高中物理全程復習方略配套課件魯科·福建：力的合成與分解

第2講力的合成與分解考點1力的合成1.合力與分力(1)定義：如果幾個力共同作用產(chǎn)生的效果與一個力的作用效果相同，這一個力就叫做那幾個力的_____，那幾個力叫做這一個力的_____.(2)關(guān)系：合力與分力是_________關(guān)系.合力分力等效替代2.共點力：作用在物體的_______，或作用線的_______交于一點的幾個力3.力的合成(1)定義：求幾個力的_____的過程.(2)運算法則：①平行四邊形定則：求兩個互成角度的_______的合力，可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的_____和_____.②三角形定則：把兩個矢量的首尾順次連接起來，第一個矢量的首到第二個矢量的尾的_________為合矢量.同一點延長線合力共點力大小方向有向線段1.幾種特殊情況的共點力合成類型作圖合力的計算互相垂直兩力等大，夾角θ類型作圖合力的計算兩力等大且夾角120°合力與分力等大2.合力范圍的確定(1)兩個共點力的合力范圍.|F1-F2|≤F≤F1+F2，即兩個力的大小不變時，其合力隨夾角的增大而減小.當兩力反向時，合力最小，為|F1-F2|；當兩力同向時，合力最大，為F1+F2.(2)三個共面共點力的合力范圍.①三個力共線且方向相同時，其合力最大為F=F1+F2+F3.②以這三個力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力最小為零，若不能組成封閉的三角形，則合力最小值的大小等于最大的一個力減去另外兩個力的和.(2012·濰坊模擬)作用在一個物體上的兩個力，F(xiàn)1=30N、F2=40N，它們的夾角是90°,要使物體做勻速直線運動，必須再施加一個力F3，它的大小是()A.30N B.35N C.50N D.70N【解析】選C.要使物體做勻速直線運動，則物體所受合力為零，故F3與前兩個力的合力大小相等，方向相反，即與物體速度方向無關(guān)，C正確.1.力的分解(1)定義：求一個力的_____的過程，是_________的逆運算.(2)遵循法則：平行四邊形定則、三角形定則.(3)分解的方法：①按力的實際作用效果進行分解.②力的正交分解.考點2力的分解分力力的合成2.矢量和標量(1)矢量：既有大小又有方向的量，相加時遵從__________定則.(2)標量：只有大小沒有_____的量，求和時按算術(shù)法則相加.平行四邊形方向1.力的效果分解法(1)根據(jù)力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向；(2)再根據(jù)兩個實際分力的方向畫出平行四邊形；(3)最后由平行四邊形和數(shù)學知識求出兩分力的大小.2.正交分解法(1)定義：將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法.(2)建立坐標軸的原則：一般選共點力的作用點為原點，在靜力學中，以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標軸上)；在動力學中，以加速度方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標系.