新人教版高考物理大一輪復習第5講力的合成與分解課件

第5講PART05力的合成與分解教材知識梳理│考點互動探究│教師備用習題第5講PART05力的合成與分解教材知識梳理│考點互動探一、力的合成1.力的合成:求幾個力的

的過程.

(1)合力既可能大于也可能小于任一

.

(2)合力的效果與其所有分力作用的

相同.

2.運算法則:力的合成遵循

定則.一條直線上的兩個力的合成,在規(guī)定了正方向后,可利用

法直接運算.

教材知識梳理合力分力共同效果平行四邊形代數(shù)一、力的合成教材知識梳理合力分力共同效果平行四邊形代數(shù)二、力的分解1.力的分解:求一個力的

的過程.

(1)力的分解是力的合成的

.

(2)力的分解原則是按照力的

進行分解.

2.運算法則:力的分解遵循

定則.

教材知識梳理分力逆過程實際效果平行四邊形二、力的分解教材知識梳理分力逆過程實際效果平行四邊形教材知識梳理【辨別明理】(1)合力作用在一個物體上,分力作用在兩個物體上. (

)(2)一個力只能分解為一對分力. (

)(3)在進行力的合成與分解時,都要應用平行四邊形定則或三角形定則. (

)(4)兩個大小恒定的力F1、F2的合力的大小隨它們的夾角的增大而減小. (

)[答案](1)(×)

(2)(×)

(3)(√)

(4)(√)教材知識梳理【辨別明理】[答案](1)(×)(2)(×)考點一

力的合成考點互動探究1.力的合成方法:平行四邊形定則或三角形定則.2.幾種特殊情況的共點力的合成情況兩分力互相垂直兩力等大,夾角為θ兩力等大且夾角為120°圖示考點一力的合成考點互動探究1.力的合成方法:平行四邊形定則考點互動探究考點互動探究考點互動探究1.(三力合成)三個共點力大小分別是F1、F2、F3,關(guān)于它們的合力的大小F,下列說法中正確的是 (

)A.F的取值范圍一定是0≤F≤F1+F2+F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一個大C.若F1∶F2∶F3=3∶6∶8,只要適當調(diào)整它們之間的夾角,一定能使合力為零D.若F1∶F2∶F3=3∶6∶2,只要適當調(diào)整它們之間的夾角,一定能使合力為零考點互動探究1.(三力合成)三個共點力大小分別是F1、F2、考點互動探究[答案]C[解析]合力不一定大于分力,選項B錯誤;三個共點力的合力的最小值能否為零,取決于任意一個力是否都在其余兩個力的合力范圍內(nèi),由于三個力大小未知,所以三個力的合力的最小值不一定為零,選項A錯誤;當三個力的大小分別為3F0、6F0、8F0時,其中任意一個力都在其余兩個力的合力范圍內(nèi),選項C正確;當三個力的大小分別為3F0、6F0、2F0時,不滿足上述情況,選項D錯誤.考點互動探究[答案]C[解析]合力不一定大于分力,選項B考點互動探究2.(二力合成)[人教版必修1改編]

如圖5-1所示,兩位同學用同樣大小的力共同提起一桶水,桶和水的總重力為G.下列說法正確的是 (

)A.當兩人對水桶的作用力都豎直向上時,每人的作用力大小等于GB.當兩人對水桶的作用力都豎直向上時,每人的作用力大小等于G/2C.當兩人對水桶的作用力之間的夾角變大時,每人的作用力大小變小D.當兩人對水桶的作用力之間的夾角變大時,每人的作用力大小不變圖5-1考點互動探究2.(二力合成)[人教版必修1改編]如圖5-1考點互動探究[答案]B考點互動探究[答案]B考點互動探究3.(三角形定則的應用)大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成一個封閉的三角形,且這三個力的大小關(guān)系是F1<F2<F3,則如圖5-2所示的四個圖中,這三個力的合力最大的是 (

)圖5-2考點互動探究3.(三角形定則的應用)大小分別為F1、F2、F考點互動探究[答案]C考點互動探究[答案]C考點互動探究圖5-3考點互動探究圖5-3考點互動探究[答案]AD考點互動探究[答案]AD考點互動探究■要點總結(jié)在力的合成的實際問題中,經(jīng)常遇到物體受四個以上的非共面力作用處于平衡狀態(tài)的情況,解決此類問題時要注意圖形結(jié)構(gòu)的對稱性特點,結(jié)構(gòu)的對稱性往往對應著物體受力的對稱性,即某些力大小相等,方向相同等.考點互動探究■要點總結(jié)在力的合成的實際問題中,經(jīng)常遇到物體考點二

