2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第2章 第7講 力的合成與分解

第二章相互作用第7講力的合成與分解知識(shí)梳理·易錯(cuò)辨析核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破名師講壇·素養(yǎng)提升提能訓(xùn)練練案[9]知識(shí)梳理·易錯(cuò)辨析一、力的合成與分解1．合力與分力(1)定義：如果一個(gè)力______________跟幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這一個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的________，原來(lái)那幾個(gè)力叫作________。(2)關(guān)系：合力和分力是____________的關(guān)系。產(chǎn)生的效果合力分力等效替代2．共點(diǎn)力作用在物體的__________，或作用線的__________交于一點(diǎn)的力。如下圖所示均是共點(diǎn)力。同一點(diǎn)延長(zhǎng)線3．力的合成(1)定義：求幾個(gè)力的________的過(guò)程。(2)運(yùn)算法則①平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的__________的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊做平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的________和________。如圖甲所示。②三角形定則：把兩個(gè)矢量____________，從而求出合矢量的方法。如圖乙所示。合力共點(diǎn)力大小方向首尾相接4．力的分解(1)定義：求一個(gè)已知力的________的過(guò)程。(2)遵循原則：______________定則或__________定則。(3)分解方法：①按力產(chǎn)生的________分解；②正交分解。分力平行四邊形三角形效果二、矢量和標(biāo)量1．矢量既有大小又有________的量，相加時(shí)遵從__________________。2．標(biāo)量只有大小________方向的量，求和時(shí)按____________相加。方向平行四邊形定則沒(méi)有代數(shù)法則1．兩個(gè)力的合力一定大于任何一個(gè)分力。()2．兩個(gè)分力大小一定時(shí)，夾角θ越大，合力越小。()3．合力一定時(shí)，兩等大分力的夾角θ越大，兩分力越大。()4．不考慮力的實(shí)際效果時(shí)，一個(gè)力可以對(duì)應(yīng)無(wú)數(shù)對(duì)分力。()5．將一個(gè)力F分解為兩個(gè)力F1、F2，F(xiàn)是物體實(shí)際受到的力。()6．合力與分力可以同時(shí)作用在物體上。()×√√√√×7．2N的力能夠分解成6N和3N的兩個(gè)分力。()8．如果合力是阻力，則它的每一個(gè)分力都是阻力。()9．位移是矢量，相加時(shí)可以用算術(shù)法直接求和。()10．有方向的物理量一定是矢量。()××××核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破1力的合成(基礎(chǔ)考點(diǎn)·自主探究)1．共點(diǎn)力合成的常用方法(1)作圖法：從力的作用點(diǎn)起，按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力F1和F2的圖示，再以F1和F2的圖示為鄰邊作平行四邊形，畫(huà)出過(guò)作用點(diǎn)的對(duì)角線，量出對(duì)角線的長(zhǎng)度，計(jì)算出合力的大小，量出對(duì)角線與某一力的夾角確定合力的方向(如圖所示)。(2)計(jì)算法：幾種特殊情況的共點(diǎn)力合成2．合力大小的范圍(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。即兩個(gè)力的大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí)，合力最小，為|F1－F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1＋F2。(2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成①三個(gè)力共線且同向時(shí)，其合力最大為F＝F1＋F2＋F3。②以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力最小值為零，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(gè)力減去另外兩個(gè)力的大小之和?！靖櫽?xùn)練】(合力范圍的確定)(多選)一物體靜止于水平桌面上，與水平桌面之間的最大靜摩擦力為5N，現(xiàn)將水平面內(nèi)三個(gè)力同時(shí)作用于物體的同一點(diǎn)，三個(gè)力的大小分別為2N、2N、3N。下列關(guān)于物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是()A．物體所受靜摩擦力可能為2NB．物體所受靜摩擦力可能為4NC．物體可能仍保持靜止D．物體一定被拉動(dòng)ABC[解析]

兩個(gè)2N的力的合力范圍為0～4N，然后與3N的力合成，則三力的合力范圍為0～7N，由于最大靜摩擦力為5N，因此可判定選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。(用作圖法求合力)一物體受到三個(gè)共面共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用，三力的矢量關(guān)系如圖所示(小方格邊長(zhǎng)相等)，則下列說(shuō)法正確的是()A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不確定B．三力的合力有唯一值3F3，方向與F3同向C．三力的合力有唯一值2F3，方向與F3同向D．由題給條件無(wú)法求合力大小B[解析]

