醫(yī)學(xué)課件第二相互作用第二講力的合成與分解

1、第二章第二章 相互作用相互作用第二講力的合成與分解第二講力的合成與分解成武二中高三物理組成武二中高三物理組 陳德陳德賓賓一、三年高考考點(diǎn)統(tǒng)計(jì)與分析一、三年高考考點(diǎn)統(tǒng)計(jì)與分析考點(diǎn)考點(diǎn)試題試題題型題型力的合成力的合成與分解與分解2012年浙江年浙江t142012年廣東年廣東t162012年山東年山東t172012年新課標(biāo)年新課標(biāo)t242012年上海年上海t62011年廣東年廣東t162011年江蘇年江蘇t92011年安徽年安徽t14選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題計(jì)算題計(jì)算題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題第二講力的合成與分解第二講力的合成與分解考點(diǎn)考點(diǎn)2013年新課標(biāo)年新課標(biāo)

2、t15/t212013年廣東年廣東t202013年安徽年安徽t14/t242013年北京年北京t162013年重慶年重慶t12013年天津年天津t52013年山東年山東t152013年上海年上海t18一、三年高考考點(diǎn)統(tǒng)計(jì)與分析一、三年高考考點(diǎn)統(tǒng)計(jì)與分析試題試題題型題型力的合成力的合成與分解與分解選擇題選擇題/計(jì)算題計(jì)算題選擇題選擇題選擇題選擇題/計(jì)算題計(jì)算題計(jì)算題計(jì)算題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題選擇題第二講力的合成與分解第二講力的合成與分解1.矢量和標(biāo)量矢量和標(biāo)量()2.力的合成和分解力的合成和分解()實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則四邊形定則高考高考地位地位復(fù)習(xí)

3、復(fù)習(xí)目標(biāo)目標(biāo) 高考對(duì)本章中知識(shí)點(diǎn)高考對(duì)本章中知識(shí)點(diǎn)考查頻率最高的是摩擦力考查頻率最高的是摩擦力及物體的平衡，常涉及力及物體的平衡，常涉及力的的合成與分解合成與分解的知識(shí)。題的知識(shí)。題目常以選擇題的形式出現(xiàn)。目常以選擇題的形式出現(xiàn)。1.理解并掌握平行四邊形定則理解并掌握平行四邊形定則或三角形定則或三角形定則2.會(huì)用作圖法、解析法和正交會(huì)用作圖法、解析法和正交分解法求解合力或分力分解法求解合力或分力3.掌握力的分解的方法，并能掌握力的分解的方法，并能用來(lái)分析解決用來(lái)分析解決生活實(shí)際生活實(shí)際問(wèn)題問(wèn)題考考 綱綱 展示展示考考 情情 分析分析 二、二、2014年高考考情預(yù)測(cè)年高考考情預(yù)測(cè) 1合力與分力合

4、力與分力 (1)定義：如果一個(gè)力定義：如果一個(gè)力 跟幾個(gè)力共同作跟幾個(gè)力共同作用的效果相同，這一個(gè)力就叫那幾個(gè)力的用的效果相同，這一個(gè)力就叫那幾個(gè)力的 ，那幾個(gè)，那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的力就叫這個(gè)力的 。 (2)邏輯關(guān)系：合力和分力是一種在作用效果上的邏輯關(guān)系：合力和分力是一種在作用效果上的 關(guān)系。關(guān)系。 2共點(diǎn)力共點(diǎn)力 作用于物體上作用于物體上 ，或者力的作用線或反向延長(zhǎng)，或者力的作用線或反向延長(zhǎng)線相交于線相交于 的幾個(gè)力。的幾個(gè)力。產(chǎn)生的效果產(chǎn)生的效果合力合力分力分力等效替代等效替代同一點(diǎn)同一點(diǎn)同一點(diǎn)同一點(diǎn)力的合成力的合成基礎(chǔ)知識(shí)回扣基礎(chǔ)知識(shí)回扣記一記記一記 (2)三角形定則：把兩個(gè)矢量的三角