力的分解考點互動探究1.力的分解力的分解是力的合成的逆過程,實際力的分解過程是按照力的實際效果進行的,必須根據(jù)題意分析力的作用效果,確定分力的方向,然后再根據(jù)平行四邊形定則進行分解.考點二力的分解考點互動探究1.力的分解考點互動探究2.力的分解中的多解問題已知條件示意圖解的情況已知合力與兩個分力的方向有唯一解已知合力與兩個分力的大小在同一平面內(nèi)有兩解或無解(當F<|F1-F2|或F>F1+F2時無解)考點互動探究2.力的分解中的多解問題已知條件示意圖解的情況已考點互動探究已知合力與一個分力的大小和方向有唯一解已知合力與一個分力的大小及另一個分力的方向在0<θ<90°時有三種情況:(1)當F1=Fsinθ或F1>F時,有一組解;(2)當F1<Fsinθ時,無解;(3)當Fsinθ<F1<F時,有兩組解.若90°<θ<180°,僅F1>F時有一組解,其余情況無解考點互動探究已知合力與一個分力的大小和方向已知合力與一個分力考點互動探究例1(多選)[2018·天津卷]

明朝謝肇淛的《五雜組》中記載:“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬緡不可.一游僧見之,曰:無煩也,我能正之.”,游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進去,經(jīng)月余扶正了塔身.假設所用的木楔為等腰三角形,木的頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如圖5-4所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN,則(

)A.若F一定,θ大時FN大

B.若F一定,θ小時FN大C.若θ一定,F大時FN大

D.若θ一定,F小時FN大圖5-4考點互動探究例1(多選)[2018·天津卷]明朝謝肇考點互動探究[答案]BC考點互動探究[答案]BC考點互動探究考點互動探究考點互動探究[答案]AC考點互動探究[答案]AC考點互動探究圖5-5考點互動探究圖5-5考點互動探究[答案]B考點互動探究[答案]B考點互動探究■要點總結(jié)考點互動探究■要點總結(jié)考點三

正交分解法的應用考點互動探究1.建立坐標軸的原則一般選共點力的作用點為原點,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標軸上);在動力學中,常以加速度方向和垂直于加速度方向為坐標軸建立坐標系.2.正交分解法的基本步驟(1)選取正交方向:正交的兩個方向可以任意選取,不會影響研究的結(jié)果,但如果選擇合理,則解題較為方便.選取正交方向的一般原則:①使盡量多的矢量落在坐標軸上;②平行和垂直于接觸面;③平行和垂直于運動方向.考點三正交分解法的應用考點互動探究1.建立坐標軸的原則考點互動探究(2)分別將各力沿正交的兩個方向(x軸和y軸)分解,如圖5-6所示.(3)求分解在x軸和y軸上的各分力的合力Fx和Fy,則有Fx=F1x+F2x+F3x+…,Fy=F1y+F2y+F3y+….圖5-6考點互動探究(2)分別將各力沿正交的兩個方向(x軸和y軸)分考點互動探究圖5-7考點互動探究圖5-7考點互動探究[答案]C考點互動探究[答案]C考點互動探究圖5-8考點互動探究圖5-8考點互動探究[答案]B考點互動探究[答案]B考點互動探究圖5-9

考點互動探究圖5-9考點互動探究[答案]C考點互動探究[答案]C考點互動探究■要點總結(jié)力的合成、分解方法的選取力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常見的解題方法,在物體只受三個力的情況下,一般用力的效果分解法、合成法解題較為簡單,在三角形中找?guī)缀侮P(guān)系,利用幾何關(guān)系或三角形相似求解.在以下三種情況下,一般選用正交分解法解題:(1)物體受三個以上力的情況下,需要多次合成,比較麻煩;(2)對某兩個垂直方向比較敏感;(3)將立體受力轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)的受力.采用正交分解法時,應注意建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?要使盡可能多的力落在坐標軸上,再將沒有落在軸上的力進行分解,求出x軸和y軸上的合力,再利用平衡條件或牛頓第二定律列式求解.考點互動探究■要點總結(jié)力的合成、分解方法的選取教師備用習題1.某同學做引體向上,開始兩手緊握單杠,雙臂豎直,身體懸垂;接著用力向上拉使下頜超過單杠(身體無擺動);然后使身體下降,最終懸垂在單杠上.下列說法正確的是(

