高考物理復(fù)習(xí)零失誤力的合成與分解ppt課件

1、力的合成與分解的方法是矢量的合成與分解的根底，表達(dá)了等效思想方法.高考對(duì)力的合成與分解的調(diào)查頻繁出現(xiàn)，它通常浸透在平衡問(wèn)題、運(yùn)動(dòng)與力的綜合、動(dòng)量與能量的綜合題之中，正交分解法是其中的重要考點(diǎn).主要題型有計(jì)算題與選擇題.本講復(fù)習(xí)要求了解合力與分力的關(guān)系；掌握力的平行四邊形定那么；會(huì)求兩個(gè)力的合力；可以根據(jù)力的作用效果進(jìn)展分解并求力；可以用正交分解法求出多個(gè)力的合力；能用“圖解法定性分析力的變化情況.復(fù)習(xí)時(shí)，要求掌握求合力的四種常用的方法公式法、平行四邊形法、三角形法、正交分解法；掌握按效果分解的原那么效果確定方向、法那么確定大??；會(huì)利用一種特殊類(lèi)型的力的分解求極值.復(fù)習(xí)指南1. 下面關(guān)于合力與分

2、力的表達(dá)正確的選項(xiàng)是 ()A. 一個(gè)物體遭到幾個(gè)力的作用，同時(shí)也遭到這幾個(gè)力的合力的作用B. 幾個(gè)力的合力總是大于它各個(gè)分力中最小的力C. 一個(gè)力分解成兩個(gè)分力，可以得到無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力D. 合力和它相應(yīng)的分力可以相互替代CD2. 四個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為2 N、3 N、4 N、6 N,它們的合力最大值為 15 N ，它們的合力最小值為 0 .【解析】它們的合力最大值Fmax=(2+3+4+6)N=15 N.由于Fm=6N(2+3+4)N,所以它們的合力最小值為0.3. 2019屆長(zhǎng)沙市一中模擬題一運(yùn)發(fā)動(dòng)舉起了367.5 kg的杠鈴，如右圖所示.杠鈴靜止時(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)每個(gè)手臂接受的壓力為取

3、g=10 m/s2) ()B1837 23675 2A. NB. N22C. 1837.5ND. 3675 2N【解析】運(yùn)發(fā)動(dòng)每個(gè)手臂接受的壓力與手臂對(duì)扛鈴的支持力是作用力與反作用力，杠鈴處于平衡形狀，其受力與合成如右圖.由幾何關(guān)系得:2Fcos45=G，解得F=1837.5 2N.4. 如右圖所示，直立于地面的電線(xiàn)桿AB，遭到電線(xiàn)AD的程度拉力為2103 N,為使電線(xiàn)桿不致傾斜,用鋼索AC將A端拉住，那么鋼索AC遭到的拉力FAC=N.電線(xiàn)桿在A(yíng)處遭到(選填“壓力、“拉力)作用,大小為FA=N.4103壓力3.46103【解析】鋼索AC的拉力產(chǎn)生沿程度方向拉桿和沿豎直方向壓桿兩種效果,因此，將

4、其分解如右圖所示.由題意，電線(xiàn)桿不傾斜有FACcos60=2103N,FA=FACsin60解得FAC=4103N，F(xiàn)A=3.46103N.5. 如右圖所示，物體靜止于光滑的程度面上，力F作用于物體O點(diǎn)，現(xiàn)要使合力沿著OO方向，那么，必需同時(shí)再加一個(gè)力F，這個(gè)力的最小值是B【解析】由上圖可知，F(xiàn)的最小值是Fsin,即B正確.A. FcosB. FsinC. FtanD. Fcot一、合力與分力的關(guān)系1. 等效關(guān)系:合力與它的分力產(chǎn)生的作用效果完全一樣.2. 滿(mǎn)足力的平行四邊形定那么:對(duì)角線(xiàn)對(duì)應(yīng)合力、兩鄰邊對(duì)應(yīng)兩分力(它還可衍生三角形定那么).3. 可相互替代:在研討力的作用效果時(shí)可以相互替代,

5、表達(dá)了等效思想.(1)用合力替代分力,要用到力的合成;(2)用分力替代合力,要用到力的分解.二、合力公式及其推論知F1、F2及合力公式：推論：三、力的分解(知合力求分力的大小與方向)1. 力的有效分解的原那么:由合力產(chǎn)生的實(shí)踐效果確定分力的方向,由平行四邊形定那么確定分力的大小.2. 力的分解的三種類(lèi)型: (1)知合力和兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大小.(有獨(dú)一解)(2)知合力和一個(gè)分力的大小與方向,求另一分力的大小和方向.(有獨(dú)一解)(3)知合力、一個(gè)分力F1的大小與另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小.(當(dāng)F1=Fsin時(shí),有獨(dú)一解;當(dāng)FsinF1F時(shí),有兩個(gè)解; 當(dāng)F1F時(shí),分解

