高考物理復(fù)習(xí)第二章相互作用基礎(chǔ)課2力的合成與分解市賽課公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

基礎(chǔ)課2力合成與分解1/51知識(shí)點(diǎn)一、力合成和分解1．共點(diǎn)力

假如幾個(gè)力都作用在物體_________，或幾個(gè)力作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力就稱(chēng)為共點(diǎn)力。以下列圖1所表示均是共點(diǎn)力。同一點(diǎn)圖12/512．協(xié)力與分力

（1）定義：假如一個(gè)力____________跟幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用產(chǎn)生效果相同，這一個(gè)力就叫做那幾個(gè)力_____，原來(lái)那幾個(gè)力叫做______。

（2）關(guān)系：協(xié)力和分力是_________關(guān)系。產(chǎn)生效果協(xié)力分力等效替換3/513．力合成

（1）定義：求幾個(gè)力______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_______協(xié)力，能夠用表示這兩個(gè)力線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間對(duì)角線就表示協(xié)力______和_____。如圖2甲所表示。 ②三角形定則：把兩個(gè)矢量__________，從而求出合矢量方法。如圖2乙所表示。協(xié)力共點(diǎn)力大小方向首尾相接4/51圖2

5/514．力分解

（1）定義：求一個(gè)已知力______過(guò)程。

（2）遵照標(biāo)準(zhǔn)：____________定則或________定則。

（3）分解方法：①按力產(chǎn)生_______分解；②正交分解。知識(shí)點(diǎn)二、矢量和標(biāo)量1．矢量：現(xiàn)有大小又有_____量，相加時(shí)遵從_________________。2．標(biāo)量：只有大小______方向量，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(méi)有代數(shù)法則6/51[思索判斷]（1）兩個(gè)分力大小一定時(shí)，方向夾角θ越大，協(xié)力越小。（）（2）協(xié)力一定時(shí)，兩等大分力夾角θ越大，兩分力越大。（）（3）1N和2N協(xié)力一定等于3N。（）（4）協(xié)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協(xié)力取值范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2。（）7/51（6）協(xié)力一定大于每一個(gè)分力。（）（7）在進(jìn)行力合成與分解時(shí)，都要應(yīng)用平行四邊形定則或三角形定則。（）（8）互成角度兩個(gè)力協(xié)力與分力間一定組成封閉三角形。（）（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）×8/51共點(diǎn)力合成1．協(xié)力大小范圍

（1）兩個(gè)共點(diǎn)力合成：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。

即兩個(gè)力大小不變時(shí)，其協(xié)力隨夾角增大而減小，當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí)，協(xié)力最小，為|F1－F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，協(xié)力最大，為F1＋F2。

（2）三個(gè)共點(diǎn)力合成。 ①三個(gè)力共線且同向時(shí)，其協(xié)力最大為F＝F1＋F2＋F3； ②以這三個(gè)力大小為邊，假如能組成封閉三角形，則其協(xié)力最小值為零，若不能組成封閉三角形，則協(xié)力最小值大小等于最大一個(gè)力減去另外兩個(gè)力大小之和。9/512．共點(diǎn)力合成方法

（1）作圖法。（2）計(jì)算法。10/513．多個(gè)共點(diǎn)力合成方法

依據(jù)平行四邊形定則先求出任意兩個(gè)力協(xié)力，再求這個(gè)協(xié)力與第三個(gè)力協(xié)力，以這類(lèi)推，求完為止。11/511．[對(duì)協(xié)力與分力了解]（多項(xiàng)選擇）關(guān)于幾個(gè)力及其協(xié)力，以下說(shuō)法正確是（） A．協(xié)力作用效果跟原來(lái)那幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生效果相同 B．協(xié)力與原來(lái)那幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上 C．協(xié)力作用能夠替換原來(lái)那幾個(gè)力作用 D．求幾個(gè)力協(xié)力恪守平行四邊形定則12/51解析協(xié)力與分力是等效替換關(guān)系，即協(xié)力作用效果與那幾個(gè)分力共同作用效果相同，協(xié)力能夠替換那幾個(gè)分力，但不能認(rèn)為協(xié)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，所以求協(xié)力時(shí)恪守平行四邊形定則，選項(xiàng)D正確。答案ACD13/512．[二力合成]（多項(xiàng)選擇）兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2大小不一樣，它們協(xié)力大小為F，則（） A．F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍 B．F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10N C．F1增加10N，F(xiàn)2降低10N，F(xiàn)一定不變 D．若F1、F2中一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大14/51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降低10N，F(xiàn)可能改變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若F1、F2中一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大，選項(xiàng)D正確。答案