)A.在上升過程中單杠對人的作用力始終大于人的重力B.在下降過程中單杠對人的作用力始終小于人的重力C.若增加兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力變大D.若增加兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力不變教師備用習題1.某同學做引體向上,開始兩手緊握單杠,雙臂豎直教師備用習題[答案]C教師備用習題[答案]C教師備用習題2.在如圖所示的四個圖中,滑輪本身的重力忽略不計,滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一個質(zhì)量均為m的重物,當滑輪和重物都靜止不動時,甲、丙、丁圖中桿P與豎直方向的夾角均為θ,圖乙中桿P在豎直方向上.假設甲、乙、丙、丁四圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為F甲、F乙、F丙、F丁,則以下判斷中正確的是(

)A.F甲=F乙=

F丙=F丁

B.F丁>F甲=F乙>F丙C.F甲=

F丙=F丁>F乙

D.F丙>F甲=F乙>F丁教師備用習題2.在如圖所示的四個圖中,滑輪本身的重力忽略不計教師備用習題[答案]B教師備用習題[答案]B教師備用習題3.如圖所示,菜刀橫截面為等腰三角形,刀刃前部的橫截面頂角較小,后部的頂角較大,他先后做出過幾個猜想,其中合理的是 (

)A.刀刃前部和后部厚薄不均,僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無關(guān)B.在刀背上加上同樣的壓力時,分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān)C.在刀背上加上同樣的壓力時,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,頂角越小,分開其他物體的力越大教師備用習題3.如圖所示,菜刀橫截面為等腰三角形,刀刃前部的教師備用習題[答案]D教師備用習題[答案]D教師備用習題教師備用習題教師備用習題教師備用習題教師備用習題[答案]A教師備用習題[答案]A教師備用習題教師備用習題教師備用習題[答案]C教師備用習題[答案]C教師備用習題6.(多選)如圖所示,一根繩子一端固定于豎直墻上的A點,另一端繞過動滑輪P懸掛一重物B,其中繩子的PA段處于水平狀態(tài),另一根繩子一端與動滑輪P的軸相連,另一端繞過光滑的定滑輪Q,在其端點O施加一水平向左的外力F,使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).滑輪均為光滑、輕質(zhì),且均可看作質(zhì)點.現(xiàn)拉動繩子的端點O使其向左緩慢移動一小段距離,在此過程中 (

)A.拉力F增大 B.拉力F減小C.角θ不變 D.角θ減小教師備用習題6.(多選)如圖所示,一根繩子一端固定于豎直墻上教師備用習題[答案]AD[解析]以動滑輪P為研究對象,AP、BP段繩子的拉力大小始終等于B的重力,兩繩子拉力的合力在∠APB的角平分線上,拉動繩子后,動滑輪向上運動,兩段繩子夾角減小,兩拉力的合力增大,故F增大,選項A正確,B錯誤;PQ與豎直方向的夾角等于∠APB的一半,故拉動繩子后,角θ減小,選項C錯誤,D正確.教師備用習題[答案]AD[解析]以動滑輪P為研究對象,AP教師備用習題7.如圖所示,a、b間是一根沿水平方向拉直的琴弦,長為L.現(xiàn)用一只彈簧測力計從琴弦的中點豎直向上拉,使琴弦的中點向上發(fā)生側(cè)移量d(d?L),此時彈簧測力計的示數(shù)為F.已知彈簧測力計的量程為F0,全部刻度的長度為x0,求:(琴弦重力不計)(1)彈簧測力計中彈簧的勁度系數(shù);(2)此時琴弦中張力的大小.教師備用習題7.如圖所示,a、b間是一根沿水平方向拉直的琴弦教師備用習題教師備用習題第5講PART05力的合成與分解教材知識梳理│考點互動探究│教師備用習題第5講PART05力的合成與分解教材知識梳理│考點互動探一、力的合成1.力的合成:求幾個力的

的過程.

(1)合力既可能大于也可能小于任一

.

(2)合力的效果與其所有分力作用的

相同.

2.運算法則:力的合成遵循

定則.一條直線上的兩個力的合成,在規(guī)定了正方向后,可利用

法直接運算.

教材知識梳理合力分力共同效果平行四邊形代數(shù)一、力的合成教材知識梳理合力分力共同效果平行四邊形代數(shù)二、力的分解1.力的分解:求一個力的

的過程.

(1)力的分解是力的合成的

.

(2)力的分解原則是按照力的

進行分解.

2.運算法則:力的分解遵循

定則.

