高考物理總復(fù)習(xí)第2章相互作用第2節(jié)力的合成與分解市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

高三一輪總復(fù)習(xí)物理1/56必修一第二章相互作用2/56第二節(jié)力合成與分解3/56欄目導(dǎo)航1235基礎(chǔ)知識(shí)整合熱門考點(diǎn)研析方法技巧歸納考題隨堂演練4物理模型構(gòu)建4/56基礎(chǔ)知識(shí)整合5/56如圖所表示，靜止于光滑水平面上物體，力F作用于物體重心O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體在水平面內(nèi)沿OO′方向運(yùn)動(dòng)，那么必須同時(shí)施加另一個(gè)力F1，求這個(gè)力F1最小值．【思緒引導(dǎo)】

1.物體在水平面內(nèi)沿OO′方向運(yùn)動(dòng)，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎？怎樣確保做直線運(yùn)動(dòng)？2．依據(jù)力合成與分解知識(shí)作出平行四邊形，怎樣確定力最小值？6/56【解析】

本題包括力分解問題，考查了分力與協(xié)力關(guān)系，應(yīng)用三角形定則能夠正確求解．要使協(xié)力沿OO′方向，拉力F和未知力F1協(xié)力沿著OO′方向即可．依據(jù)平行四邊形定則作圖：由圖能夠判斷出當(dāng)未知力F1垂直于OO′時(shí)，F(xiàn)1最小，此時(shí)F1＝Fsinθ.7/56力合成1．協(xié)力與分力(1)定義：幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生效果與一個(gè)力作用效果_______，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力_______，那幾個(gè)力叫做這個(gè)力_______．(2)關(guān)系：協(xié)力與分力是____________關(guān)系．知識(shí)點(diǎn)1

相同協(xié)力分力等效替換8/562．共點(diǎn)力幾個(gè)力作用在一個(gè)物體上，作用線或作用線延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力．如圖所表示：3．力合成(1)定義：求幾個(gè)力_______，叫做力合成．(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則或_________定則．協(xié)力三角形9/56力分解1．定義：求解一個(gè)已知力_______，叫做力分解．2．運(yùn)算法則：力分解是____________逆運(yùn)算，遵照平行四邊形定則或_________定則．3．分解方法(1)按力作用效果分解．(2)正交分解．知識(shí)點(diǎn)2分力力合成三角形10/56尤其提醒兩種求解協(xié)力方法1．作圖法需要嚴(yán)格用同一標(biāo)度作出力圖示，作出規(guī)范平行四邊形，才能較準(zhǔn)確求出協(xié)力大小和方向．2．計(jì)算法只需做出力示意圖，利用數(shù)學(xué)知識(shí)求解，適合用于兩力夾角是特殊角情況．11/56熱門考點(diǎn)研析12/561.合成運(yùn)算法則(1)平行四邊形定則求兩個(gè)互成角度共點(diǎn)力F1和F2協(xié)力，能夠用表示F1和F2有向線段為鄰邊作平行四邊形，平行四邊形對(duì)角線表示協(xié)力大小和方向，如圖所表示：共點(diǎn)力合成考點(diǎn)

113/56(2)三角形定則把兩個(gè)分力首尾順次連接起來，第一個(gè)分力尾到第二個(gè)分力首有向線段表示協(xié)力大小和方向，如圖所表示：14/562．協(xié)力大小范圍(1)兩個(gè)共點(diǎn)力合成兩個(gè)力大小不變時(shí)，其協(xié)力隨夾角增大而減小．當(dāng)兩力反向時(shí)，協(xié)力最小，為|F1－F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，協(xié)力最大，為F1＋F2；協(xié)力大小范圍為：|F1－F2|≤F合≤F1＋F2.(2)三個(gè)共點(diǎn)力合成①三個(gè)力同向共線時(shí)，其協(xié)力最大，為F1＋F2＋F3.②任取兩個(gè)力，求出其協(xié)力范圍，假如第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi)，則三個(gè)力協(xié)力最小值為零，假如第三個(gè)力不在這個(gè)范圍內(nèi)，則協(xié)力最小值為最大一個(gè)力減去另外兩個(gè)較小力和絕對(duì)值．15/56

(多項(xiàng)選擇)(年廣東高考)如圖所表示，三條繩子一端都系在細(xì)直桿頂端，另一端都固定在水平地面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長(zhǎng)度不一樣，以下說法正確有(