AD15/513．[三力合成]某物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)三個(gè)共點(diǎn)力作用，在如圖3所表示四種情況中（坐標(biāo)紙中每格邊長(zhǎng)表示1N大小力），該物體所受合外力大小正確是（）圖316/51A．圖甲中物體所受合外力大小等于4NB．圖乙中物體所受合外力大小等于2NC．圖丙中物體所受合外力等于0D．圖丁中物體所受合外力等于0解析圖甲中，先將F1與F3合成，然后再由勾股定理求得協(xié)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，求得協(xié)力大小等于5N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖丙中，可將F3正交分解，求得協(xié)力大小等于6N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；依據(jù)三角形定則，圖丁中協(xié)力等于0，選項(xiàng)D正確。答案D17/51力分解1．力分解慣用方法18/5119/512.力分解問(wèn)題選取標(biāo)準(zhǔn)

（1）選取哪一個(gè)方法進(jìn)行力分解要視情況而定，普通來(lái)說(shuō)，當(dāng)物體受到三個(gè)或三個(gè)以下力時(shí)，常按實(shí)際效果進(jìn)行分解，若這三個(gè)力中，有兩個(gè)力相互垂直，可選取正交分解法。

（2）當(dāng)物體受到三個(gè)以上力時(shí)，慣用正交分解法。20/51【典例】

（多項(xiàng)選擇）如圖4所表示，電燈重力G＝10N，AO繩與頂板間夾角為45°，BO繩水平，AO繩拉力為FA，BO繩拉力為FB，則（注意：要求按效果分解和正交分解兩種方法求解）（）圖421/5122/51答案

AD23/51圖524/51答案C25/512．[正交分解法應(yīng)用]（多項(xiàng)選擇）如圖6所表示，質(zhì)量為m木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)。已知木塊與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到滑動(dòng)摩擦力為（）圖6A．μmg B．μ（mg＋Fsinθ）C．μ（mg－Fsinθ） D．Fcosθ26/51解析木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力f。沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解，如圖所表示（這么建立坐標(biāo)系只需分解F），因?yàn)槟緣K做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以在x軸上，向左力等于向右力（水平方向二力平衡）；在y軸上，向上力等于向下力（豎直方向二力平衡）。即Fcosθ＝f，F(xiàn)N＝mg＋Fsinθ，又f＝μFN，解得，f＝μ（mg＋Fsinθ），故選項(xiàng)B、D正確。答案BD27/513．[力分解法在生活、生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用](·廣東理綜，19)(多項(xiàng)選擇)如圖7所表示，三條繩子一端都系在細(xì)直桿頂端，另一端都固定在水平地面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長(zhǎng)度不一樣，以下說(shuō)法正確有(

)圖728/51A．三條繩中張力都相等B．桿對(duì)地面壓力大于本身重力C．繩子對(duì)桿拉力在水平方向協(xié)力為零D．繩子拉力協(xié)力與桿重力是一對(duì)平衡力29/51解析因三條繩長(zhǎng)度不一樣，且彼此之間夾角不確定，所以三條繩張力大小不一定相等，但能確定三張力協(xié)力方向?yàn)樨Q直向下，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；桿對(duì)地面壓力大小數(shù)值上等于桿重力與三條繩拉力豎直向下分力之和，故選項(xiàng)B正確；因?yàn)闂U豎直，繩子對(duì)桿拉力在水平方向上協(xié)力等于零，故選項(xiàng)C正確；繩子拉力協(xié)力方向與桿重力方向均豎直向下，故二者不是一對(duì)平衡力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案