5、形定則：把兩個(gè)矢量的 順順次連結(jié)起來(lái)，第一個(gè)矢量的首端到第二個(gè)矢量次連結(jié)起來(lái)，第一個(gè)矢量的首端到第二個(gè)矢量的尾端的的尾端的 為合矢量如圖所示為合矢量如圖所示. 3共點(diǎn)力的合成法則共點(diǎn)力的合成法則 (1)平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的 f1、f2的合力，可以用表示的合力，可以用表示f1、f2的有向線段為的有向線段為 作作平行四邊形，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 和和 ，如圖，如圖2甲所示。甲所示。 共點(diǎn)力共點(diǎn)力鄰邊鄰邊大小大小方向方向首尾首尾有向線段有向線段圖圖2(3)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成：兩個(gè)共點(diǎn)力的合成： 兩個(gè)

6、力大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而兩個(gè)力大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而 ，當(dāng)兩力反向時(shí)，合力當(dāng)兩力反向時(shí)，合力 ，為，為 ，當(dāng)兩力同，當(dāng)兩力同向時(shí)，合力向時(shí)，合力 ，為，為 。則合力范圍：則合力范圍： 。 (4)三個(gè)共面共點(diǎn)力的合力范圍三個(gè)共面共點(diǎn)力的合力范圍三個(gè)力共線且方向相同時(shí)，其合力最大為三個(gè)力共線且方向相同時(shí)，其合力最大為f .以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力最小值為三角形，則其合力最小值為 ；若不能組成封；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)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

7、和的絕對(duì)值力減去另外兩個(gè)力的和的絕對(duì)值減減小小最小最小最大最大|f1f2|f合合f1f2f1f2f3零零|f1f2|f1f2針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練11三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為f15 n，f210 n，f320 n，則它們的合力，則它們的合力( ) a不會(huì)大于不會(huì)大于35 n b最小值為最小值為5 n c可能為可能為0 d可能為可能為20 n解析：解析：當(dāng)這三個(gè)共點(diǎn)力同向時(shí)，合力最大，其值為：當(dāng)這三個(gè)共點(diǎn)力同向時(shí)，合力最大，其值為：fmaxf1f2f335 n.當(dāng)當(dāng)f1、f2同向，同向，f3與它們反與它們反向時(shí)，合力最小，其值為：向時(shí)，合力最小，其值為：fminf3f1f25 n.

8、因?yàn)檫@三個(gè)力中任意兩個(gè)力的合力都不可能與第三個(gè)因?yàn)檫@三個(gè)力中任意兩個(gè)力的合力都不可能與第三個(gè)力等值反向，因此合力不可能為力等值反向，因此合力不可能為0，它只能在，它只能在5 n35 n的范圍內(nèi)變化正確選項(xiàng)為的范圍內(nèi)變化正確選項(xiàng)為abd。abd記一記記一記 1力的分解力的分解 (1)定義：求一個(gè)已知力的定義：求一個(gè)已知力的 的過(guò)程，是的過(guò)程，是 的逆運(yùn)算。的逆運(yùn)算。 (2)遵循法則：遵循法則： 。 (3)分解的方法；分解的方法； 按力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解。按力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解。 力的正交分解。力的正交分解。 2矢量和標(biāo)量矢量和標(biāo)量 (1)矢量：既有大小又有方向的物理量，求矢量和矢量：既有

9、大小又有方向的物理量，求矢量和時(shí)遵循時(shí)遵循 定則。定則。 (2)標(biāo)量：只有大小標(biāo)量：只有大小 的物理量，求和時(shí)按的物理量，求和時(shí)按算術(shù)法則相加。算術(shù)法則相加。力的分解力的分解分力分力力的合成力的合成平行四邊形平行四邊形沒(méi)有方向沒(méi)有方向平行四邊形定則、三角形定則平行四邊形定則、三角形定則針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2 2.(2012運(yùn)城模擬運(yùn)城模擬)如圖如圖3所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的滑塊的滑塊a受到與水平方向成受到與水平方向成角斜向上方角斜向上方的拉力的拉力f作用，向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則滑塊受到的作用，向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則滑塊受到的拉力與摩擦力的合力的大小和方向是拉力與摩擦力的合力的大小和方向是( )