)A．三條繩中張力都相等B．桿對(duì)地面壓力大于本身重力C．繩子對(duì)桿拉力在水平方向協(xié)力為零D．繩子拉力協(xié)力與桿重力是一對(duì)平衡力【思緒引導(dǎo)】

1.桿處于何種狀態(tài)？平衡狀態(tài)條件是什么？2．平衡力特點(diǎn)是什么？例1

16/56【解析】

三條繩長(zhǎng)度不一樣，拉力與豎直方向夾角不一樣，桿保持豎直，在水平方向受力為零，則三條繩中張力一定不相等，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確；桿受到重力、繩張力和地面支持力，依據(jù)共點(diǎn)力平衡可知，支持力大于重力，即桿對(duì)地面壓力大于本身重力，B選項(xiàng)正確；繩子拉力協(xié)力與桿重力方向向下，不是平衡力，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】

BC17/56【總結(jié)提升】力合成中主要結(jié)論1．協(xié)力一定，兩個(gè)分力夾角越大，兩分力越大．2．兩個(gè)分力一定時(shí)，夾角越大，協(xié)力越?。?．協(xié)力能夠大于分力，等于分力，也能夠小于分力．18/56如圖所表示，丘陵地帶輸電線路電線桿經(jīng)常要拖著電線翻山越嶺，圖中A、C為一根輸電線兩端，B為輸電線最低點(diǎn)，設(shè)輸電線為粗細(xì)均勻均質(zhì)導(dǎo)線，因?yàn)閷?dǎo)線本身重力作用可能使導(dǎo)線在某點(diǎn)斷開，則以下說法正確是(

)A．最易斷裂點(diǎn)在A點(diǎn)B．最易斷裂點(diǎn)在B點(diǎn)C．最易斷裂點(diǎn)在C點(diǎn)D．最易斷裂點(diǎn)不在A、B、C點(diǎn)針對(duì)訓(xùn)練119/56解析：分析B點(diǎn)受力情況，如圖所表示：依據(jù)幾何關(guān)系可知，α>β，F(xiàn)C>FA，A點(diǎn)對(duì)電線拉力小于C點(diǎn)對(duì)電線拉力，即C點(diǎn)比A點(diǎn)更輕易被拉斷，C選項(xiàng)正確．答案：C20/561.按力效果分解2．正交分解(1)建立坐標(biāo)軸靜力學(xué)中以少分解力和輕易分解力為標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力學(xué)中以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系．力分解考點(diǎn)

221/56(2)分解方法將物體所受各個(gè)力均在兩相互垂直方向上分解，如圖所表示：Fx合＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋…Fy合＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋…22/56一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B(中央有孔)，A、B間由細(xì)繩連接著，它們處于如圖所表示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)．此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，且與水平線成30°角．已知B球質(zhì)量為3kg，求：(1)細(xì)繩對(duì)B球拉力大小；(2)A球質(zhì)量．(g取10m/s2)例2

【思緒引導(dǎo)】

1.分析B球受力情況，依據(jù)平衡條件求解細(xì)繩對(duì)球拉力．2．分析A球受力情況，畫出受力分析圖，求解A球質(zhì)量．23/56【解析】

(1)分析A、B球受力情況，如圖所表示：對(duì)于B球，F(xiàn)Tsin30°＝mg，解得細(xì)繩對(duì)B球拉力FT＝2mg＝60N.(2)對(duì)于A球，水平方向：FT′cos30°＝FNAsin30°，豎直方向：FNAcos30°＝mAg＋FT′sin30°，依據(jù)牛頓第三定律可知，F(xiàn)T′＝FT，聯(lián)立各式解得，mA＝2m＝6kg.【答案】

(1)60N

(2)6kg24/56【總結(jié)提升】力合成與分解方法選擇力合成法、效果分解法、正交分解法是常見解題方法．解題過程中怎樣選擇適宜方法是關(guān)鍵．普通情況下，物體只受三個(gè)力情形下，力效果分解法、合成法解題較為簡(jiǎn)單，在三角形中找?guī)缀侮P(guān)系，利用幾何關(guān)系或三角形相同求解．而物體受三個(gè)以上力情況多用正交分解法，但也要視題目詳細(xì)情況而定．25/56如圖所表示(俯視圖)，水平地面上處于伸直狀態(tài)輕繩一端拴在質(zhì)量為m物塊上，另一端拴在固定于B點(diǎn)木樁上，用彈簧測(cè)力計(jì)光滑掛鉤遲緩拉繩，彈簧測(cè)力計(jì)一直與地面平行，物塊在水平拉力作用下遲緩滑動(dòng)，當(dāng)物塊滑動(dòng)至A位置、∠AOB＝120°時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F，則(