教材知識梳理分力逆過程實際效果平行四邊形二、力的分解教材知識梳理分力逆過程實際效果平行四邊形教材知識梳理【辨別明理】(1)合力作用在一個物體上,分力作用在兩個物體上. (

)(2)一個力只能分解為一對分力. (

)(3)在進行力的合成與分解時,都要應用平行四邊形定則或三角形定則. (

)(4)兩個大小恒定的力F1、F2的合力的大小隨它們的夾角的增大而減小. (

)[答案](1)(×)

(2)(×)

(3)(√)

(4)(√)教材知識梳理【辨別明理】[答案](1)(×)(2)(×)考點一

力的合成考點互動探究1.力的合成方法:平行四邊形定則或三角形定則.2.幾種特殊情況的共點力的合成情況兩分力互相垂直兩力等大,夾角為θ兩力等大且夾角為120°圖示考點一力的合成考點互動探究1.力的合成方法:平行四邊形定則考點互動探究考點互動探究考點互動探究1.(三力合成)三個共點力大小分別是F1、F2、F3,關(guān)于它們的合力的大小F,下列說法中正確的是 (

)A.F的取值范圍一定是0≤F≤F1+F2+F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一個大C.若F1∶F2∶F3=3∶6∶8,只要適當調(diào)整它們之間的夾角,一定能使合力為零D.若F1∶F2∶F3=3∶6∶2,只要適當調(diào)整它們之間的夾角,一定能使合力為零考點互動探究1.(三力合成)三個共點力大小分別是F1、F2、考點互動探究[答案]C[解析]合力不一定大于分力,選項B錯誤;三個共點力的合力的最小值能否為零,取決于任意一個力是否都在其余兩個力的合力范圍內(nèi),由于三個力大小未知,所以三個力的合力的最小值不一定為零,選項A錯誤;當三個力的大小分別為3F0、6F0、8F0時,其中任意一個力都在其余兩個力的合力范圍內(nèi),選項C正確;當三個力的大小分別為3F0、6F0、2F0時,不滿足上述情況,選項D錯誤.考點互動探究[答案]C[解析]合力不一定大于分力,選項B考點互動探究2.(二力合成)[人教版必修1改編]

如圖5-1所示,兩位同學用同樣大小的力共同提起一桶水,桶和水的總重力為G.下列說法正確的是 (

)A.當兩人對水桶的作用力都豎直向上時,每人的作用力大小等于GB.當兩人對水桶的作用力都豎直向上時,每人的作用力大小等于G/2C.當兩人對水桶的作用力之間的夾角變大時,每人的作用力大小變小D.當兩人對水桶的作用力之間的夾角變大時,每人的作用力大小不變圖5-1考點互動探究2.(二力合成)[人教版必修1改編]如圖5-1考點互動探究[答案]B考點互動探究[答案]B考點互動探究3.(三角形定則的應用)大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成一個封閉的三角形,且這三個力的大小關(guān)系是F1<F2<F3,則如圖5-2所示的四個圖中,這三個力的合力最大的是 (

)圖5-2考點互動探究3.(三角形定則的應用)大小分別為F1、F2、F考點互動探究[答案]C考點互動探究[答案]C考點互動探究圖5-3考點互動探究圖5-3考點互動探究[答案]AD考點互動探究[答案]AD考點互動探究■要點總結(jié)在力的合成的實際問題中,經(jīng)常遇到物體受四個以上的非共面力作用處于平衡狀態(tài)的情況,解決此類問題時要注意圖形結(jié)構(gòu)的對稱性特點,結(jié)構(gòu)的對稱性往往對應著物體受力的對稱性,即某些力大小相等,方向相同等.考點互動探究■要點總結(jié)在力的合成的實際問題中,經(jīng)常遇到物體考點二

力的分解考點互動探究1.力的分解力的分解是力的合成的逆過程,實際力的分解過程是按照力的實際效果進行的,必須根據(jù)題意分析力的作用效果,確定分力的方向,然后再根據(jù)平行四邊形定則進行分解.考點二力的分解考點互動探究1.力的分解考點互動探究2.力的分解中的多解問題已知條件示意圖解的情況已知合力與兩個分力的方向有唯一解已知合力與兩個分力的大小在同一平面內(nèi)有兩解或無解(當F<|F1-F2|或F>F1+F2時無解)考點互動探究2.力的分解中的多解問題已知條件示意圖解的情況已考點互動探究已知合力與一個分力的大小和方向有唯一解已知合力與一個分力的大小及另一個分力的方向在0<θ<90°時有三種情況:(1)當F1=Fsinθ或F1>F時,有一組解;(2)當F1<Fsinθ時,無解;(3)當Fsinθ<F1<F時,有兩組解.若90°<θ<180°,僅F1>F時有一組解,其余情況無解考點互動探究已知合力與一個分力的大小和方向已知合力與一個分力考點互動探究例1(多選)[2018·天津卷]