10、 afsin bmgfsin c豎直向上豎直向上 d向上偏右向上偏右 圖圖3 解析：將力解析：將力f沿水平方向和豎直方向分解，水平沿水平方向和豎直方向分解，水平分力為分力為fcos ，豎直分力為，豎直分力為fsin ，因滑塊勻速直線運(yùn)，因滑塊勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以動(dòng)，所以fcos 與滑塊所受的摩擦力等大反向，因此，與滑塊所受的摩擦力等大反向，因此，滑塊所受的拉力與摩擦力的合力的大小為滑塊所受的拉力與摩擦力的合力的大小為fsin ，方，方向豎直向上，向豎直向上，a、c正確，正確，b、d錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。ac求合力的方法：求合力的方法：1作圖法作圖法： 從力的作用點(diǎn)起，從力的作用點(diǎn)起，按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力

11、按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力f1和和f2的圖示，再以的圖示，再以f1和和f2的圖示為鄰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)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力的夾角確定合力的方向(如圖所示如圖所示)2解析法：解析法： 根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖，然后利用解三根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖，然后利用解三角形的方法求出合力角形的方法求出合力考點(diǎn)探究一：考點(diǎn)探究一：共點(diǎn)力的合成共點(diǎn)力的合成(三年三年12考考)目錄目錄 【例【例1】(2012廣東高考廣東高考)如圖所示

12、如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上天花板上,兩繩與豎直方向的夾角兩繩與豎直方向的夾角都為都為45,日光燈保持水平日光燈保持水平,所受重力為所受重力為g,左右兩繩左右兩繩的拉力大小分別為的拉力大小分別為()22a.gg b.gg221311c. gg d. gg2222和和和和【思考】【思考】(1)(1)請(qǐng)對(duì)日光燈進(jìn)行受力分析請(qǐng)對(duì)日光燈進(jìn)行受力分析, ,分析它受到分析它受到哪些力哪些力, ,各力的關(guān)系如何各力的關(guān)系如何? ?受到的力受到的力:_:_。各力關(guān)系各力關(guān)系:_:_ 。重力、兩繩拉力重力、兩繩拉力 兩繩拉力大小相等、方向垂兩繩拉力大小相等、方向垂直

13、直, ,其合力與重力等大反向其合力與重力等大反向(2)(2)日光燈的受力分析圖如何畫(huà)日光燈的受力分析圖如何畫(huà)? ? 【答案】【答案】b 【解析】【解析】日光燈受重力日光燈受重力g及兩根及兩根繩子的拉力繩子的拉力ft作用而處于平衡狀態(tài)作用而處于平衡狀態(tài),其其受力如圖所示。由于兩個(gè)拉力的夾角受力如圖所示。由于兩個(gè)拉力的夾角成直角成直角,則由力的平行四邊形定則可知?jiǎng)t由力的平行四邊形定則可知g= ,故故ft= g,b選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。22t2t2t2fff規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)解答共點(diǎn)力合成問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題解答共點(diǎn)力合成問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1一般解題步驟一般解題步驟(1)明確研究對(duì)象，分析其受力情況明確研

14、究對(duì)象，分析其受力情況(2)由平行四邊形定則準(zhǔn)確畫(huà)出兩個(gè)共點(diǎn)力的合力由平行四邊形定則準(zhǔn)確畫(huà)出兩個(gè)共點(diǎn)力的合力(3)若為多個(gè)共點(diǎn)力，可依次合成若為多個(gè)共點(diǎn)力，可依次合成(4)用三角形知識(shí)進(jìn)行求解或比較用三角形知識(shí)進(jìn)行求解或比較2應(yīng)注意的問(wèn)題應(yīng)注意的問(wèn)題(1)合力與分力是一種等效替代關(guān)系，合力不一定大合力與分力是一種等效替代關(guān)系，合力不一定大于分力于分力(2)三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于兩個(gè)較小的力的和減去第三個(gè)較大的力兩個(gè)較小的力的和減去第三個(gè)較大的力【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.小紅、小剛兩人共提一桶水勻速小紅、小剛兩人共提一桶水勻速前行前

