高考物理江蘇專用大一輪復(fù)習(xí)課件第二章相互作用基礎(chǔ)課2.ppt

基礎(chǔ)課2力的合成和分解,知識(shí)點(diǎn)一、力的合成和分解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)力就叫做那幾個(gè)力的_，原來(lái)那幾個(gè)力叫做_。（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1所示均是共點(diǎn)力。圖1,同一點(diǎn),延長(zhǎng)線,3力的合成（1）定義：求幾個(gè)力的_的過程。（2）運(yùn)算法則平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的_的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的_和_。如圖2甲所示。三角形定則：把兩個(gè)矢量_，從而求出合矢量的方法。如圖2乙所示。,合力,共點(diǎn)力,大小,方向,首尾相接,圖2,4力的分解（1）定義：求一個(gè)已知力的_的過程。（2）遵循原則：_定則或_定則。（3）分解方法：按力產(chǎn)生的_分解；正交分解。知識(shí)點(diǎn)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。,分力,平行四邊形,三角形,效果,方向,平行四邊形,定則,沒有,代數(shù)法則,思考判斷（1）兩個(gè)分力大小一定時(shí)，方向夾角越大，合力越小。（）（2）合力一定時(shí)，兩等大分力的夾角越大，兩分力越大。（）（3）1N和2N的合力一定等于3N。（）（4）合力作用在一個(gè)物體上，分力作用在兩個(gè)物體上。（）（5）兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的合力的取值范圍是|F1F2|FF1F2。（）,（6）合力一定大于每一個(gè)分力。（）（7）在進(jìn)行力的合成與分解時(shí)，都要應(yīng)用平行四邊形定則或三角形定則。（）（8）互成角度的兩個(gè)力的合力與分力間一定構(gòu)成封閉的三角形。（）（9）位移、速度、加速度、力和時(shí)間都是矢量。（）,答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）,共點(diǎn)力的合成,1合力大小的范圍（1）兩個(gè)共點(diǎn)力的合成：|F1F2|FF1F2。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|F1F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1F2。（2）三個(gè)共點(diǎn)力的合成。三個(gè)力共線且同向時(shí)，其合力最大為FF1F2F3；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。,2共點(diǎn)力合成的方法（1）作圖法。,（2）計(jì)算法。,3多個(gè)共點(diǎn)力的合成方法依據(jù)平行四邊形定則先求出任意兩個(gè)力的合力，再求這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，以此類推，求完為止。,1對(duì)合力與分力的理解（多選）關(guān)于幾個(gè)力及其合力，下列說(shuō)法正確的是（）A合力的作用效果跟原來(lái)那幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同B合力與原來(lái)那幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上C合力的作用可以替代原來(lái)那幾個(gè)力的作用D求幾個(gè)力的合力遵守平行四邊形定則,解析合力與分力是等效替代的關(guān)系，即合力的作用效果與那幾個(gè)分力的共同作用效果相同，合力可以替代那幾個(gè)分力，但不能認(rèn)為合力與分力同時(shí)作用在物體上，選項(xiàng)A、C正確，B錯(cuò)誤；力是矢量，所以求合力時(shí)遵守平行四邊形定則，選項(xiàng)D正確。答案ACD,2二力的合成（多選）兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2大小不同，它們的合力大小為F，則（）AF1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍BF1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10NCF1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)一定不變D若F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大,解析F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍，選項(xiàng)A正確；F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)不一定增加10N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)可能變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大，選項(xiàng)D正確。答案AD,3三力的合成某物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)共點(diǎn)力作用，在如圖3所示的四種情況中（坐標(biāo)紙中每格的邊長(zhǎng)表示1N大小的力），該物體所受的合外力大小正確的是（）,圖3,A圖甲中物體所受的合外力大小等于4NB圖乙中物體所受的合外力大小等于2NC圖丙中物體所受的合外力等于0D圖丁中物體所受的合外力等于0解析圖甲中，先將F1與F3合成，然后再由勾股定理求得合力大小等于5N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖乙中，先將F1與F3正交分解，再合成，求得合力大小等于5N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖丙中，可將F3正交分解，求得合力大小等于6N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)三角形定則，圖丁中合力等于0，選項(xiàng)D正確。答案D,力的分解,1力的分解常用的方法,2.力的分解問題選取原則（1）選用哪一種方法進(jìn)行力的分解要視情況而定，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)，常按實(shí)際效果進(jìn)行分解，若這三個(gè)力中，有兩個(gè)力互相垂直，可選用正交分解法。（2）當(dāng)物體受到三個(gè)以上的力時(shí)，常用正交分解法。,【典例】（多選）如圖4所示，電燈的重力G10N，AO繩與頂板間的夾角為45，BO繩水平，AO繩的拉力為FA，BO繩的拉力為FB，則（注意：要求按效果分解和正交分解兩種方法求解）（）,圖4,答案AD,圖5,答案C,2正交分解法的應(yīng)用（多選）如圖6所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)。