6、是獨(dú)一的)3. 力的正交分解法:將知力按相互垂直的兩個(gè)方向進(jìn)展分解的方法.其目的是將不同方向的矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為同不斷線(xiàn)上的代數(shù)運(yùn)算.探求點(diǎn)一合力與分力的圖示例11)指出圖1-3-7所示每幅圖中的合力與分力，并闡明它們的關(guān)系.(2)如右圖所示是力的平行四邊形定那么表示圖.假設(shè)力F1、F2大小不變，F(xiàn)1的方向可在0180范圍內(nèi)變化,以D為圓心，以F1的大小AB為半徑畫(huà)半圓.那么半圓上任一點(diǎn)與點(diǎn)A的連線(xiàn)表示怎樣的物理意義？并結(jié)合該圖談?wù)労狭εc分力的關(guān)系.【解析】1每幅圖中的合力與分力及其關(guān)系分別是：圖A：由平行四邊形定那么可知，力F1、F2的合力為F3.圖B：由三角形定那么可知，力F1、F2的合力為F

7、3.圖C：由三角形定那么可知，力F1、F3的合力為F2.圖D：由三角形定那么可知，力F1、F2、F3的合力為零.2)兩個(gè)不共線(xiàn)的共點(diǎn)力與它們的合力構(gòu)成三角形，分力和合力的關(guān)系實(shí)踐上就是三角形的一個(gè)邊和其他兩邊的關(guān)系，題中所講的半圓上任一點(diǎn)與點(diǎn)A的連線(xiàn)表示F1、F2的合力.根據(jù)三角形兩邊之和應(yīng)大于第三邊.兩邊之差小于第三邊，同時(shí)思索到兩個(gè)分力同向或反向的情況.當(dāng)兩個(gè)分力同向時(shí)均指向正右邊，有最長(zhǎng)的合力線(xiàn)段，其大小為F合=F1+F2；當(dāng)兩個(gè)分力反向時(shí)F2指向正右邊、F1指向正左邊，有最短的合力線(xiàn)段，其大小為F合=F1-F2.故合力與分力的大小關(guān)系為：F1-F2F合F1+F2.【點(diǎn)評(píng)】深化了解平行四

8、邊形定那么與三角形定那么是解答此題的關(guān)鍵.合力的取值范圍也可經(jīng)過(guò)公式得到.2212122cosFFFFF變式題如右圖所示，AB為半圓的一條直徑, AO=OB，P點(diǎn)為圓周上的一點(diǎn)，在P點(diǎn)作用了三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3，知F2，那么它們的合力為.【解析】由題意可知，三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3的大小、方向，相互之間的夾角均不明確，因此，運(yùn)用力的合成公式求解，是不能夠求得合力的，這就必需運(yùn)用幾何方法求合力，思索問(wèn)題時(shí)，應(yīng)著重分析圓的幾何特點(diǎn).如右圖所示，將半圓補(bǔ)成完好的圓，延伸PO交圓周于C點(diǎn)，銜接AC、BC，易知：四邊形PACB為平行四邊形.所以，F(xiàn)1、F3的合力為2F2，那么這三個(gè)力的合力為3F

9、2.【點(diǎn)評(píng)】此題注重?cái)?shù)形結(jié)合，調(diào)查利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問(wèn)題的才干.其中在力的圖示中，凡涉及到特殊幾何圖形，一定要利用特殊幾何圖形的幾何特征求解有關(guān)力的大小.【答案】 3F2探求點(diǎn)二求合力的方法與技巧例2如右圖所示，有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)O，表示這五個(gè)力的有向線(xiàn)段恰分別構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線(xiàn).知F1=10N，試用多種方法求這五個(gè)力的合力.【解析】方法一：利用平行四邊形定那么求解將F5與F2、F4與F3合成，作出平行四邊形如右圖所示，它們的對(duì)角線(xiàn)對(duì)應(yīng)的力的大小均等于F1，故這五個(gè)力的合力大小為3F1=30N.方法二：利用三角形法求解將力F2、F3平移到F5與F1、F4與F1的末端之間，

10、如右圖所示.F3、F4的合力等于F1,F5、F2的合力等于F1,這五個(gè)力的合力大小為3F1=30 N.方法三：利用正交分解法求解將力F2、F3、F4、F5沿F1方向和垂直F1的方向分解，如右圖所示.根據(jù)對(duì)稱(chēng)性知Fy=0， 合力F=Fx， F=2F2cos60+2F4cos30+F1=30 N.方法四：利用公式法求解因F1=10N，由幾何關(guān)系不難求出，F(xiàn)5=F4=N、F2=F3=5N,將F5與F4、F2與F3組合求它們的合力，它們的夾角分別為60和120，由于兩個(gè)相等力的合力可由公式F合=2Fcos，故它們的合力的大小為5N與15N,方向沿F1的方向，所以這五個(gè)力的合力為30N.【點(diǎn)評(píng)】上述四種

