xx高三物理《力的合成与分解》高考材料分析

XX 高三物理力的合成与分解高考材料分析考点一|力的合成合力与分力定义如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫作那几个力的合力，那几个力叫作这一个力的分力关系合力与分力是等效替代关系2共点力共点力作用在一个物体上，作用线或作用线的延长线交于一点的几个力如图 221 所示均是共点力图 221共点力平衡的条物体所受的合外力为零数学表达式有两种：F 合0；Fx 合和 F 合分别是将力进行正交分解后，物体在 x 轴和轴上所受的合力3力的合成定义求几个力的合力的过程运算法则平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量4合力大小的范围两个共点力的合成：|F1F2|FF1F2即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两个力反向时，合力最小，为|F1F2|；当两力同向时，合力最大，为 F1F2三个共点力的合成三个力共线且同向时，其合力最大为 FF1F2F3以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力最小值为零，若不能组成封闭的三角形，则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和共点力合成的常用方法作图法：从力的作用点起，按同一标度作出两个分力 F1 和 F2 的图示，再以 F1 和 F2 的图示为邻边作平行四边形，画出过作用点的对角线，量出对角线的长度，计算出合力的大小，量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向图 222计算法：几种特殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算互相垂直Ftan两力等大，夹角 F2F1sF 与 F1 夹角为两力等大且夹角 120合力与分力等大下列说法错误的是A两个共点力的共同作用效果与其合力单独的作用效果相同B合力的作用效果与物体受到的每一个力的作用效果都相同把物体受到的几个力的合力求出后，可认为物体只受一个力的作用D性质不同的力可以合成，作用在不同物体上的力不可以合成B 合力的作用效果和几个分力的共同作用效果相同，因此可以用合力来代替几个分力的作用，认为物体只受到一个力，所以 A、两项的说法正确，B 项的说法错误在进行力的合成时，力必须作用在同一物体上，而力的性质可以不同，如物体放在水平桌面上，所受的支持力与重力的合力为零支持力与重力就是不同性质的力，所以 D 项的说法正确2光滑水平面上的一个物体，同时受到两个力的作用，其中 F18N，方向水平向左；F216N，方向水平向右当F2 从 16N 逐渐减小到 0 时，二力的合力大小变化是A逐渐增大 B逐渐减小先减小后增大D先增大后减小F2 减至 8N 的过程中合力减小至 0，当 F2 继续减小时，合力开始增大，但方向与原来合力的方向相反，故选项正确3物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是AN,7N,8NBN,2N,3N1N,N,10ND10N,10N,10N三个力合成，若前两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，就可以使这三个力合力为零，只要使最大的力的大小在其他两个较小力的合力范围之内，就能使合力为零，即第三个力 F3 满足：|F1F2|F3F1F2 故选4如图 223 所示，用轻绳 A 和 B 将重为 G 的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间，重物处于静止状态，A 绳水平，B 绳与竖直方向的夹角为 ，则 A 绳的拉力FA、B 绳的拉力 FB 的大小与 G 之间的关系为图 223AFAGtanBFAFBDFBGsA 结点受到三个力 FA、FB、F 作用，如图所示，其中 FA、FB 的合力与 F 等大反向，即 F 合FG，则：tan，s解得：FAGtan，FB，故 A、正确如图 224 所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉力 FT及它们的合力 F 的大小变化情况为甲 乙图 224AFT 减小，F 不变BFT 增大，F 不变FT 增大，F 减小DFT 增大，F 增大B 吊环两绳拉力的合力与运动员重力相等，即两绳拉力的合力 F 不变在合力不变的情况下，两分力之间夹角越大，分力就越大，由甲图到乙图的过程是两分力间夹角增大的过程，所以 FT 增大，选项 B 正确考点二|力的分解1矢量和标量矢量：既有大小又有方向的物理量，叠加时遵循平行四边形定则，如速度、力等标量：只有大小没有方向的物理量，求和时按算术法则相加，如路程、动能等2力的分解定义：求一个力的分力的过程力的分解是力的合成的逆运算遵循的原则：平行四边形定则三角形定则3力的效果分解法根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；再根据两个实际分力的方向画出平行四边形；最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小4正交分解法定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法建立坐标轴的原则：以少分解力和容易分解力为原则1共点力合成的方法作图法计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力，是解题的常用方法2力的分解方法按力的效果分解正交分解法：定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系图 22方法：物体受到多个力作用 F1、F2、F3，求合力F 时，可把各力沿相互垂直的 x 轴、轴分解x 轴上的合力：FxFx1Fx2Fx3轴上的合力：FF1F2F3合力大小：F合力方向：与 x 轴夹角为 ，则 tan3用力的矢量三角形定则分析力的最小值当已知合力 F 的大小、方向及一个分力 F1 的方向时，另一个分力 F2 取最小值的条是两分力垂直如图226 甲所示，F2 的最小值为 Fsin；甲 乙图 226当已知合力 F 的方向及一个分力 F1 的大小、方向时，另一个分力 F2 取最小值的条是所求分力 F2 与合力 F 垂直，如图乙所示，F2 的最小值为 F1sin；当已知合力 F 的大小及一个分力 F1 的大小时，另一个分力 F2 最小值的条是已知大小的分力 F1 与合力 F 同方向，F2 的最小值为|FF1|1小刘同学用轻质圆规做了如图 227 所示的小实验，其中圆规两脚 A 与 B 分别模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物通过实验能说明：点受到向下的力 F 产生的对横梁 A 与斜梁 B 的作用效果分别是图 227A压力、拉力 B压力、压力拉力、拉力D拉力、压力D 点受到向下的力 F，由力的效果分解法可知，分解为对 A 的拉力和对 B 的压力，选 D2下列说法正确的是A把已知力 F 分解为两个分力 F1 和 F2，此时物体受到 F、F1、F2 三个力的作用B在力的分解中，分力可以比合力大把已知力 F 分解时，只能分解为两个力D由于矢量的方向用正负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量B 已知力 F 分解成的两个分力 F1 与 F2 并不是物体实际受到的力，选项 A 错误；根据平行四边形定则可知，分力可以大于、等于或小于合力，选项 B 正确；分解已知F 时方法很多，只要分解的几个力作用效果与力 F 的作用效果相同，那么力 F 可以分解为两个力，也可以分解为更多力，一般情况下一个力分解为两个分力，选项错误；具有正负值的物理量不一定是矢量，如温度有正负值，但它是标量，矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同，选项 D 错误3如图 228 所示，把光滑斜面上的物体所受重力 g 分解为 F1、F2 两个力图中 FN 为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是图 228AF1 是斜面作用在物体上使物体下滑的力B物体受到 g、FN、F1、F2 共四个力的作用F2 是物体对斜面的压力D力 FN、F1、F2 这三个力的作用效果与 g、FN 这两个力的作用效果相同D F1 是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，施力物体是地球，故选项 A 错误物体受到重力 g 和支持力 FN 两个力的作用，F1、F2 是重力的分力，故选项 B 错误F2 是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2 的大小等于物体对斜面的压力，但二者的受力物体不同，F2 的受力物体是物体本身，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故选项错误合力与分力有相同的作用效果，故选项 D 正确4如图 229 所示，质量为的物体在推力 F 的作用下，在水平地面上做匀速直线运动已知物体与地面间动摩擦因数 ，则物体受到的摩擦力的大小为图 229AgBDFsinB 先对物体进行受力分析，如图所示，然后对力 F进行正交分解，F 产生两个效果：使物体水平向前的 F1Fs，同时使物体压紧水平地面的 F2Fsi