已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為（）,圖6,AmgB（mgFsin）C（mgFsin）DFcos,解析木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff。沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解，如圖所示（這樣建立坐標(biāo)系只需分解F），由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以在x軸上，向左的力,等于向右的力（水平方向二力平衡）；在y軸上，向上的力等于向下的力（豎直方向二力平衡）。即FcosFf，F(xiàn)NmgFsin，又FfFN，解得，F(xiàn)f（mgFsin），故選項(xiàng)B、D正確。,答案BD,3力的分解法在生活、生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用假期里，一位同學(xué)在廚房里幫助媽媽做菜，對(duì)菜刀發(fā)生了興趣。他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，刀刃前部的頂角小，后部的頂角大，如圖7所示，他先后作出過幾個(gè)猜想，其中合理的是（）,圖7,A刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便，外形美觀，跟使用功能無(wú)關(guān)B在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，分開其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)C在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越大，分開其他物體的力越大D在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越小，分開其他物體的力越大,答案D,按實(shí)際效果分解力的一般思路,方法技巧,繩上的“死結(jié)”和“活結(jié)”模型1“死結(jié)”模型“死結(jié)”可理解為把繩子分成兩段，且不可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn)?！八澜Y(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩，因此由“死結(jié)”分開的兩段繩子上的彈力大小不一定相等。,2“活結(jié)”模型“活結(jié)”可理解為把繩子分成兩段，且可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn)?！盎罱Y(jié)”一般是由繩跨過滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩子雖然因“活結(jié)”而彎曲，但實(shí)際上是同一根繩，所以由“活結(jié)”分開的兩段繩子上彈力的大小一定相等，兩段繩子合力的方向一定沿這兩段繩子夾角的平分線。,圖8,解析分別以物體A、B和結(jié)點(diǎn)O及小滑輪為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，對(duì)物體A有mAgFOa，對(duì)小滑輪有2FOacos30FOP，聯(lián)立解得mA2kg，F(xiàn)Oa20N，選項(xiàng)B正確；同一根細(xì)線上的張力相同，故OP的延長(zhǎng)線為細(xì)線張角的角平分線，由此可知OP與豎直方向的夾角為30，,答案ABC,圖9,（1）細(xì)繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比；（2）輕桿BC對(duì)C端的支持力；（3）輕桿HG對(duì)G端的支持力。,解析題圖甲和乙中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小是否等于物體的重力；分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖甲和乙所示，根據(jù)平衡條件可求解。,（1）桿的彈力可以沿桿的方向，也可以不沿桿的方向。對(duì)于一端有鉸鏈的輕桿，其提供的彈力方向一定是沿著輕桿的方向；對(duì)于一端“插入”墻壁或固定的輕桿，只能根據(jù)具體情況進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定桿中的彈力的大小和方向。（2）一根輕繩上各處的張力大小均相等，分析時(shí)關(guān)鍵要判斷是否是一根輕繩，如對(duì)于“活結(jié)”（結(jié)點(diǎn)可以自由移動(dòng)）就屬于一根繩子，對(duì)于“死結(jié)”（即結(jié)點(diǎn)不可自由移動(dòng)），結(jié)點(diǎn)兩端就屬于兩根繩子，繩兩端的拉力大小就不相等。,規(guī)律總結(jié),1（2016全國(guó)卷，19）（多選）如圖10，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊b仍始終保持靜止，則（）,圖10,A繩OO的張力也在一定范圍內(nèi)變化B物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化解析由于物體a、b均保持靜止，各繩角度保持不變，對(duì)a受力分析得，繩的拉力Tmag，所以物體a受到繩的拉力保持不變。由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側(cè)繩的拉力相等，所以b受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；a、b受到繩的拉力大小、方向均,不變，所以O(shè)O的張力不變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)b進(jìn)行受力分析，如圖所示。由平衡條件得：TcosfFcos，F(xiàn)sinFNTsinmbg。其中T和mbg始終不變，當(dāng)F大小在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，支持力在一定范圍內(nèi)變化，B選項(xiàng)正確；摩擦力也在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，D選項(xiàng)正確。,答案BD,2（2014山東理綜，14）如圖11所示，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋千。某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變。木板靜止時(shí)，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后（）,圖11,AF1不變，F(xiàn)2變大BF1不變，F(xiàn)2變小CF1變大，F(xiàn)2變大DF1變小，F(xiàn)2變小,答案A,3（2017江蘇無(wú)錫市高三期中）如圖12所示吊環(huán)動(dòng)作，先雙手撐住吊環(huán)（設(shè)開始時(shí)兩繩與肩同寬），然后身體下移，雙臂緩慢張開到如圖所示位置。則在兩手之間的距離增大過程中吊環(huán)兩根繩的拉力為FT（兩個(gè)拉力大小相等）及它們的合力F大小變化情況為（）,圖12,AFT增大，F(xiàn)不變BFT增大，F(xiàn)增大CFT增大，F(xiàn)減小DFT