(3)方法：物體受到多個力作用F1、F2、F3…,求合力F時,可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解.x軸上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…y軸上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…合力大?。篎=合力方向：與x軸夾角為θ，則tanθ=.滑滑梯是小孩很喜歡的娛樂活動．如圖所示，一個小孩正在滑梯上勻速下滑，則()A.小孩所受的重力與小孩所受的彈力大小相等B.小孩所受的重力與小孩所受的摩擦力大小相等C.小孩所受的彈力和摩擦力的合力大于小孩所受的重力D.小孩所受的重力和彈力的合力與小孩所受的摩擦力大小相等【解析】選D.小孩在滑梯上受力如圖所示，將重力按力的作用效果分解，設(shè)滑梯斜面傾角為θ，則N=mgcosθ，f=mgsinθ，A、B錯誤；小孩在重力、彈力和摩擦力三個力作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等，故C錯誤，D正確.共點桐力的央合成【例證1】斗(2碌01撥1·廣東華高考)如圖即所示億的水臘平面寇上，飄橡皮貴繩一體端固越定，筋另一爺端連洽接兩報根彈魔簧，岔連接土點P在F1、F2和F3三力久作用球下保觀持靜肺止，抵下列門判斷槍正確短的是(齒)A.銜F1>F2>F3B.與F3>F1>F2C.慘F2>F3>F1D.播F3>F2>F1【解題蔽指南】解答刊本題置可以學按照抵以下內(nèi)思路所分析遣：分析P點的受力陵情況將其占中兩個力桑合成由幾窗何知會識判斷三墓力大雄小關(guān)轉(zhuǎn)系【自主碧解答】選B.線P點受虧力如個圖所尊示：由幾粉何知撈識得F3>F1>F2，故B正確效，A、C、D錯誤.【互動煎探究】若F1、F2的大委小保射持不憲變，攪使F1、F2的夾鋒角減撕小，掃再次素平衡柄時，鐵橡皮價繩的錢拉力F3(戶)A.變大B.變小C.不變D.無法鉆確定【解析】選A.僑F1、F2的合叛力與F3等大起、反簽向，F(xiàn)1、F2的大秋小保擁持不糕變，瓣其合環(huán)力隨戰(zhàn)夾角痰的減雙小而惹增大細，故F3變大開，A正確.【總結(jié)墻提升】解答柴共點議力合經(jīng)成問尊題時衡的解滑題步滴驟與汁應注牌意的變問題1.一般蘭解題很步驟(1瘡)明確鴨研究掛對象淋，分窩析其菜受力詞情況.(2鼠)根據(jù)求平行圈四邊諸形定頸則準風確畫伸出兩兼?zhèn)€共憶點力那的合賽力.(3府)若為貍多個發(fā)共點雀力，賄可依詢次合兩成.(4測)用三很角形倚知識騎進行釘求解金或比思較.2.應注橡意的數(shù)問題(1去)合力簽與分匆力是弟一種壓等效阿替代匯關(guān)系版，合利力不汗一定調(diào)大于淚分力.(2租)三個笨共點安力合佛成時吳，其豎合力凱的最辭小值舊不一查定等亡于兩任個較邊小的粉力的敏和減推去第乖三個豆較大坦的力.【變式庸備選】如圖瘡所示訂，物刪體A在同晃一平面內(nèi)拴的四湊個共也點力F1、F2、F3和F4的作葉用下處些于靜沾止狀響態(tài)，遭若其顆中力F1沿逆恒時針抹方向轉(zhuǎn)床過12所0°而保雕持其他大小獅不變費，且變其他三個何力的戲大小章和方孩向均慎不變繭，則爹此時撞物體所受典的合包力大把小為(吳)【解析】選B.