11、求合力的方法是中學(xué)階段常用的四種方法，除此之外，常用的還有利用加速度求解的方法.25 3探求點(diǎn)三力的效果分解法例3試作圖，對(duì)以下圖中各物體的重力mg或作用力F進(jìn)展有效分解，并求出其分力的大小.【解析】圖A中，如右圖所示，F(xiàn)的作用效果是使楔子向兩個(gè)側(cè)面擠壓木材,由直角三角形知識(shí)知：(1)圖A中，用豎直向下的作用力F將頂角為的楔子，釘入木頭中.(2)圖B中，用兩輕繩OA與AB懸掛一個(gè)重球，現(xiàn)將AB繩剪斷的瞬間.(3)圖C中，將重為mg的小球穿在光滑的桿AB上，并用輕繩OC拉住.圖B中，如右圖所示,剪斷拉繩AB的瞬時(shí)，重力的作用效果:1繼續(xù)對(duì)繩OA產(chǎn)生拉力F1;2改動(dòng)小球的運(yùn)動(dòng)形狀,使之開(kāi)場(chǎng)繞O點(diǎn)做

12、圓周運(yùn)動(dòng).由圖知：F1=mgcos，F(xiàn)2=mgsin.圖C中，如右圖所示，重力既使物體拉緊細(xì)繩，又使本身壓緊桿AB，在mg、12,.tansinFFFF1212sin(90)sinsin(90)sincos(),.coscosFFmgmgmgFF所以【點(diǎn)評(píng)】一個(gè)力的分解有無(wú)數(shù)個(gè)分解方法，其中符合實(shí)踐的有效分解具有獨(dú)一性.對(duì)力進(jìn)展有效分解時(shí)要留意分解的步驟與原那么.分解時(shí)，普通先思索分力的方向，再思索分力的大小.其中，分力的方向是由力的作用效果確定，分力的大小由平行四邊形定那么確定.F1、F2所組成的封鎖三角形中，由正弦定理得：探求點(diǎn)四利用力的分解求極值例4如右圖所示.知質(zhì)量為m、電荷為q的小球

13、，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放后沿直線(xiàn)OP向斜下方運(yùn)動(dòng)OP和豎直方向成角,那么所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的最小值是多少？【解析】根據(jù)題意，釋放后小球所受合力的方向必為OP方向.它的一個(gè)分力為重力，另一個(gè)分力為電場(chǎng)力，其中，合力與兩個(gè)分力應(yīng)構(gòu)成一個(gè)力的三角形.用三角形定那么從上圖中不難看出：重力矢量OG的大小方向確定后，合力F的方向確定為OP方向，而電場(chǎng)力Eq的矢量起點(diǎn)必需在G點(diǎn),終點(diǎn)必需在OP射線(xiàn)上.在圖中畫(huà)出一組能夠的電場(chǎng)力，不難看出，只需當(dāng)電場(chǎng)力方向與OP方向垂直時(shí)Eq才會(huì)最小,所以E也最小,有【點(diǎn)評(píng)】此題涉及到了一種很典型的力的分解，在習(xí)題中出現(xiàn)的頻率較高，普通涉及三個(gè)力的作用，其中一個(gè)力的大小與方

14、向不變，所求量為其中一個(gè)力的最小值.在利用力的分解時(shí)，可運(yùn)用三角形定那么作出力的動(dòng)態(tài)變化的系列三角形，當(dāng)其中一個(gè)分力與合力垂直時(shí)，這個(gè)分力取最小值.sin.mgEq變式題在“驗(yàn)證力的平行四邊形定那么的實(shí)驗(yàn)中,使b彈簧測(cè)力計(jì)按如右圖所示位置開(kāi)場(chǎng)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，在這一過(guò)程中堅(jiān)持O點(diǎn)位置不變和a彈簧測(cè)力計(jì)的拉伸方向不變，那么在整個(gè)過(guò)程中關(guān)于a、b彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變化是A. a增大，b減小B. a減小，b增大減小C. a減小，b先增大后減小D. a減小，b先減小后增大【解析】以結(jié)點(diǎn)O為研討對(duì)象，由于O點(diǎn)的位置不變,所以，橡皮條的拉力大小一定,方向一定,對(duì)應(yīng)的力為合力. 兩個(gè)彈簧秤的彈力為分力，合力與兩個(gè)分力應(yīng)構(gòu)成一個(gè)力的三角形.又a彈簧秤的彈力方向一定，只需b彈簧秤的彈力大小方向均改動(dòng)，故此題采用三角形定那么的圖解法較簡(jiǎn)單.