)B．木樁受到繩拉力一直大于FC．彈簧測(cè)力計(jì)拉力保持不變D．彈簧測(cè)力計(jì)拉力一直減小針對(duì)訓(xùn)練226/56答案：A27/56方法技巧歸納28/56力分解情況討論1．力分解標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)力，若沒有其它限制，能夠分解為無數(shù)對(duì)大小，方向不一樣分力．我們通常依據(jù)力實(shí)際效果分解力．2．對(duì)力分解討論力分解有解或無解，簡(jiǎn)單地說就是代表協(xié)力對(duì)角線與給定代表分力有向線段是否組成平行四邊形(或三角形)．若能夠組成平行四邊形(或三角形)，說明協(xié)力能夠分解成給定分力，即有解；若不能，則無解．常見四種分解情況有：29/56(1)已知協(xié)力和兩個(gè)分力方向有唯一解(2)已知協(xié)力和兩個(gè)分力大小有兩解或無解(當(dāng)|F1－F2|>F或F>F1＋F2時(shí)無解)30/56(3)已知協(xié)力和一個(gè)分力大小和方向有唯一解(可由三角形確定)(4)已知協(xié)力和一個(gè)分力大小和另一個(gè)分力方向①當(dāng)F2＝Fsinθ或F2>F時(shí)，有唯一解，且Fsinθ是F2最小值．②當(dāng)F2<Fsinθ時(shí)，無解．③當(dāng)Fsinθ<F2<F時(shí)，有兩解．31/56

(多項(xiàng)選擇)如圖所表示，用輕繩吊一個(gè)重為mg小球，欲施一力F使小球在圖示位置平衡(θ＜30°)，以下說法正確是(

)A．力F最小值為mgsinθ例4

B．若力F與繩拉力大小相等，力F方向與豎直方向必成θ角C．若力F與mg大小相等，力F方向與豎直方向可能成θ角D．若力F與mg大小相等，力F方向與豎直方向可能成2θ角【思緒引導(dǎo)】

1.力F處于什么方向時(shí)，含有最小值？2．力F和繩拉力大小相等，協(xié)力是否在兩個(gè)力角平分線上？32/56【解析】

小球受到重力、繩子拉力和力F作用，將重力mg按效果分解，如圖所表示：由圖象可知，當(dāng)拉力F與繩子垂直時(shí)，拉力最小，最小值為mgsinθ，A選項(xiàng)正確；若力F與繩拉力大小相等，拉力與力F協(xié)力必然在兩個(gè)力角平分線上，力F方向與豎直方向必成θ角，B選項(xiàng)正確；若力F與mg大小相等，則兩力協(xié)力必須與繩子在一條直線上，而且在兩個(gè)力角平分線上，故力F方向與豎直方向成2θ角，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．【答案】

ABD33/56針對(duì)訓(xùn)練334/56答案：AC35/56物理模型構(gòu)建36/56力合成份解中“死結(jié)”、“活結(jié)”模型1．“死結(jié)”模型如幾個(gè)繩端有結(jié)點(diǎn)，即幾段繩子系在一起，或一根繩子經(jīng)過結(jié)點(diǎn)分成幾段，謂之“死結(jié)”，那么這幾段繩中張力大小不一定相等．37/562．“活結(jié)”模型同一根繩子中間沒有結(jié)點(diǎn)，繩子各處張力大小相等．“活結(jié)”普通是繩子經(jīng)過光滑滑輪或掛鉤形成，由此分開兩端繩子上彈力大小一定相等，協(xié)力方向一定沿兩繩夾角平分線．3．輕桿彈力輕質(zhì)固定桿(固定在墻內(nèi))彈力方向不一定沿桿方向，作用力方向需要結(jié)合平衡方程或牛頓第二定律求得，而輕質(zhì)活動(dòng)桿(用鉸鏈相連)彈力方向一定沿桿方向．38/56