物體A在同擺一平愉面內(nèi)戲的四釘個共口點力牢作用肺下處克于靜五止狀態(tài)員，其遮合力掩為零招，則F2、F3、F4三個叉力的帖合力貨與F1等大源反向膨，將F1沿逆信時針汽方向貪旋轉(zhuǎn)12丸0°而保叉持其塌大小素不變勢時，親物體剩受的笨四個力狗的合沉力即溝為大童小均品為F1、方熊向間依夾角搏為60楊°的兩傍個力夫的合力，鄉(xiāng)豐故F合=2慮F1co匯s3吸0°桑=，B正確.力的巡壽分解訊方法【例證2】押(2統(tǒng)01墊1·海南砌高考)如圖肺，墻槍上有費兩個釘貴子a和b，它隨們的把連線步與水市平方壞向的伯夾角為45日°，兩遙者的匠高度忍差為l.一條驕不可稈伸長叫的輕質(zhì)案細繩忽一端庫固定屈于a點，沿另一苗端跨替過光護滑釘子b懸掛閘一質(zhì)殼量為m1的重極物.在繩你子距a端的c點有甩一固釀定繩跑圈.若繩挑圈上默懸掛啞質(zhì)量游為m2的鉤回碼，印平衡悲后繩的ac段正起好水悲平，葵則重地物和睡鉤碼釋的質(zhì)箱量比唯為(隊)說明:請嘗勉試運使用不夏同的盆力的蟻合成類和分緊解方遵法求煉解本關(guān)題.【解題駐指南】解答焰本題吳可用侄三種毒方法經(jīng)：(1貼)鉤碼住的拉掀力產(chǎn)順生了醫(yī)兩個閑效果光，即丸分別網(wǎng)沿ac繩和bc繩方麻向產(chǎn)仔生的筍力的綿效果會，可傾將拉敵力按阻力的愿效果像分解.(2豪)a合c繩與喊鉤碼恰拉力羊垂直內(nèi)，可胳考慮兼用正縫交分億解法.(3肥)a踢c繩與bc繩拉的力的桌合力默與鉤翻碼的予拉力滿平衡裁，可渡用力總的合泰成法.【自主蔬解答】選C.方法微一：歌力的拔作用射效果市分解堵法鉤碼隆的拉討力F等于峰鉤碼臉重力m2g.將F沿ac和bc方向萍分解盜，兩嘴個分那力分株別為Fa、Fb，如向圖甲促所示能，其中中Fb=m1g，由軌幾何啦關(guān)系炭可得鹽：方法既二：匙正交舞分解瘋法繩圈姨受到程三個繞力作塵用Fa、Fb、F，如圖據(jù)乙所矮示.將Fb沿水荷平方課向和削豎直別方向戶正交豆分解懂，列滋方程慨得：m1gc彈os板θ=鈔m2g，由灑幾何享關(guān)系洗得co贈sθ鐘=解得答：臉故C正確.方法光三：寶力的蝦合成翅法繩圈休受到奮三個遠力作果用Fa、Fb、F，如圖浩丙所腔示，其中Fa、Fb的合面力與F等大拳反向厚，即F合=F黎=m2g，則：co章sθ教=又有co菊sθ袍=解得宮：搭故C正確.【總結(jié)毛提升】力的逗合成典與分筒解方些法的兆選擇力的休效果府分解布法、嚼正交局分解尖法、提合成乏法都姻是常抽見的擋解題鳳方法襲，一蟲般情庭況下餐，若才物體淘只受伸三個杠力，中力的既效果遷分解片法、牢合成同法解貨題較事為簡魄單，臺在三濁角形板中找爭幾何幟關(guān)系秀，利屢用幾獎何關(guān)詠系或彎三角運形相刻似求今解；警若物迷體受棄三個梢以上莊力，巧多用穿正交亭分解擊法.【變式父訓練】(2桃01惹2·莆田頂模擬)如圖掘所示擱，重訴力為G的物抵體靜匙止在叔傾角彈為α的斜糧面上丈，將渣重力G分解請為垂衰直斜愚面向泥下的燙力F1和平爹行斜癥面向火下的貍力F2，那突么(恨)A.敢F1就是擴物體味對斜識面的衣壓力B.物體帶對斜鄙面的磨壓力遲方向究與F1方向架相同殼，大虎小為Gc媽os擾αC.籌F2就是洪物體肆受到冊的靜符摩擦箏力D.物體女受到撫重力豈、斜酷面對想物體其的支間持力拆、靜破摩擦腐力、F1和F2共五寸個力浙的作牙用【解析】選B.將F1、F2是物啄體所殘受重婚力G的兩定個效乖果，F(xiàn)1的作鴿用效捎果是赴使物臨體壓寸緊斜臟面，抖而不濱是對拖斜面滅的壓韻力，F(xiàn)2的作滿用效眾果是訓使物米體具許有向賴下的武運動智趨勢波，而縱不是幼所受爭靜摩鳴擦力秒，在夏對物跨體受保力分范析時掙，不如會出炭現(xiàn)等陪效力嘉，故轎選項B正確.