先以力F1和F2為鄰邊作平行四邊形，其合力與F3共線，合力大小F12＝2F3，如圖所示，F(xiàn)12再與第三個(gè)力F3合成求合力F合，可得

F合＝3F3，故選B。(用計(jì)算法求合力)(2022·重慶卷)如圖所示，吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具，在豎直平面內(nèi)受重力、拉力和摩擦力(圖中未畫(huà)出摩擦力)的共同作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若拉力大小與重力大小相等，方向水平向右，重力加速度為g，則擦窗工具所受摩擦力()B2力的分解(能力考點(diǎn)·深度研析)力的分解的兩種常用方法1．按力的效果分解2．正交分解法(1)定義：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。(2)建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上)；在動(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。(3)方法：物體受到多個(gè)力作用F1、F2、F3…，求合力F時(shí)，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＋…(4)力的分解方法選取原則①一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)物體受到三個(gè)或三個(gè)以下的力時(shí)，常按效果進(jìn)行分解，若這三個(gè)力中，有兩個(gè)力互相垂直，優(yōu)先選用正交分解法。②當(dāng)物體受到三個(gè)以上的力時(shí)，常用正交分解法。3．力的分解中的唯一性和多解性已知條件示意圖解的情況已知合力與兩個(gè)分力的方向(兩分力不平行)有唯一解已知條件示意圖解的情況已知合力與兩個(gè)分力的大小(兩分力不平行)在同一平面內(nèi)有兩解或無(wú)解(當(dāng)F<|F1－F2|或F>F1＋F2時(shí)無(wú)解)已知合力與一個(gè)分力的大小和方向有唯一解已知條件示意圖解的情況已知合力與一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向在0<θ<90°時(shí)有三種情況：(1)當(dāng)F1＝Fsinθ或F1≥F時(shí)，有一組解；(2)當(dāng)F1<Fsinθ時(shí)，無(wú)解；(3)當(dāng)Fsinθ<F1<F時(shí)，有兩組解。若90°<θ<180°，僅F1>F時(shí)有一組解，其余情況無(wú)解?考向1力的效果分解法2023年夏季，我國(guó)北方地區(qū)陸續(xù)進(jìn)入主汛期。突如其來(lái)的洪澇災(zāi)害造成路面塌陷、橋梁垮塌，一汽車(chē)行駛中不慎陷入泥潭，天無(wú)絕人之路，碰巧在車(chē)前方30m處有一棵大樹(shù)，如圖甲所示，司機(jī)拿出后備箱里的繩索一端系在車(chē)上，一端系在樹(shù)上，他在繩索中點(diǎn)垂直繩子施加F＝100N的水平恒力，將繩索中點(diǎn)拉離原位置x＝30cm，如圖乙所示，結(jié)果就把車(chē)?yán)顺鰜?lái)。則車(chē)被拉出時(shí)繩子對(duì)車(chē)的拉力約為(θ角很小時(shí)，sinθ≈tanθ)()A．500N B．1000NC．2500N D．5000NC[解析]

如圖所示按照力的實(shí)際作用效果分解的步驟?考向2力的正交分解法

(2022·遼寧卷)如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲OM、ON與豎直方向夾角分別為α、β(α>β)。用F1、F2分別表示OM、ON的拉力，則()A．F1的豎直分力大于F2的豎直分力B．F1的豎直分力等于F2的豎直分力C．F1的水平分力大于F2的水平分力D．F1的水平分力等于F2的水平分力D?考向3力分解中的唯一性和多解性C名師講壇·素養(yǎng)提升“動(dòng)桿”和“定桿”與“活結(jié)”和“死結(jié)”問(wèn)題?考向1

“動(dòng)桿”和“定桿”模型“動(dòng)桿”模型“定桿”模型處于平衡狀態(tài)時(shí)桿的彈力方向一定沿桿桿的彈力方向不一定沿桿，可沿任意方向C．圖甲輕桿中彈力與細(xì)線OB中拉力的合力方向一定沿豎直方向D．圖乙中∠B′O′A′不可能等于30°(多選)圖甲中輕桿OA的A端固定在豎直墻壁上，另一端O光滑，一端固定在豎直墻壁B點(diǎn)的細(xì)線跨過(guò)O端系一質(zhì)量為m的重物，OB水平；圖乙中輕桿O′A′可繞A′點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端O′光滑；一端固定在豎直墻壁B′點(diǎn)的細(xì)線跨過(guò)O′端系一質(zhì)量也為m的重物。已知圖甲中∠BOA＝30°，以下說(shuō)法正確的是()AC為活結(jié)，O′兩側(cè)細(xì)線中拉力大小相等，“動(dòng)桿”中彈力方向沿“動(dòng)桿”方向，“動(dòng)桿”O(jiān)′A′中彈力大小等于O′兩側(cè)細(xì)線中拉力的合力大小，兩細(xì)線夾角不確定，輕桿中彈力無(wú)法確定，∠B′O′A′可能等于30°，故B、D錯(cuò)誤；根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，題圖甲中輕桿彈力與細(xì)線OB中拉力的合力方向一定與豎直細(xì)線的拉力方向相反，即豎直向上，故C正確。?考向2

“活結(jié)”和“死結(jié)”

“活結(jié)”模型“死結(jié)”模型圖例特點(diǎn)“活結(jié)”兩側(cè)輕繩的張力大小相等“死結(jié)”兩側(cè)輕繩的張力大小不一定相等(2023·海南卷)如圖所示，工人利用滑輪組將重物緩慢提起，下列說(shuō)法正確的是()A．工人受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力B．工人對(duì)繩的拉力和繩對(duì)工人的拉力是一對(duì)作用力與反作用力C．重物緩慢拉起過(guò)程中，繩子拉力變小D．重物緩慢拉起過(guò)程中，繩子拉力不變B[解析]

對(duì)人受力分析有則有FN＋FT＝mg其中工人對(duì)繩的拉力和繩對(duì)工人的拉力是一對(duì)作用力與反作用力，A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)滑輪做受力分析有[解析]

設(shè)甲、乙兩物體的質(zhì)量均為m，對(duì)O點(diǎn)進(jìn)行受力分析，右側(cè)細(xì)繩上的拉力大小為mg，左側(cè)細(xì)繩上的拉力大小為F，O