴上的合力fy=fy1fy2fy3.总力量大小：合力方向：如果与X轴的夹角为，则注：(1)在分解实际问题中的力时，具有实际意义的分解方法是根据力的实际作用进行分解，其他分

6、解方法是为了方便解决问题。(2)力的正交分解是求三个或三个以上并发力作用下合力的方法。分解的目的是为了更方便地求出合力，并将向量运算转化为代数运算。示例2(苏州仿真，2011)图中所示为压力机的结构示意图，其中b点为固定铰链。如果垂直于墙壁的力f作用在铰链a上，滑块c将由于力f而挤压物体d，假设c和d平滑接触，并且忽略杆的重力。印刷机的尺寸如图所示。物体d上的压力是多少倍？回答 5次详细说明力f的作用是沿两杆的方向产生压力F1和F2，如图a所示，力F1的作用是对c产生向左的水平推力和垂直向下的压力，并沿水平和垂直方向分解力F1，如图b所示，可以得到c对d的压力fn=fn(3点)从标题图中可以看

7、出(3点)根据图一，有：根据图b，fn=f1 sin(3点)因此，您可以获得：因此，物体D上的压力是物体f的5倍(3点)感受高考的真实问题1.(2011浙江综治T14)如图所示，甲乙双方在冰上“拔河”。两个人之间有一条分界线，人们一致认为胜利者将是使另一个人首先越过分界线的人。如果忽略绳子的质量，冰面可以认为是光滑的，那么下面的说法是正确的A.A对绳子的拉力和绳子对A的拉力是一对平衡力B.a对绳子的拉力和B对绳子的拉力是作用力和反作用力C.如果甲的素质比乙高，甲就能赢得拔河比赛D.如果乙拉绳子的速度比甲快，乙就能赢得拔河比赛答案选择c .【详细说明】A对绳子的拉力和绳子对A的拉力是绳子和A，是

8、一对相互作用力，A错了；甲对绳子的拉力和乙对绳子的拉力作用在绳子上，这是一对平衡力，乙错了；比赛的胜负取决于两个人之间的地面摩擦。如果甲的质量比乙大，地面的最大静摩擦力就会大，所以甲能赢得比赛，丙是对的，丁是错的。在解决这个问题时，要注意理解：(1)作用力和反作用力是大的、相反的、异质的；(2)平衡力大、相反且均匀。2.(2011广东综治T16)在图5所示的水平面上，橡胶绳一端固定，另一端连接两个弹簧，连接点p在F1、F2、F3力的作用下保持不动。以下判断是正确的A.F1 F2 F3B。F3 F1 F2C.F2 F3 F1D。F3 F2 F1答案选择b .【说明】点P的应力如图所示：根据几何学

9、知识，b是正确的，A.C.D是错误的。这个问题的答案可以按照以下思路来分析：3.(国家卷2，2010) 17。雷暴下沿垂直方向的电场强度4.(上海物理，2010) 25。如图所示，固定在垂直面上的粗斜杆在水平方向上有一个夹角，质量为m的球套在杆上。在恒定张力的作用下，球以恒定的速度沿着杆从底部向顶部运动。为了最小化拉力，拉力f和杆之间的夹角为a=_ _ _ _ _ _ _ _ _。解释，因为没有摩擦，拉力的作用最小。本主题研究力、功等的分解。难度：中等。5.(09海南物理1)大小为()的两个力作用在同一个粒子上，它们的合力为f会议(c)A.B.C.D.6.(09山东16)如图所示，光滑的半球形

10、容器固定在水平面上，O是球体的中心，一个质量为m的小滑块在水平力F的作用下静止在点P上，假设滑块的支撑力为FN。“开”和水平方向之间的角度为0。以下关系是正确的(一)A.B.F=mgtanC.D.FN=mgtan【说明】小滑块的应力分析如图所示，可以根据三角法则得到，所以A是正确的。7.(09江苏物理2)一个1公斤重的相框用一根1米长的细绳对称地挂在墙上。绳子能承受的最大张力维是已知的。为了防止绳子断裂，相框上两个挂钉之间的最大距离为(取)(a)A.B.C.D.【详解】熟练应用力的综合与分解以及综合与分解中的一些规律是解决这一问题的基础；当由力的大小方向决定的力被分解成两个相等的力时，合力就在