15、行，如圖所示如圖所示，已知兩人手臂上的拉力大小相已知兩人手臂上的拉力大小相等等均均為為f，兩人手臂間的夾角為兩人手臂間的夾角為，水和水桶的總水和水桶的總重力為重力為g，則下列說(shuō)法中正確的是則下列說(shuō)法中正確的是( )a.當(dāng)當(dāng)為為120時(shí)時(shí)，f=gb.不管不管為何值為何值，f=c.當(dāng)當(dāng)=0時(shí)時(shí)，f=d.越大時(shí)越大時(shí)，f越小越小g2g2ac 【答案答案】ac 【解析】【解析】由力的合成可知由力的合成可知，兩分力大小相等時(shí)兩分力大小相等時(shí),其其夾角夾角=120，f合合=f分分=g;=0時(shí)時(shí)，f分分= f合合= ，故故ac對(duì)對(duì)，b錯(cuò)。在合力一定時(shí)錯(cuò)。在合力一定時(shí)，越大越大，分力越大分力越大，故故d錯(cuò)。錯(cuò)

16、。g212 1.力的效果分解法力的效果分解法 (1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向；向； (2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力的方向畫(huà)出平行四邊形；再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力的方向畫(huà)出平行四邊形； (3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(shí)求出兩分力的大最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(shí)求出兩分力的大小。小。 2正交分解法正交分解法 (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。解的方法。 考點(diǎn)探究一：力的分解考點(diǎn)探究一：力的分解(三年三年11考考) 例例2如圖如圖4所示，用輕繩所示，用輕繩oa、ob和和oc將重為將重為g的重物懸

17、掛在水平天花板的重物懸掛在水平天花板和豎直墻壁之間處于靜止?fàn)顟B(tài)，和豎直墻壁之間處于靜止?fàn)顟B(tài)，ao繩水平，繩水平，ob繩與豎直方向的夾角為繩與豎直方向的夾角為。則。則ao繩的拉繩的拉力力fa、ob繩的拉力繩的拉力fb的大小與的大小與g之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為()圖圖4 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo) 第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn) 第二步：找突破口第二步：找突破口 要求要求ao繩的拉力繩的拉力fa和和ob繩的拉力繩的拉力fb的大的大小，只要根據(jù)力的作用效果畫(huà)出合力與分力間小，只要根據(jù)力的作用效果畫(huà)出合力與分力間的關(guān)系圖形，再結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求解即可。的關(guān)系圖形，再結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求解即可。關(guān)鍵點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)o、重

18、物均、重物均處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài)ao繩水平，繩水平，ob繩與繩與豎直方向的夾角為豎直方向的夾角為ao繩的拉力繩的拉力fa、ob繩繩的拉力的拉力fb的方向的方向靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)獲取信息獲取信息答案答案ac規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)解答力的分解問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題解答力的分解問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)選取原則：選取原則： 選用哪一種方法進(jìn)行力的分解要視情況而選用哪一種方法進(jìn)行力的分解要視情況而定，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)物體受到定，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)物體受到三個(gè)或三個(gè)以下的力三個(gè)或三個(gè)以下的力時(shí)，常利用三角形法或按實(shí)際效果進(jìn)行分解時(shí)，常利用三角形法或按實(shí)際效果進(jìn)行分解，若，若這三個(gè)力中，有這三個(gè)力中，有兩個(gè)力互相垂直，可選

19、用正交分兩個(gè)力互相垂直，可選用正交分解法解法。 當(dāng)物體受到當(dāng)物體受到三個(gè)以上的力時(shí)，常用正交分三個(gè)以上的力時(shí)，常用正交分解法。解法。 (2)按實(shí)際效果分解力的一般思路：按實(shí)際效果分解力的一般思路：答案：答案：cd 1.當(dāng)兩共點(diǎn)力當(dāng)兩共點(diǎn)力f1和和f2的大小為以下哪組的大小為以下哪組數(shù)據(jù)時(shí)，其合力大小可能是數(shù)據(jù)時(shí)，其合力大小可能是2 n( ( ) )a.f16 n，f23 n b.f13 n，f23 nc.f12 n，f24 n d.f15 n，f21 nbc2如圖所示，在寬為如圖所示，在寬為20 m的小河中央有一只小船，的小河中央有一只小船，在岸上用兩根長(zhǎng)各為在岸上用兩根長(zhǎng)各為26 m的繩子拉

