2011龙门亮剑高三一轮(人教版)物理课件必修1第二章第2单元.ppt

第2单元 力的合成与分解 一、力的合成 1合力与分力：如果几个力共同作用产生的 _与某一个力单独作用时的_相同， 则这一个力为那几个力的_，那几个力 为这一个力的_ 2共点力：几个力都作用在物体的_， 或者它们的_相交于一点，这几个力 叫做共点力 效果效果 合力 分力 同一点 作用线 3力的合成：求几个力的_的过程 4平行四边形定则：两个力合成时，以表示 这两个力的线段为_作平行四边形，这两 个邻边之间的_就表示合力的_ 和_ 合力 邻边 对角线大小 方向 二、力的分解 1力的分解：求一个力的_的过程，力 的分解与力的合成互为_ 2矢量运算法则 (1)平行四边形定则 (2)三角形定则：把两个矢量的_顺次连 结起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾 的_为合矢量 分力 逆运算 首尾 有向线段 (1)合力不一定大于分力； (2)合力与它的分力是力的效果上的一种等效 替代关系，而不是力的本质上的替代 共点力合成的常用方法 (1)作图法 从力的作用点沿两个分力的作用方向按同一 标度作出两个分力F1、F2，以这两个力为邻 边作一个平行四边形，这两个力所夹对角线 表示这两个力的合力 2合力范围的确定 (1)两个共点力的合成|F1F2|F合F1F2 两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而 减小，当两力反向时，合力最小，为|F1F2| ，当两力同向时，合力最大，为F1F2. (2)三个共点力的合成 三个力共线且同向时，其合力最大，为F1 F2F3. 任取两个力，求出其合力的范围，如果第 三个力在这个范围之内，则三个力的合力的 最小值为零，如果第三个力不在这个范围内 ，则合力的最小值为最大的一个力减去另外 两个较小的力的和和绝对值 如右图所示，质量为10 kg的物体静止在 平面直角坐标系xOy的坐标原点，某时刻只受 到F1和F2的作用，且F110 N，F210 N， 则物体的加速度( ) A方向沿y轴正方向 B方向沿y轴负方向 C大小等于1 m/s2 D大小等于 m/s2 【思维通道】 解此类问题可采用力的合成 法求合力，也可用力的分解法求合力，就本 题来说，先将F1、F2沿坐标轴正交分解，再 求其合力的方法更简单一些 【答案】 C 力的合成与分解互为逆运算，当求 两个不相互垂直的力的合力时，可以采用先 分解再合成的方法，如在本题中先将F2沿x轴 和y轴分解，再与F1合成 甲、乙两人分别在两岸用绳拉船在河 流中行驶，如右图所示，已知甲的拉力大小 为800 N，方向与航向夹角为30.要保持小船 能在河流的正中间沿直线行驶，乙怎样用力 最小？其最小的力为多大？此时小船受到两 人拉力的合力为多大？ 【解析】 要使小船能沿河流中间直线行驶 ，两个拉力的合力方向应指向航向因此， 本题属于已知一个分力的大小和方向以及合 力的方向，求另一个分力的最小值的大小和 方向的问题 1按力的作用效果分解 (1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方 向 (2)再根据两个分力方向画出平行四边形 (3)最后由平形四边形知识求出两分力的大小 力的两种分解方法 2按问题的需要进行分解，具体分以下三个 方面： (1)已知合力和两个分力的方向，求两个分力 的大小如下图甲所示，已知F和、，则F1 和F2的大小是唯一确定的 甲 乙 (2)已知合力和一个分力的大小和方向，求 另一个分力的大小和方向已知F、F1和 ，则F2的大小和方向(角也已确定)是唯一 确定的 (3)已知合力和一个分力的方向和另一分力的 大小，即已知F、(F1与F的夹角)和F2的大小 ，这时则有如下的几种可能情况 第一种情况是F2Fsin 且F2F，则有两解 ，如甲图所示 甲 乙 第二种情况是F2Fsin ，则有唯一解，如 图乙所示 第三种情况是F2Fsin ，则无解，因为此 时按所给的条件是无法组成力的平行四边形 的如图丙所示 丙 丁 第四种情况是F2F，则有唯一解如图丁 所示 如下图所示，两完全相同的小球在挡 板作用下静止在倾角为的光滑斜面上，求甲 、乙两种情况下小球对斜面的压力之比 【思维通道】 解答本题的关键是对小球受 力分析，重力产生的效果有两个： (1)压紧斜面 (2)压紧挡板 【解析】 