考查內(nèi)容力的合成在實際問題中的應用【例證】撐桿僚跳是脂一項鋪非常漠受歡躬迎的見運動凳項目滴，小給艷同康學在融網(wǎng)上膊找到返兩張感照片唇，如默圖所極示，蜂一張品是某劈燕運動伍員在聞?chuàng)螚U遷達到遮最高共處瞬渡間的城照片較，一施張是輪漫畫餓圖，替她認狂為漫的畫圖浮與運犧動員潤撐桿染跳有絲式相似慌之處僻，接儀著她荷把運暈動員擔撐桿戲的支沸點與棄地面災接觸邀到運蔑動員煤松手行離開鉛桿的寺過程沾中的昨受力齡情況攪簡化棕為一致個長叔木板話上有扯一木蘭塊的進模型悔，如躲圖所擾示，辨當長拖木板救的傾緒角θ逐漸舅增大必時，點則(惜)A.如果轎木塊脾一直致靜止贏在木需板上才，則游木塊飛所受燃的重帝力、綠支持鮮力和腰靜摩聰擦力緩的合祖力逐韻漸增轟大B.如果閑木塊灶一直芳靜止株在木譜板上劃，則責木塊棵所受顛的重壘力、切支持蒼力和結(jié)靜摩勾擦力掉的合燒力逐預漸減旅小C.如果稻木塊求一直血靜止俯在木券板上泛，則矮木塊異所受喜的重槐力和烏支持事力的陽合力烈逐漸布增大D.如果θ從0°一直窄增大冷到90斤°，則場木塊麻所受梳的摩噸擦力累一直綱增大【規(guī)范叮解答】選C.木塊濾受力害情況禿如圖撈所示執(zhí)，其臭中木則板對花木塊都支持紅力和烈摩擦銳力的勞合力燥等于西重力樹，木笑塊重嶺力的留大小召不變障，而燙木塊臭重力妄與木毀板對孤木塊剖支持黃力的酷合力甚等于車木塊拐和木惹板間困的摩潛擦力賄，對鑰木塊辛分析睛可知糞，木性塊若謝靜止璃在木顛板上什，則窩靜摩揚擦力線一直萌增大姿，直樂至滑立動為襲止，久此后鍬摩擦里力變毛為滑滅動摩堵擦力梯并不辨斷減咸小，忍則C正確賠，D錯；董當木兄塊靜秒止時膠，木么塊所嬌受重奶力、誘支持咳力和奴靜摩拒擦力燥的合木力為識零，播故A、B錯誤.1.今(2封01摧2·無錫笨模擬)如圖喬所示壇，一壤個物漸體受到三速個共通點力F1、F2、F3的作醒用，暗若將講它們平移芝并首顆尾相嘆接，墾三個胖力矢噴量組怖成了莫一個杏封閉三值角形漠，則漢物體快所受赤這三扇個力俘的合傅力大默小為(蒜)A.惹2F1B.宮F2C.蕩2F3D.牧0【解析】選D.由矢曬量三雕角形棍定則秩可以到看出摸，首嗚尾相警接的怨任意資兩個養(yǎng)力合培力必仔與第掙三個漫力大變小相額等、退方向臣相反擊，所訓以這行三個育力的菠合力否為零法，故D正確.2.味(2丈01撒2·運城都模擬)如圖供所示碌，質(zhì)墨量為m的滑塊A受到然與水金平方迎向成θ角斜沖向上義方的汪拉力F作用償，向飄右做即勻速扛直線羽運動醫(yī)，則匙滑塊咬受到的招拉力無與摩贏擦力梁的合薄力的薯大小冷和方舟向是(爺)A.梨Fc癢os資θ哀B.退mg瀉-F顯si去nθC.豎直闊向上D.向上柔偏右【解析】選C.滑塊愁受到駱豎直弦向下叉的重冷力mg、豎懷直向固上的辨彈力N、斜腥向上船的拉撥力F、水鵝平向厲左的迎摩擦首力f，滑浙塊勻越速運盼動，葬處于事平衡衫狀態(tài)某，則柜有F沿水賀平方舒向分勉力與宮摩擦爹力f相等韻，故去合力亭為F沿豎魯直向抗上的橫分力Fs貌in轟θ,衫C正確部，A、B、D錯誤.3.爆20程11年10月15日中習午，漫在第43屆東吩京體們操世錦賽騎上，痛我國像運動凡員陳柿一冰綢勇奪紙吊環(huán)歇冠軍脅，其中有堅一個標高難暮度的憐動作底就是涂先雙漸手撐味住吊討環(huán)，然后字身體稼下移駕，雙驗臂緩葡慢張咽開到建如圖丙所示建位置，償則在眨兩手艷之間短的距嗓離增普