2020版高考物理一轮复习第二章第2讲力的合成与分解教案新人教版.docx

第2讲力的合成与分解考点1共点力的合成1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(如图所示)2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，夹角为F2F1cosF与F1夹角为两力等大且夹角120合力与分力等大考向1作图法的应用1如图所示，有五个力作用于同一点O，表示这五个力的有向线段恰好分别是构成一个正六边形的两邻边和三条对角线已知F310 N，求这五个力的合力大小解析：解法1：根据正六边形的对边平行且相等和三角形定则可知：F2和F5的合力等于F3；F1和F4的合力也等于F3，所以这5个力的合力等于3F330 N.解法2：由对称性知，F1和F5的夹角为120，它们的大小相等，合力在其夹角的平分线上，合力的大小等于其分力的大小，故力F1和F5的合力F155 N如图甲所示同理，F2和F4的合力也在其角平分线上，由图中几何关系可知F24F3F115 N故这五个力的合力FF3F15F2430 N.解法3：利用正交分解法将力F1、F2、F4、F5沿F3方向和垂直F3的方向分解，如图乙所示根据对称性知Fy0，合力FFx3F330 N.答案：30 N2一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示(各小方格边长相等)，则下列说法正确的是(B)A三力的合力有最大值F1F2F3，方向不确定B三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向C三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向D由题给条件无法求出合力大小解析：根据三力的图示，可知F1、F2在竖直方向的分力大小均为3个单位，方向相反，在水平方向的分力大小分别为6个单位和2个单位，方向与F3方向相同根据用正交分解法可得，三力的合力大小为12个单位，与F3的方向相同，即F合3F3，选项B正确考向2计算法的应用3(2019石家庄模拟)如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内)，则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为(D)AkL B2kLC.kL D.kL解析：发射弹丸瞬间，设两橡皮条间的夹角为2，则sin，cos.发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F合2Fcos，因FkxkL，故F合2kLkL，D正确4(2019江西高安模拟)一物体受到1 N、2 N、3 N、4 N四个力作用而保持静止状态，如图，现保持1 N、3 N、4 N三个力的方向和大小不变，而将2 N的力绕O点旋转90，此时作用在物体上的合力大小为(B)A2 N B2 NC3 N D3 N解析：由题意可知，四力的合力为零，则可知1 N、3 N、4 N三个力的合力为2 N，与2 N大小相等、方向相反，则2 N的力绕O点旋转90，其他三力的合力不变，那么现在变为2 N的两个力，其夹角成90，因此这两个力的合力大小为2 N，只有选项B正确考向3合力范围的确定5(多选)已知两个共点力的合力为F，现保持两力之间的夹角不变，使其中一个力增大，则(BC)A合力F一定增大B合力F的大小可能不变C合力F可能增大，也可能减小D当090时，合力F一定减小解析：设有两个共点力F1、F2，分两种情况讨论(1)当090时，若F2增大，其合力先变小，后又逐渐增大，如图乙所示，所以选项A错误，B、C正确6如图所示两个大小不变、夹角变化的力的合力的大小F与角之间的关系图象(02)，下列说法中正确的是(C)A合力大小的变化范围是0F14 NB合力大小的变化范围是2 NF10 NC这两个分力的大小分别为6 N和8 ND这两个分力的大小分别为2 N和8 N解析：由图象可知，当两力夹角为180时，两力的合力为2 N；当两力夹角为90时，两力的合力为10 N，则这两个力的大小分别为6 N、8 N，故C正确，D错误当两个力方向相同时，合力大小等于两个力大小之和，即14 N；当两个力方向相反时，合力大小等于两个力大小之差，即2 N，由此可知，合力大小的变化范围是2 NF14 N，故A、B错误(1)力的大小和方向一定时，其合力也一定.(2)作图法求合力，需严格用同一标度作出力的图示，作出规范的平行四边形.(3)计算法求合力，只需作出力的示意图，对平行四边形的作图要求也不太严格，重点是利用数学方法求解.考点2力的分解1力的分解常用的方法正交分解法效果分解法分解方法将一个力沿着两个互相垂直的方向进行分解的方法根据一个力产生的实际效果进行分解实例分解x轴方向上的分力：FxFcosy轴方向上的分力：FyFsinF1F2Gtan2.力的分解的唯一性和多解性已知条件示意图解的情况已知合力与两个分力的方向有唯一解已知合力与一个分力的大小和方向有唯一解已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向在0F时，有一组解；当F1Fsin时，无解；当FsinF1F时，有两组解若90F时有一组解，其余情况无解考向1按力的实际效果分解1(2018天津卷)(多选)明朝谢肇淛的五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可一游僧见之曰：无烦也，我能正之”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则(BC)A若F一定，大时FN大B若F一定，小时FN大C若一定，F大时FN大D若一定，F小时FN大解析：本题考查力的分解如图所示，把力F分解在垂直于木楔两侧的方向上，根据力的作用效果可知，F1F2FN，由此式可见，B、C项正确，A、D项错2(多选)如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起当车轴刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120，则下列判断正确的是(BD)A此时两臂受到的压力大小均为5.0104 NB此时千斤顶对汽车的支持力为1.0105 NC若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大D若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小解析：将汽车对千斤顶的压力F分解为沿两臂的两个分力F1、F2，如图所示，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，即F1F2.由2F1cosF得F1F21.0105 N，选项A错误；根据牛顿第三定律可知，千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力，为1.0105 N，选项B正确；由F1F2可知，当F不变、减小时，cos增大，F1、F2减小，选项C错误，D正确考向2力的正交分解3(2019衡水调研)如图所示，质量为m的物体置于倾角为的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比为(B)Acossin BcossinC1tan D1tan解析：物体在力F1作用下和力F2作用下运动时的受力如图所示将重力mg、力F2沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，由平衡条件可得：F1mgsinFf1，FN1mgcosFf1FN1，F2cosmgsinFf2FN2mgcosF2sinFf2FN2解得：F1mgsinmgcosF2故cossin，B正确4如图所示，与水平方向成角的推力F作用在物块上，随着逐渐减小直到水平的过程中，物块始终沿水平面做匀速直线运动关于物块受到的外力，下列判断正确的是(B)A推力F先增大后减小B推力F一直减小C物块受到的摩擦力先减小后增大D物块受到的摩擦力一直不变解析：对物块受力分析，建立如图所示的坐标系由平衡条件得，FcosFf0，FN(mgFsin)0，又FfFN，联立可得F，可见，当减小时，F一直减小，B正确；摩擦力FfFN(mgFsin)，可知，当、F减小时，Ff一直减小考向3力的分解的唯一性及多解性5(多选)如图所示，将力F分解为F1和F2两个分力，已知F1的大小和F2与F之间的夹角，且为锐角，则(BCD)A当F1Fsin时，一定有两解B当F1Fsin时，有唯一解C当F1Fsin时，无解D当FsinF1F时，一定有两解解析：将一个力分解为两个分力，由三角形定则知分力与合力可构成封闭三角形当F1Fsin时，三个力不能构成封闭三角形，故不可能分解为这样的一对分力F1和F2，故选项C正确；当F1Fsin时，可构成唯一一个直角三角形，选项B正确；当FsinF1，从图中可看出，F1有两个解，由直角三角形OAD可知OAF