高考物理一輪復(fù)習(xí)-2.2力的合成與分解同步課件

高考物理一輪復(fù)習(xí)-2.2力的合成與分解同步課件第一頁，共43頁。一、力的合成1．合力與分力(1)定義：如果一個力__________跟幾個力共同作用的效果相同，這一個力就叫那幾個力的_____，那幾個力就叫這個力的_____．(2)關(guān)系：合力和分力是一種_________關(guān)系．2．共點(diǎn)力：作用在物體的_______，或作用線的_______交于一點(diǎn)的力．3．力的合成：求幾個力的_____的過程．4．力的運(yùn)算法則產(chǎn)生的效果合力分力等效替代同一點(diǎn)延長線合力第一頁第二頁，共43頁。(1)三角形定則：把兩個矢量_________從而求出合矢量的方法．(如圖2－2－1所示)(2)平行四邊形定則：求互成角度的______的合力，可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作__________，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的_____和_____．首尾相連兩個力平行四邊形大小方向圖2－2－1第二頁第三頁，共43頁。思考感悟(1)合力一定大于分力嗎？(2)作用在不同物體上的力能進(jìn)行合成嗎？提示：(1)合力可能大于分力，可能小于分力，也可能等于分力．(2)只有作用在同一物體上的共點(diǎn)力才能進(jìn)行合成．第三頁第四頁，共43頁。二、力的分解1．概念：求一個力的_____的過程．2．遵循的原則：__________定則或______定則．3．分解的方法(1)按力產(chǎn)生的_________進(jìn)行分解．(2)_____分解．分力平行四邊形三角形實(shí)際效果正交第四頁第五頁，共43頁。一、共點(diǎn)力合成的方法1．作圖法根據(jù)兩個分力的大小和方向，再利用平行四邊形定則作出對角線，根據(jù)表示分力的標(biāo)度去度量該對角線，對角線的長度就代表了合力的大小，對角線與某一分力的夾角就可以代表合力的方向．如圖2－2－2所示，F(xiàn)1＝45N，F(xiàn)2＝60N，F(xiàn)合＝75N，α＝53°.即合力大小為75N，與F1夾角為53°.圖2－2－2第五頁第六頁，共43頁。2．解析法根據(jù)力的平行四邊形定則作出力的合成的圖示，如圖2－2－3所示．圖2－2－3第六頁第七頁，共43頁。第七頁第八頁，共43頁。圖2－2－4第八頁第九頁，共43頁。第九頁第十頁，共43頁。應(yīng)用指導(dǎo)：如合成圖或分解圖為菱形，應(yīng)轉(zhuǎn)化為直角三角形計(jì)算．即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1.(2010年高考廣東卷)圖2－2－5為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長度相等，拉力分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是()圖2－2－5第十頁第十一頁，共43頁。A．FA一定小于GB．FA與FB大小相等C．FA與FB是一對平衡力D．FA與FB大小之和等于G第十一頁第十二頁，共43頁。第十二頁第十三頁，共43頁。第十三頁第十四頁，共43頁。2．三個共點(diǎn)力的合成(1)最大值：三個力同向時，其合力最大，為Fmax＝F1＋F2＋F3.(2)最小值：以這三個力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力的最小值為零，即Fmin＝0；如不能，則合力的最小值的大小等于最大的一個力減去另外兩個力和的絕對值，F(xiàn)min＝F1－|F2＋F3|(F1為三個力中最大的力)．第十四頁第十五頁，共43頁。特別提醒：(1)求合力時，要注意正確理解合力與分力的關(guān)系：①效果關(guān)系：合力的作用效果與各分力共同的作用效果相同，它們具有等效替代性．②大小關(guān)系：合力與分力誰大要視情況而定，不能形成合力總大于分力的定勢思維．(2)三個共點(diǎn)力合成時，其合力的最小值不一定等于兩個較小力的和減去第三個較大的力．第十五頁第十六頁，共43頁。第十六頁第十七頁，共43頁。三、兩種常用的分解方法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實(shí)際分力的方向；(2)再根據(jù)兩個實(shí)際分力方向畫出平行四邊形；(3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出兩分力的大小．第十七頁第十八頁，共43頁。2．正交分解法(1)正交分解方法把一個力分解為互相垂直的兩個分力，特別是物體受多個力作用時，把物體受到的各力都分解到互相垂直的兩個方向上去，然后分別求出每個方向上力的代數(shù)和．(2)運(yùn)用正交分解法解題的步驟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)x、y的選擇應(yīng)盡可能使更多的力落在坐標(biāo)軸上．第十八頁第十九頁，共43頁。②正交分解各力，即分別將各力投影到坐標(biāo)軸上，分別求x軸和y軸上各力投影的合力Fx和Fy，其中Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…；Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋….第十九頁第二十頁，共43頁。圖2－2－6第二十頁第二十一頁，共43頁。特別提醒：在實(shí)際問題中進(jìn)行力的分解時，有實(shí)際意義的分解方法是按力的實(shí)際效果進(jìn)行的，而正交分解法則是根據(jù)需要而采用的一種方法，其主要目的是將一般的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算．第二十一頁第二十二頁，共43頁。即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)3.如圖2－2－7所示，輕繩AO和BO共同吊起質(zhì)量為m的重物．AO與BO垂直，BO與豎直方向的夾角為θ，OC連接重物，則()圖2－2－7第二十二頁第二十三頁，共43頁。第二十三頁第二十四頁，共43頁。解析：選AC.結(jié)點(diǎn)O受到的繩OC的拉力FC等于重物所受重力mg，將拉力FC沿繩AO和BO所在直線進(jìn)行分解，兩分力分別等于拉力FA和FB，如圖所示，由力的圖示解得：FA＝mgsinθ，F(xiàn)B＝mgcosθ.第二十四頁第二十五頁，共43頁。例1、(2011年諸暨中學(xué)調(diào)研)如圖2－2－8所示，繩與桿均不計(jì)重力，承受力的最大值一定．A端用絞鏈固定，滑輪O在A點(diǎn)正上方(滑輪大小及摩擦均可忽略)，B端吊一重物P，現(xiàn)施加拉力FT將B緩慢上拉(均未斷)，在桿達(dá)到豎直前()圖2－2－8題型一相似三角形法的應(yīng)用第二十五頁第二十六頁，共43頁。A．繩子越來越容易斷B．繩子越來越不容易斷C．桿越來越容易斷D．桿越來越不容易斷第二十六頁第二十七頁，共43頁。圖2－2－9第二十七頁第二十八頁，共43頁?！敬鸢浮緽【規(guī)律總結(jié)】相似三角形法一般處理三力作用下且三力不構(gòu)成直角三角形的平衡(動態(tài)平衡)問題．第二十八頁第二十九頁，共43頁。變式訓(xùn)練1如圖2－2－10所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一個小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球，小球置于半球面上的A點(diǎn)，另一端繞過定滑輪．今緩慢拉繩使小球從A點(diǎn)滑向半球頂點(diǎn)(未到頂點(diǎn))，則此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮N及細(xì)繩的拉力FT大小的變化情況是()圖2－2－10第二十九頁第三十頁，共43頁。A．FN變大，F(xiàn)T變大B．FN變小，F(xiàn)T變大C．FN不變，F(xiàn)T變小D．FN變大，F(xiàn)T變小第三十頁第三十一頁，共43頁。例2、如圖2－2－11所示，用繩AC和BC吊起一重100N的物體，兩繩AC、BC與豎直方向的夾角分別為30°和45°.求：繩AC和BC對物體的拉力的大小．圖2－2－11題型二正交分解法的應(yīng)用第三十一頁第三十二頁，共43頁。【思路點(diǎn)撥】對物體受力分析，建立直角坐標(biāo)系，然后對力進(jìn)行正交分解，最后列方程求解Fx＝0，F(xiàn)y＝0.第三十二頁第三十三頁，共43頁。解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！以物體C為研究對象，受力分析并建立如圖2－2－12所示的正交坐標(biāo)系．圖2－2－12第三十三頁第三十四頁，共43頁。第三十四頁第三十五頁，共43頁。【名師歸納】一般情況下，應(yīng)用正交分解建立坐標(biāo)系時，應(yīng)盡量使所求量(或未知量)“落”在坐標(biāo)軸上，這樣解方程較簡單，但在本題中，由于兩個未知量FAC和FBC與豎直方向夾角已知，所以坐標(biāo)軸選取了沿水平和豎直兩個方向．第三十五頁第三十六頁，共43頁。例3、(2011年麗水模擬)如圖2－2－13所示，在一個半圓環(huán)上用兩根細(xì)線懸掛一個重G的物體，設(shè)法使OA線固定不動，將OB線從豎直位置沿半圓環(huán)緩緩移到水平位置OB′，則OA與OB線中受到的拉力FA、FB的變化情況是()圖2－2－13題型三圖解法分析動態(tài)變化問題第三十六頁第三十七頁，共43頁?！舅悸伏c(diǎn)撥】本題重力作為分解的對象，它對兩繩產(chǎn)生兩個拉緊的效果，即兩分力方向是沿繩所在直線的，先作初始的力分解平行四邊形，然后根據(jù)OB繩的方向變化作出各位置的平行四邊形，從圖中判斷各力的變化情況．第三十七頁第三十八頁，共43頁。【解析】因?yàn)槔K結(jié)點(diǎn)O受到重物的拉力F，所以才使OA繩和OB繩受力，因此將拉力F分解為FA和FB(如圖2－2－14所示)．OA繩固定，則FA的方向不變，從OB向下靠近OB′的過程中，在B1、B2、B3三個位置，兩繩受力分別為FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3.從圖形上看出，F(xiàn)A逐漸變大，而FB卻先減小后增大，當(dāng)OB⊥OA時，F(xiàn)B最?。畧D2－2－14第三十八頁第三十九頁，共43頁?！敬鸢浮緿【規(guī)律總結(jié)】分析動態(tài)平衡中各力的變化情況是一種常見題型，其特點(diǎn)有：①合力大小和方向不變；②一個分力的方向不變．圖解法具有簡單、直觀的優(yōu)點(diǎn)．第三十九頁第四十頁，共43頁。變式訓(xùn)練2如圖2－2－15所示，繩OA、OB懸掛重物于O點(diǎn)，開始時OA水