2019高考物理总复习 考查点4 力的合成与分解考点解读学案

考查点4力的合成与分解考情分析测试内容测试要求考情分析力的合成与分解B16年T4、16年T7、17年T6探究、实验：力的合成的平行四边形定则a14年T25、15年T3、16年T6、17年T25共点力的平衡A15年T14、16年T28(1)知识梳理考点1力的合成与分解B(1)如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的_，而那几个力叫做这个力的_求几个已知力的合力叫做力的_，求某个力的几个分力叫做_(2)力的平行四边形定则：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，合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的_表示出来(3)合力与分力的大小关系合力大小范围|F1F2|FF1F2，合力可以_分力，也可以_分力，也可以_分力(选填“大于”、“小于”或“等于”)在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小在合力不变的情况下，夹角越大，两个等值分力的大小越大两个分力F1、F2大小相等，夹角为120时，合力大小_分力大小(选填“大于”、“小于”或“等于”)【典例1】关于合力和分力的关系，下列说法正确的是() A物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力等值反向，这两个力的合力为零B作用在某物体上的两个力，它们的合力和这两个力都同时作用在该物体上 C合力的大小一定等于各分力的大小之和 D合力的大小可能等于其中某一个分力的大小【解析】只有作用在同一物体上的几个力才能研究合成问题，作用在不同物体上的力不能合成，选项A错误；合力和分力只是一种效果替代关系，各分力可以是性质不同的各种力，而合力只是反映各分力共同作用效果的效果力，合力并没有真正作用在物体上，选项B错误；合力和分力等效但并不一定等值，力的运算遵循的是矢量运算法则(平行四边形定则)，合力的大小不一定等于各分力的大小之和(除非各分力方向相同)，合力可能大于、等于或小于其中的一个分力，选项C错误，选项D正确【答案】D【点拨】力的合成是“等效思维”在解决实际问题中的应用，它可使几个同时作用在同一物体上的力被一个力所“等效替代”，从而使物体的受力情况得到简化这种“等效替代”是高中物理中常用的方法之一【变式1】两个共点力F1、F2的夹角为，它们的合力为F，下列说法中正确的是()A若F1和F2大小不变，角越大，合力就越小 B若F1和F2大小分别为3N、5N，它们的合力可以为10N C若把F进行分解，可以分解成多组分力，但每组只能有两个分力 D质点除了受F1和F2作用，还受到F的作用【典例2】水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m10kg的重物，CBA30，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力为(g取10m/s2)()A50N B50N C100N D100N【解析】取小滑轮作为研究对象，悬挂重物的绳中的弹力是Fmg1010N100N，故小滑轮受绳的作用力沿BC、BD方向的大小都是100N，又知CBD120，CBE60，CBE是等边三角形，故两力的合力F合100N，选项C正确【答案】C【点拨】本题考查用力的合成与分解的平行四边形法则，可用合成法，也可用分解法(包括正交分解法)，要学会灵活运用本题中横梁的末端是滑轮，致使绳中的张力处处相等，特别注意如果B点是一个结点，两段绳中的张力就不再是相等的关系【变式2】(2019徐州模拟)如图所示，力F1、F2是两个相互垂直的共点力，其中F13N，F24N，则F1、F2合力的大小为() A12N B7N C6N D5N【典例3】(2019江苏真题)漫画中的大力士用绳子拉动汽车，绳中的拉力为F，绳与水平方向的夹角为，若将F沿水平和竖直方向分解，则其竖直方向的分力为()AFsin BFcos C. D.【解析】将F沿水平和竖直方向分解，可得沿竖直方向的分力FyFsin，选项A正确【答案】A【警示】力的合成与分解是一种等效替代方法，分解时一定要注意题目中要求沿哪一个方向进行分解【变式3】如图所示，水平地面上有一重60N的物体，在与水平方向成30角斜向上、大小为20N的拉力F作用下匀速运动，求地面对物体的支持力和摩擦力的大小考点2探究、实验：力的合成的平行四边形定则a(1)两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作_，这两个邻边之间的_就代表合力的_和_，这个法则叫做_(2)力的分解和力的合成的互为逆运算，同样遵守平行四边形定则把一个已知力F作为平行四边形的_，那么与力F共点的平行四边形的两条_，就表示力F的两个分力(3)实验研究方法为_；实验器材：方木板一块，白纸，_，橡皮筋，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉若干，细芯铅笔(4)实验注意事项：弹簧测力计的拉力方向必须与木板_；读数时，视线应_弹簧测力计的刻度；使用弹簧测力计时，不能_其量程；在同一次实验中，橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同【典例4】(2019江苏真题)在“力的合成的平行四边形定则”实验中，某同学测出了F1、F2，如图所示接下来，要用一只弹簧测力计拉伸橡皮条测合力在操作中应当() A沿F1、F2的角平分线方向拉伸橡皮条 B将橡皮条拉伸至O点 C使拉力的大小等于 D使拉力的大小等于F1、F2的大小之和【解析】在“探究力的平行四边形定则”实验中，主要是研究作用效果相同的一个力和两个力之间是否遵循平行四边形的法则，因此不需要拉橡皮时一定要沿着F1、F2的角平分线方向拉伸，也不一定要求拉力大小一定等于、F1F2或其他特殊值，只要求两次将橡皮条拉伸到同一点O，保证作用效果相同正确答案为B.