(屆上海一模)為了研究人們用繩索跨山谷過程中繩索拉力改變規(guī)律，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖(a)所表示試驗(yàn)裝置，他們將不可伸長(zhǎng)輕繩兩端經(jīng)過測(cè)力計(jì)(不計(jì)質(zhì)量及長(zhǎng)度)固定在相距為D兩立柱上，固定點(diǎn)分別為M和N，M低于N，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)(L＞D)．他們首先在繩上距離M點(diǎn)10cm處(標(biāo)識(shí)為C)系上質(zhì)量為m重物(不滑動(dòng))，由測(cè)力計(jì)讀出繩MC、NC拉力大小TM和TN，隨即改變重物懸掛點(diǎn)位置，每次將M到C點(diǎn)距離增加10cm，并讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)，最終得到TM、TN與繩MC長(zhǎng)度之間關(guān)系曲線如圖所表示，由試驗(yàn)可知：例4

39/56(1)曲線Ⅰ中拉力最大時(shí)，C與M點(diǎn)距離為________cm，該曲線為________(選填“TM”或“TN”)曲線．(2)若用一個(gè)光滑掛鉤將該重物掛于繩子上，待穩(wěn)定后，左端測(cè)力計(jì)上示數(shù)為________N.40/56【思緒引導(dǎo)】

1.在C點(diǎn)系上質(zhì)量為m重物，屬于“活結(jié)模型”還是“死結(jié)模型”？2．光滑掛鉤將重物掛在繩子上，屬于什么模型？受力含有什么特點(diǎn)？【解析】

(1)研究結(jié)點(diǎn)C，分析受力如圖所表示：水平方向：TMsinα＝TNsinβ，豎直方向：TMcosα＋TNcosβ＝G，當(dāng)α＝β時(shí)，兩繩上拉力相等，此點(diǎn)距M點(diǎn)較近．41/56當(dāng)C點(diǎn)到M、N點(diǎn)距離相等時(shí)，受力如圖所表示：水平方向滿足，TMsinα＝TNsinβ，此時(shí)α>β，則TM<TN，曲線Ⅱ是TM曲線，曲線Ⅰ是TN曲線．曲線Ⅰ中拉力最大時(shí)，C點(diǎn)距M點(diǎn)100cm.(2)若用一個(gè)光滑掛鉤將該重物掛于繩子上，待穩(wěn)定后，繩子兩端拉力相等，即圖象中交點(diǎn)，左端測(cè)力計(jì)上示數(shù)為4.3N.【答案】

(1)100

TN

(2)4.342/56輕繩兩端A、B固定在天花板上，繩能承受最大拉力為120N．現(xiàn)用摩擦很大掛鉤將一重物掛在繩子上，結(jié)果掛鉤停在C點(diǎn)，如圖所表示，兩端與豎直方向夾角分別為37°和53°.求：針對(duì)訓(xùn)練4(1)此重物最大重力不應(yīng)超出多少？sin37°＝0.6，cos37°＝0.8；(2)若將掛鉤換成一個(gè)光滑小滑輪，重物最大重力可達(dá)多大？43/56解析：(1)分析C點(diǎn)受力如圖所表示：(2)若將掛鉤換成一個(gè)光滑小滑輪，兩根繩子張力大小相等，如圖所表示：答案：(1)150N

(2)168N44/56考題隨堂演練45/561．以下說法中正確是(

)A．力合成與分解都遵照平行四邊形定則B．一個(gè)力只能依據(jù)它實(shí)際作用效果進(jìn)行分解C．協(xié)力方向一定與最大分力方向相同D．一個(gè)力只能分解成兩個(gè)力解析：力合成與分解都遵照平行四邊形定則，A選項(xiàng)正確；一個(gè)力分解有若干種，能夠依據(jù)實(shí)際作用效果分解，也能夠正交分解，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)力平行四邊形定則可知，協(xié)力方向沿著以分力為鄰邊作出對(duì)角線方向，不一定與最大分力方向相同，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；一個(gè)力能分解成兩個(gè)力，也能夠進(jìn)行屢次分解，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：A46/562．有三個(gè)力矢量F1、F2、F3，恰好可圍成一個(gè)封閉直角三角形，在以下四個(gè)選項(xiàng)表示情形中(如圖)，三個(gè)力協(xié)力最大是(

)47/56解析：依據(jù)矢量運(yùn)算法則——三角形定則可知，三力合成時(shí)，能夠先把其中兩個(gè)力合成，然后再與第三個(gè)力合成即可，若三個(gè)力組成首尾相連三角形，則其協(xié)力