BC30/51按實(shí)際效果分解力普通思緒方法技巧31/51繩上“死結(jié)”和“活結(jié)”模型1．“死結(jié)”模型“死結(jié)”可了解為把繩子分成兩段，且不能夠沿繩子移動(dòng)結(jié)點(diǎn)?！八澜Y(jié)”兩側(cè)繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立繩，所以由“死結(jié)”分開(kāi)兩段繩子上彈力大小不一定相等。32/512．“活結(jié)”模型 “活結(jié)”可了解為把繩子分成兩段，且能夠沿繩子移動(dòng)結(jié)點(diǎn)。“活結(jié)”普通是由繩跨過(guò)滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成。繩子即使因“活結(jié)”而彎曲，但實(shí)際上是同一根繩，所以由“活結(jié)”分開(kāi)兩段繩子上彈力大小一定相等，兩段繩子協(xié)力方向一定沿這兩段繩子夾角平分線。33/51圖834/51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mAg＝FO′a，對(duì)小滑輪有2FO′acos30°＝FOP，聯(lián)立解得mA＝2kg，F(xiàn)O′a＝20N，選項(xiàng)B正確；同一根細(xì)線上張力相同，故OP延長(zhǎng)線為細(xì)線張角角平分線，由此可知OP與豎直方向夾角為30°，35/51答案ABC36/51圖937/51(1)細(xì)繩AC段張力TAC與細(xì)繩EG張力TEG之比；(2)輕桿BC對(duì)C端支持力；(3)輕桿HG對(duì)G端支持力。解析題圖甲和乙中兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，依據(jù)平衡條件，首先判斷與物體相連細(xì)繩，其拉力大小是否等于物體重力；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表示，依據(jù)平衡條件可求解。38/5139/5140/51（1）桿彈力能夠沿桿方向，也能夠不沿桿方向。對(duì)于一端有鉸鏈輕桿，其提供彈力方向一定是沿著輕桿方向；對(duì)于一端“插入”墻壁或固定輕桿，只能依據(jù)詳細(xì)情況進(jìn)行受力分析，依據(jù)平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定桿中彈力大小和方向。（2）一根輕繩上各處張力大小均相等，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)能夠自由移動(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，繩兩端拉力大小就不相等。規(guī)律總結(jié)41/511．（·全國(guó)卷Ⅰ，19）（多項(xiàng)選擇）如圖10，一光滑輕滑輪用細(xì)繩OO′懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上物塊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)改變，物塊b仍一直保持靜止，則（）圖1042/51A．繩OO′張力也在一定范圍內(nèi)改變B．物塊b所受到支持力也在一定范圍內(nèi)改變C．連接a和b繩張力也在一定范圍內(nèi)改變D．物塊b與桌面間摩擦力也在一定范圍內(nèi)改變解析因?yàn)槲矬wa、b均保持靜止，各繩角度保持不變，對(duì)a受力分析得，繩拉力T＝mag，所以物體a受到繩拉力保持不變。由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側(cè)繩拉力相等，所以b受到繩拉力大小、方向均保持不變，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；a、b受到繩拉力大小、方向均43/51不變，所以O(shè)O′張力不變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)b進(jìn)行受力分析，如圖所表示。由平衡條件得：Tcosβ＋f＝Fcosα，F(xiàn)sinα＋FN＋Tsinβ＝mbg。其中T和mbg一直不變，當(dāng)F大小在一定范圍內(nèi)改變時(shí)，支持力在一定范圍內(nèi)改變，B選項(xiàng)正確；摩擦力也在一定范圍內(nèi)發(fā)生改變，D選項(xiàng)正確。答案BD44/512．（·山東理綜，14）如圖11所表示，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高兩點(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表示木板所受協(xié)力大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力大小，則維修后（）圖1145/51A．F1不變，F(xiàn)2變大 B．F1不變，F(xiàn)2變小C．F1變大，F(xiàn)2變大 D．F1變小，F(xiàn)2變