11、分量的平分线上，两个力之间的夹角越大，分量就越大。当绳索张力达到F=10N时，绳索之间的张角最大，即两根挂钉之间的距离最大；相框由重力和绳索拉动。这三个力是并发力，应力如图所示。如果绳子与垂直方向的夹角为，绳子的长度为L0=1m，则两个挂钉之间有一个距离，M和A的解是正确的。8.(09国25)(18分)如图所示，三个质量为m的木箱放置在倾角为的斜面上，相邻两个木箱之间的距离为l，工人沿着斜面推动底部木箱使其向上滑动，并与其他木箱逐一碰撞。每次碰撞后，木箱粘在一起并移动。在整个过程中，工人的推力保持不变，最后，三个木箱可以以恒定的速度被推上来。已知木箱与斜面的动摩擦系数为，重力加速度为g。假设碰

12、撞时间极短，计算(1)工人的推力；(2)三个木箱匀速运动的速度；(3)在第一次碰撞中损失的机械能。回答(1)；(2)；.【详细说明】(1)当速度不变时，三个物体作为一个整体受到重力、推力、摩擦力和支撑力的作用。根据平衡的知识；(2)第一个木箱和第二个木箱碰撞前的速度为V1，加速度为加速度。根据运动学公式或动能定理是的，根据动量守恒，碰撞后的速度是V2，即碰撞后的速度是，然后第三个木箱碰撞在一起，碰撞前的速度是V3。根据运动学公式，从V2到V3的加速度是，根据动量守恒，与第三个木箱的碰撞是匀速的；(3)根据能量守恒，让第一次碰撞的能量损失为，并引入数据。试验场地模拟练习1.当同学做引体向上练习时

13、，他处于静止状态，如图所示，两臂之间的角度为60度。如果同学体重60公斤，取g=10牛顿/公斤，那么每只手臂的张力约为()北纬600度北纬150度200分答案 D说明假设每只手臂的拉力为，从力的平衡中，我们可以得到，选项D是正确的。2.(北京市西城区抽样，2011) F1和F2是力F的两个分量。如果F=10 N，以下两个不能是F的分量是()A.F1=10牛顿，F2=10牛顿。F1=20牛F2=20牛C.F1=2牛F2=6牛，F1=20牛F2=30牛答案 C详细解释a3.(青岛模拟2011)如图所示，水平顶棚的点A处固定有灯杆A，灯杆A与顶棚垂直，灯杆A下端有一个光轮O。另一条细线的上端固定在天

14、花板的点B，细线穿过滑轮O，下端是重量为G的物体。BO截面中的细线与天花板之间的角度为=30，系统保持静止，没有任何摩擦。以下陈述是正确的A.天花板上细线BO的张力为连杆对滑轮的作用力为C.连杆和细线对滑轮的合力为重力D.连杆对滑轮的作用力是重力答案选择d .【详细说明】天花板上细线的拉力等于物体的重力g；以滑轮为研究对象，两条细线的拉力为G，彼此成120，合力为G。根据合力的平衡条件，A杆对滑轮的作用力也为G，方向与垂直方向成60向右上倾斜；横杆和细线对滑轮的合力为零。4.(2011福建泉州质检)滑梯是孩子们最喜欢的娱乐。如右图所示，一个孩子以恒定的速度在幻灯片上向下滑动，然后()A.孩子的

15、重力等于孩子的弹力B.孩子的重力等于孩子的摩擦力C.儿童受到的弹力和摩擦力的合力等于儿童受到的重力D.重力和弹性对儿童的合力大于对儿童的摩擦力答案 C【详细说明】儿童对幻灯片的作用力如图所示。如果滑块的倾斜角是，fn=mgcos ，ff=mgsin ，那么A和B是错的；儿童在重力、弹性和摩擦力的作用下处于平衡状态，任意两个力的合力必须等于第三个力，所以c是正确的。5.如图所示，节点O在三个力的作用下保持平衡，保持不变，向上移动B点，BO绳的张力将为()A.逐渐减少B.逐渐增加C.先减少后增加D.先增加后减少答案 C说明节点O由三个力平衡，应力如图(A)所示。根据平衡条件，这三个力必须形成一个闭合的三角形，如图(B)所示。从问题的含义来看，OC绳的张力F3和方向不变，OA绳的张力F1和方向不变，只有张力F2和方向O