高考物理一轮复习 第二章 第2单元 力的合成与分解课件.ppt

必考部分 第二章相互作用 第2单元力的合成与分解 网控基础点提炼命题源 一 力的合成1 合力与分力 1 如果一个力产生的 和其他几个力同时作用产生的 相同 这个力就叫做那几个力的 那几个力叫做这个力的 2 关系 合力和分力是一种在作用效果上的 关系 2 共点力如果一个物体受到两个或更多力的作用 这些力共同作用在物体的 或作用线的 交于一点 这样的一组力叫做共点力 1 1 效果效果合力分力 2 相互替代2 同一点延长线 读读教材 3 共点力的合成法则 1 平行四边形定则 求两个互成角度的 f1 f2的合力 可以用表示f1 f2的有向线段为 作平行四边形 这两个邻边之间的对角线就表示合力的 和 如图甲所示 2 三角形定则 求两个互成角度的共点力f1 f2的合力 可以把表示f1 f2的线段 顺次相接地画出 把f1 f2的另外两端连接起来 则此连线就表示合力的大小和方向 如图乙所示 3 1 共点力邻边大小方向 2 首尾 二 力的分解1 力的分解已知一个力求它的 的过程 叫做力的分解 力的分解是力的合成的逆运算 2 遵循定则力的分解遵循 定则 力的分解相当于已知对角线求邻边 3 力的效果分析以一个力为对角线作平行四边形 可以有无数多个 但是 在具体问题中进行力的分解时 必须根据力的实际作用效果 获得关于分力的一些信息 才能根据平行四边形定则求出分力 1 分力2 平行四边形 4 力的正交分解把一个力分解为两个 的分力 如图所示 把力f分解为fx和fy 其中fx fy 相互垂直fcos fsin 1 有三个力 一个力是12n 一个力是6n 一个力是7n 关于这三个力的合力 下列说法正确的是 a 合力的最小值为1nb 合力的最小值为零c 合力不可能为20nd 合力可能为30n 练练基础 题组一 力的合成 2 如图所示 f1 f2 f3恰好构成封闭的直角三角形 这三个力的合力最大的是 解析 由矢量合成法则可知a图的合力为2f3 b图的合力为0 c图的合力为2f2 d图的合力为2f3 因f2为直角三角形的斜边 故这三个力的合力最大的为c图 3 多选 如图所示 光滑斜面上一物体的重力mg分解为f1 f2两个力 下列说法中正确的 a f1是斜面作用在物体上使物体下滑的力 f2是物体对斜面的压力 题组二 力的分解 b 物体受到mg fn f1 f2四个力的作用c 物体只受到重力mg和斜面的支持力fn的作用d 力fn f1 f2三个力的作用效果与mg fn两个力的作用效果相同 解析 f1 f2两个力是重力mg的两个分力 其作用效果与重力mg等效 性质与重力的性质相同 所以f1不是斜面作用在物体上的力 f2不是物体对斜面的压力 物体只受重力mg和斜面支持力fn的作用 力的合成与分解的原理就是分力的作用效果与合力的作用效果相同 考虑了合力的作用效果后 就不能再考虑分力的作用效果 否则是重复考虑了力的作用效果 导致错误的结论 故选项c d正确 1 分力可能小于合力 还有可能等于合力 甚至大于合力 2 将一个已知力进行分解 一般根据力的作用效果分解 3 矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同 矢量的求和用平行四边形法则 标量用代数加法法则 4 三角形定则作为平行四边形定则的补充 在本质上两者是一致的 小思考微总结 细研核心点练透经典题 共点力合成的常用方法 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 考点一力的合成 2 计算法 几种特殊情况的共点力的合成 调研1 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 小方格边长相等 则下列说法正确的是 a 三力的合力有最大值f1 f2 f3 方向不确定b 三力的合力有唯一值3f3 方向与f3同向c 三力的合力是唯一值2f3 方向与f3同向d 由题给条件无法求出合力大小 解题指导 1 本题在坐标纸上画出了三个力的图示 因此采用作图法求合力 2 先合成其中两个力 再合成第三个力 根据本题的特点先合成f1和f2比较好 试题调研 解析 对于给定的三个共点力 其大小 方向均确定 则合力的大小唯一 方向确定 排除a 根据图表 可先作出f1 f2的合力 不难发现f1 f2的合力方向与f3同向 根据几何关系可求出合力大小等于3f3 b对 答案 b 两种求解合力的方法的比较 1 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 才能较精确的求出合力的大小和方向 2 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 往往适用于两力的夹角是特殊角的情况 名师归纳点题破疑 类题练熟 1 2 两个力f1和f2间的夹角为 两个力的合力为f 以下说法正确的是 a 若f1和f2大小不变 夹角越小 合力f就越小b 合力f总比分力中的任何一个力都大c 如果夹角 不变 f1大小不变 只要f2增大 合力f就必然增大d 合力f可能比分力中的任何一个力都小 1 按力的效果分解的几种常见情况 考点二力的分解 调研2 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 当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1 0 105n 此时千斤顶两壁间的夹角为120 则下列判断正确的是 a 此时两臂受到的压力大小均为5 0 104nb 此时千斤顶对汽车的支持力为2 0 105nc 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 试题调研 解题探究 1 汽车对千斤顶的压力的效果是什么 按效果分解法 压力怎样分解 作图说明 提示 汽车对千斤顶压力的效果是对两臂产生压力 所以可以把压力沿两臂方向分解 如图 2 若继续转动把手 两臂间夹角如何变化 两臂受到的压力如何变化 作图说明 提示 若继续转动把手 两臂间夹角减小 由于合力不变 所以分力减小 即两臂受到的压力减小 如图 关于力的分解的两点说明 1 在实际问题中进行力的分解时 有实际意义的分解方法是按力的实际效果进行分解 其他的分解方法都是为解题方便而设的 2 力的正交分解是在物体受三个或三个以上的共点力作用下求合力的一种方法 分解的目的是更方便地求合力 将矢量运算转化为代数运算 名师归纳点题破疑 2 1 如图所示 质量为m的物体放在水平桌面上 在与水平方向成 角的拉力f作用下加速向前运动 已知物体与桌面间的动摩擦因数为 则下列判断正确的是 a 物体受到的摩擦力为fcos b 物体受到的摩擦力为 mgc 物体对地面的压力为mgd 物体受到地面的支持力为mg fsin 类题练熟 解析 物体受力分析如图 沿水平方向和竖直方向将力f分解 水平方向 fcos f ma 竖直方向 fn fsin mg 所以选项d正确 轻绳 轻杆模型的应用 归类 建模 提能 一 名师点睛 轻绳 轻弹簧 轻杆 是本章中的理想化模型 与这几个模型相关的问题出现的频率很高 并且涉及的情景综合性强 隐蔽性高 能很好地考查学生的综合分析能力 因此 识别此类模型 可以提高学生的解题能力 模型列表 经典范例 如图甲所示 轻绳ad跨过固定的水平横梁bc右端的定滑轮拉住一个质量为m1的物体 acb 30 图乙中轻杆hg一端用铰链固定在竖直墙上 另一端g通过细绳eg拉住 eg与水平方向也成30 角 轻杆的g点用细绳gf拉住