重力的分解如下图甲、乙所示， 可知球对斜面的压力 【答案】 1cos2 力产生的作用效果是进行力的分解的 重要依据，根据作用效果先判断分力的方向 ，再用平行四边形定则求解 (2009年江苏卷)用一根长1 m的轻质细 绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁 上已知绳能承受的最大张力为10 N为使 绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g 取10 m/s2)( ) 【解析】 一个大小方向确定的力分解为两 个等大的力时，合力在分力的角平行线上， 且两分力的夹角越大，分力越大题中当绳 子拉力达到F10 N的时候，绳子间的张角最 大，即两个挂钉间的距离最大；画框受到重 力和两根绳子的拉力，三个力为共点力 【答案】 A 1正交分解法 把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别 是物体受多个力作用时，把物体受到的各力 都分解到互相垂直的两个方向上去，然后分 别求出每个方向上力的代数和 正交分解法在力的合成与分解 中的应用 2利用正交分解法求合力 (1)正确选择直角坐标系，通常选择共点力的 作用点为坐标原点，直角坐标系的选择应使 尽量多的力落在坐标轴上 (2)正交分解各力，即分别将各力投影到坐标 轴上，然后求各力在x轴上和y轴上的分力的 合力Fx和Fy： FxF1xF2xF3x，FyF1yF2y F3y (9分)如右图所示，光滑圆球半径为1 m，质量为5 kg，静止于图示位置，图中距离 d为1.6 m，求竖直墙壁与台阶对球的支持力 分别为多大？(g取10 m/s2) 【思维通道】 先对球进行受力分析，画出 受力图，选取适当的坐标系，对不在坐标轴 上的力进行正交分解，对两个分方向分别利 用平衡条件列方程 【解析】 如右图所示，设台阶对圆球的作 用力为F1，竖直墙壁对圆球的作用力为F2， 根据平衡条件，正交分解 F1，可得到如下的 方程： 【答案】 37.5 N 62.5 N (2007年高考广东卷)如右图所示，在 倾角为的固定光滑斜面上，质量为m的物体 受外力F1和F2的作用，F1方向水平向右，F2 方向竖直向上若物体静止在斜面上，则下 列关系正确的是( ) AF1sin F2cos mgsin ，F2mg BF1cos F2sin mgsin ，F2mg CF1sin F2cos mgsin ，F2mg DF1cos F2sin mgsin ，F2mg 【解析】 物体静止在斜面上，有F2mg， 对m受力分析，沿斜面和垂直斜面方向正交 分解，有 mgsin F1cos F2sin ，故选B. 【答案】 B 1作用在一个物体上的两个共点力的合力的 大小随两力之间的角度变化的关系如右图所 示，则有( ) A这两个力的合力的最大值为30 N B这两个力的合力的最小值为10 N C由该图象可确定两个分力的大小值 D只能确定两分力大小的范围，不能确定 具体值 【答案】 ABC 2物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直 线运动，则这三个力可能选取的数值为( ) A15 N、5 N、6 N B3 N、6 N、4 N C1 N、2 N、10 N D1 N、6 N、8 N 【解析】 物体在F1、F2、F3作用下而做匀 速直线运动，则三个力的合力必定为零，只 有B选项中的三个力的合力可以为零，故选B. 【答案】 B 3(2009年高考海南卷)两个大小分别为F1和 F2(F2F1)的力作用在同一质点上，它们的合 力的大小F满足( ) 【解析】 当两分力方向相反时合力最小， 方向相同时合力最大，所以合力的大小满足 F1F2FF1F2. 【答案】 C 4假期里， 一位同学在厨房里帮妈妈做菜， 对菜刀产生了兴趣他发现菜刀的刀刃前部 和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小， 后部的顶角大，他先后做出过几个猜想，其 中合理的是( ) A刀刃前部和后部厚薄不均匀，仅是打造方 便，外观美观，跟使用无关 B在刀背上加上同样的力时，分开其他物体 的力跟刀刃厚薄无关 C在刀背上加上同样的压力时，顶角越大， 分开其他物体的力越大 D在刀背上加上同样的压力时，顶角越小， 分开其他物体的力越大 【答案】