20、船勻速行駛，的繩子拉船勻速行駛，若繩子的拉力均為若繩子的拉力均為1300 n，可知小船所受的阻力，可知小船所受的阻力為為( )a1 200 n b1 300 nc2 400 n d2 600 nc【解析】【解析】由于小船是勻速行駛，因此兩根繩子由于小船是勻速行駛，因此兩根繩子的拉力的合力與船所受阻力等大反向，設(shè)繩子的拉力的合力與船所受阻力等大反向，設(shè)繩子與河岸的夾角為與河岸的夾角為，則阻力，則阻力f21300cos，由，由幾何關(guān)系可知，幾何關(guān)系可知，sin ，求得，求得f2400 n.1353大小均為大小均為10 n的兩個(gè)力合成，下列關(guān)于合的兩個(gè)力合成，下列關(guān)于合力大小與兩力夾角對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的

21、是力大小與兩力夾角對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是 ( ) a夾角為夾角為60時(shí)，合力為時(shí)，合力為10 n b夾角為夾角為90時(shí)，合力為時(shí)，合力為20 n c夾角為夾角為120時(shí)，合力為時(shí)，合力為10 n d任何情況下，合力為任何情況下，合力為20 nc【解析】【解析】a.f10 n；b.f10 n；c.f10 n，所以所以a、b、d錯(cuò)，錯(cuò)，c對(duì)對(duì) 4一重為一重為g的物體在重力和恒力的物體在重力和恒力f的共同作用的共同作用下沿與豎直方向成下沿與豎直方向成角的直線勻加速向下運(yùn)動(dòng)，角的直線勻加速向下運(yùn)動(dòng)，關(guān)于關(guān)于f的大小，下列說(shuō)法正確的是的大小，下列說(shuō)法正確的是( )a一定等于一定等于gtan b一定等于一定等于

22、gsinc不可能大于不可能大于g d不可能小于不可能小于gsind【解析】【解析】如圖，如圖，g和和f的合力應(yīng)沿虛線的合力應(yīng)沿虛線斜向下，所以斜向下，所以f的矢端應(yīng)落在虛線上，的矢端應(yīng)落在虛線上，f的最小值為的最小值為gsin，故，故d對(duì)，對(duì)，abc錯(cuò)錯(cuò)5物體受共點(diǎn)力物體受共點(diǎn)力f1、f2、f3作用而做勻速直作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則這三個(gè)力可能選取的數(shù)值為線運(yùn)動(dòng)，則這三個(gè)力可能選取的數(shù)值為 ( )a15 n、10 n、6 n b3 n、6 n、4 nc1 n、2 n、10 n d1 n、6 n、8 n【解析】【解析】物體在物體在f1、f2、f3作用下而做勻速直作用下而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則三個(gè)力的

23、合力必定為零，只有線運(yùn)動(dòng)，則三個(gè)力的合力必定為零，只有a、b選項(xiàng)中的三個(gè)力的合力可以為零，故選選項(xiàng)中的三個(gè)力的合力可以為零，故選ab.ab6如圖所示，如圖所示，f1、f2、f3恰好構(gòu)成封閉的直角三恰好構(gòu)成封閉的直角三角形，這三個(gè)力的合力最大的是角形，這三個(gè)力的合力最大的是( )【解析】【解析】由矢量合成法則可知由矢量合成法則可知a圖的合力為圖的合力為2f3，b圖的合力為圖的合力為0，c圖的合力為圖的合力為2f2，d圖的合力圖的合力為為2f3，因，因f2為直角三角形的斜邊，故這三個(gè)力為直角三角形的斜邊，故這三個(gè)力的合力最大的為的合力最大的為c圖圖c7.如圖所示，經(jīng)繩如圖所示，經(jīng)繩ao和和bo共同吊起質(zhì)量為共同吊起質(zhì)量為m的重的重物，物，ao與與bo垂直，垂直，bo與豎直方向的夾角為與豎直方向的夾角為，oc連接重物，則連接重物，則( )aao所受的拉力大小為所受的拉力大小為mgsinbao所受的拉力大小為所受的拉力大小為cbo所受的拉力大小為所