明朝謝肇淛的《五雜組》中記載:“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬緡不可.一游僧見之,曰:無煩也,我能正之.”,游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進去,經(jīng)月余扶正了塔身.假設所用的木楔為等腰三角形,木的頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如圖5-4所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN,則(

)A.若F一定,θ大時FN大

B.若F一定,θ小時FN大C.若θ一定,F大時FN大

D.若θ一定,F小時FN大圖5-4考點互動探究例1(多選)[2018·天津卷]明朝謝肇考點互動探究[答案]BC考點互動探究[答案]BC考點互動探究考點互動探究考點互動探究[答案]AC考點互動探究[答案]AC考點互動探究圖5-5考點互動探究圖5-5考點互動探究[答案]B考點互動探究[答案]B考點互動探究■要點總結(jié)考點互動探究■要點總結(jié)考點三

正交分解法的應用考點互動探究1.建立坐標軸的原則一般選共點力的作用點為原點,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標軸上);在動力學中,常以加速度方向和垂直于加速度方向為坐標軸建立坐標系.2.正交分解法的基本步驟(1)選取正交方向:正交的兩個方向可以任意選取,不會影響研究的結(jié)果,但如果選擇合理,則解題較為方便.選取正交方向的一般原則:①使盡量多的矢量落在坐標軸上;②平行和垂直于接觸面;③平行和垂直于運動方向.考點三正交分解法的應用考點互動探究1.建立坐標軸的原則考點互動探究(2)分別將各力沿正交的兩個方向(x軸和y軸)分解,如圖5-6所示.(3)求分解在x軸和y軸上的各分力的合力Fx和Fy,則有Fx=F1x+F2x+F3x+…,Fy=F1y+F2y+F3y+….圖5-6考點互動探究(2)分別將各力沿正交的兩個方向(x軸和y軸)分考點互動探究圖5-7考點互動探究圖5-7考點互動探究[答案]C考點互動探究[答案]C考點互動探究圖5-8考點互動探究圖5-8考點互動探究[答案]B考點互動探究[答案]B考點互動探究圖5-9

考點互動探究圖5-9考點互動探究[答案]C考點互動探究[答案]C考點互動探究■要點總結(jié)力的合成、分解方法的選取力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常見的解題方法,在物體只受三個力的情況下,一般用力的效果分解法、合成法解題較為簡單,在三角形中找?guī)缀侮P(guān)系,利用幾何關(guān)系或三角形相似求解.在以下三種情況下,一般選用正交分解法解題:(1)物體受三個以上力的情況下,需要多次合成,比較麻煩;(2)對某兩個垂直方向比較敏感;(3)將立體受力轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)的受力.采用正交分解法時,應注意建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?要使盡可能多的力落在坐標軸上,再將沒有落在軸上的力進行分解,求出x軸和y軸上的合力,再利用平衡條件或牛頓第二定律列式求解.考點互動探究■要點總結(jié)力的合成、分解方法的選取教師備用習題1.某同學做引體向上,開始兩手緊握單杠,雙臂豎直,身體懸垂;接著用力向上拉使下頜超過單杠(身體無擺動);然后使身體下降,最終懸垂在單杠上.下列說法正確的是(

)A.在上升過程中單杠對人的作用力始終大于人的重力B.在下降過程中單杠對人的作用力始終小于人的重力C.若增加兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力變大D.若增加兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力不變教師備用習題1.某同學做引體向上,開始兩手緊握單杠,雙臂豎直教師備用習題[答案]C教師備用習題[答案]C教師備用習題2.在如圖所示的四個圖中,滑輪本身的重力忽略不計,滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一個質(zhì)量均為m的重物,當滑輪和重物都靜止不動時,甲、丙、丁圖中桿P與豎直方向的夾角均為θ,圖乙中桿P在豎直方向上.假設甲、乙、丙、丁四圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為F甲、F乙、F丙、F丁,則以下判斷中正確的是(

)A.F甲=F乙=

F丙=F丁

B.F丁>F甲=F乙>F丙C.F甲=

F丙=F丁>F乙

D.F丙>F甲=F乙>F丁教師備用習題2.在如圖所示的四個圖中,滑輪本身的重力忽略