【答案】B【点拨】本实验一定要求用一根弹簧秤和两根弹簧秤拉伸橡皮条时伸长到同一点，保证效果相同，至于拉力的大小和力的方向都可以随意改变，多次来验证平行四边形法则【变式4】如图所示为“探究求合力的方法”的实验装置，则() A实验中所用的两根细线越短越好 B弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行 C实验中只需记录弹簧测力计拉力的大小 D每次实验中两个分力间的夹角必须大于90【典例5】(2019南通模拟)在“探究求合力的方法”实验中，把橡皮筋一端固定于P点，另一端(自由端)通过细绳套连接两只弹簧测力计，并将该端拉至O点，如图甲所示，此时弹簧测力计a的示数如图乙所示 甲乙丙(1)由图乙可知，弹簧测力计a的拉力F1的大小为_N.(2)实验记录纸如图丙所示，虚线为F1的作用线，实线为弹簧测力计b的拉力F2的图示根据图中给出的标度，作出F1与F2的合力F，求得F_N.(3)如果保持拉力F1的方向不变，增大F2与F1间的夹角，使橡皮筋的自由端仍在O点，则_ AF1和F2均变大 BF1和F2均变小 CF1变大，F2变小 DF1变小，F2变大【解析】(1)弹簧秤最小刻度为0.1，所以读数应为4.00N(要求估读到0.01)(2)根据图丙中的标度作出F1的图示，利用平行四边形法则作出两个力的合力，量得合力大小约为4.5N(3)改变F1的方向，使橡皮筋的自由端仍在O点，要求合力大小不变，现增大F2与F1间的夹角，则两分力F2与F1的大小都增大选项A正确【答案】(1)4.00(2)如图4.5(4.24.8)(3)A【点拨】判断合力不变的情况下某一条件变化时两个分力大小方向的变化，可依据平行四边形法则进行作图，改变条件就可以很清晰地判断出两个分力的变化情况，而不必进行繁杂的计算【变式5】(2019徐州模拟)在“探究力的平行四边形定则”实验中，某同学用两个弹簧测力计将橡皮筋的端点拉到点O后，作出了这两个拉力F1、F2的图示，再改用一个弹簧测力计将橡皮筋的端点拉到同一点O，此时弹簧测力计的示数F35.0N.(1)关于本实验，下列说法错误的是_ A弹簧测力计应在使用前校零 B在弹簧的弹性限度内，应使拉力适当大一些 C弹簧测力计拉力方向应与木板平面平行 DF1和F2的夹角越大越准确(2)在图中作出弹簧测力计拉力F3的图示(3)以两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线表示的力是F4，则在F1、F2、F3和F4这四个力中该同学应该探究的是_这两个力的关系考点3共点力的平衡A(1)如果一个物体受到两个或者更多力的作用，这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们力的作用线的_交于一点，这样的一组力叫做_(2)平衡状态是指物体处于_或_的状态(3)共点力作用下物体的平衡条件是_如果物体受两个力且平衡，这两个共点力必然_、_、_.若物体受三个力平衡，这三个共点力必然在同一平面内，且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，即任何两个力的合力必与第三个力平衡【典例6】(2019宿迁模拟)如图所示，质量为m的木块静止在长木板上，木板与水平方向的夹角为，木块所受的摩擦力大小为() Amgsin Bmgcos C. D.【解析】分析物体受三个力：重力、斜面支持力和斜面对物体的静摩擦力，可以选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行分解，根据平衡条件可得木块所受的静摩擦力大小等于重力沿斜面方向的分力mgsin.选项A正确【答案】A【点拨】求解物体受力大小，一定要重视研究对象的选择和受力分析，灵活地选择互为垂直的方向进行分解，结合平衡条件就能快捷地进行求解【变式6】(2019徐州模拟)如图所示，在力F的作用下，使同一桌子沿粗糙的水平面运动，其中桌子所受摩擦力最小的是()AB CD【典型7】(2019镇江模拟)如图所示，一个重为G的小球用两根细绳OA、OB拴住处于静止状态，绳OA是水平的，绳OB与竖直方向的夹角为，求两根绳对小球的拉力【解析】对小球进行受力分析，小球受到重力G、两根绳子的拉力FOA、FOB三个力的作用小球处于平衡状态，所以FOA、FOB的合力与重力G大小相等方向相反，结合三角形和正交分解可得到：FOBsinFOA，FOBcosG，从而得到FOAGtan，FOB.【答案】Gtan和【点拨】本题考查用力的合成或分解的方法求解物体平衡状态下的受力问题，本题可用合成法，也可用分解法(包括正交分解法)，要学会灵活运用【变式7】(2019徐州模拟)如图所示，一个小球用两根细绳OA、OB拴住处于静止状态，绳OA水平，绳OB与竖直方向的夹角60，若OA绳上的拉力为FA，OB绳上的拉力为FB，小球所受的重力为G，则下列判断正确的是() AFAFB BFBFA CGFB DGFA随堂练习1(2019扬州模拟)“力的合成的平行四边形定则”实验中体现的物理思想方法是() A等效替代的方法 B控制变量的方法 C建立物理模型的方法 D取微元的方法第1题图2关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是() AF大小随F1、F2间夹角的增大而增大 BF大小随F1、F2间夹角的增大而减小 CF大小一定比任何一个分力都大 DF大小不能小于F1、F2中最小者第3题图3(2019南通模拟)在“探究求合力的方法”的实验中，把橡皮条一端固定于P点，另一端通过细绳套连接两只弹簧秤，并使该端拉至O点，测得PO长为L，如图所示则实验中() A选取的细绳套适当长一些 B只需要记录弹簧秤的读数 C两根细绳套间的夹角尽可能大些 D改用一只弹簧秤拉橡皮条时，只需使橡皮条的长度仍为L4(2019宿迁模拟)如图所示，在“探究求合力的方法”实验中下列说法正确的是()第4题图 A某次实验中，在测量F1、F2和合力F时，只要弹