（全国通用）2018年高考物理 考点一遍过 专题06 力的合成与分解（含解析）.doc

专题06 力的合成与分解一、力的合成1合力与分力（1）定义：如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力。（2）逻辑关系：合力和分力是一种等效替代关系。2共点力：作用在物体上的力的作用线或作用线的反向延长线交于一点的力。3力的合成的运算法则（1）平行四边形定则：求两个互成角度的共点力f1、f2的合力，可以用表示f1、f2的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线（在两个有向线段f1、f2之间）就表示合力的大小和方向，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的线段首尾顺次相接地画出，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。4力的合成方法及合力范围的确定（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。（2）合力范围的确定两个共点力的合力范围：|f1f2|ff1+f2，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|；当两个力同向时，合力最大，为f1+f2。三个共点力的合成范围a最大值：三个力同向时，其合力最大，为fmax=f1+f2+f3。b最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力的最小值为零，即fmin=0；如果不能，则合力的最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力和的绝对值，即fmin=f1|f2+f3|（f1为三个力中最大的力）。（3）解答共点力的合成问题时的两点注意合成力时，要正确理解合力与分力的大小关系。合力与分力的大小关系要视情况而定，不能形成合力总大于分力的思维定势。三个共点力合成时，其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差。二、力的分解1概念：求一个力的分力的过程。2遵循的原则：平行四边形定则或三角形定则。3力的分解方法（1）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个力的大小。（2）按问题的需要进行分解已知合力f和两个分力的方向，可以唯一地作出力的平行四边形，对力f进行分解，其解是唯一的。已知合力f和一个分力的大小与方向，力f的分解也是唯一的。已知一个分力f1的方向和另一个分力f2的大小，对力f进行分解，则有三种可能（f1与f的夹角为）。如图所示：af2fsin 时无解。bf2=fsin 或f2f时有一组解。cfsin f2fsin 时，一定有两解b当f1=fsin 时，有唯一解c当f1fsin 时，无解d当fsin f10，a0b匀加速直线运动中，v0c匀减速直线运动中，v0d匀减速直线运动中，v0，ax乙b甲、乙两物体运动的位移大小均为50 m，这两个物体的位移必定相同c温度计读数有正有负，所以温度也是矢量d温度计读数的正负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量3关于矢量和标量，下列说法中正确的是a矢量是既有大小又有方向的物理量b标量是既有大小又有方向的物理量c10 m的位移比5 m的位移小d10 比5 的温度低4如图所示，大小分别为f1、f2、f3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是f1f2f2f3 bf3f1f2 cf2f3f1 df3f2f124（2012上海卷）已知两个共点力的合力为50 n，分力f1的方向与合力f的方向成30角，分力f2的大小为30 n。则af1的大小是唯一的 bf2的力向是唯一的cf2有两个可能的方向 df2可取任意方向3ad【解析】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量只有大小没有方向，a正确，b错误；矢量的正负号只表示方向，不表示大小，所以10 m的位移比5 m的位移大，c错误；有些标量的正负号代表大小，温度是标量，所以10 比5 的温度低，d正确；故选ad。4c【解析】由力合成的三角形定则可知，a中三力的合力为2f1；b中三力的合力为0；c中三力的合力为2f3；d中三力的合力为2f2；由图可知f3最大，故选c。 5d【解析】把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角劈，设顶角为2，背宽为d，侧面长为l，如图乙所示。当在劈背施加压力f后，产生垂直侧面的两个分力f1、f2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体。由对称性知，这两个分力大小相等（f1=f2），因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图丙所示。在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑（图中阴影部分），根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，由关系式，得f1=f2，由此可见，刀背上加上一定的压力f时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin 的值越小，f1和f2越大。但是，刀刃的顶角越小时，刀刃的强度会减小，碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂，实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要，所以做成前部较薄，后部较厚。使用时，用前部切一些软的物品（如鱼、肉、蔬菜、水果等），用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品，俗话说：“前切后劈”，指的就是这个意思。故d正确。故选d。7b【解析】对悬挂的重物分析可知，绳子的拉力等于重力，缓慢移动过程中，重物仍保持静止，所以两段绳子的拉力大小恒等于重力大小，对p点分析可知，p点受两绳子的拉力和杆的支持力，处于平衡状态，所以杆对p的作用力等于两绳子拉力的合力，由于绳子的夹角不变，所以两绳子拉力的合力始终不变，故杆对p的作用力大小不变，b正确。8b【解析】以整体为研究对象，整体向下的力是三个物体的重力，整个装置静止，地面对滑块的支持力等于三个物体的重力之和，地面对滑块的压力大小等于三者的重力大小，无论角度如何变化，滑块对地面的压力不变，所以a项错误；以m为研究对象，受到竖直向下的重力和轻杆斜向上的支持力，当越大时，两杆所成的顶角会越小，两轻杆支持力的合力与m的重力等大反向，根据合力一定两分力夹角变小，两分力越小的结论，轻杆的支持力变小，根据相互作用力，轻杆受力越小，所以b项正确；以m为研究对象，受到竖直向下的重力、轻杆斜向下的压力、地面的支持力和地面的摩擦力，地面的摩擦力与轻杆压力沿水平方向的分力相等，当一定时，则轻杆的作用力不变，水平的分力也不变，地面的摩擦力不变，所以c项错误；如果动摩擦因数足够大，使轻杆沿竖直向下的分力与动摩擦因数的乘积大于轻杆沿水平方向的分力，无论m多大，可悬挂c的质量就很大，所以d项错误。9a【解析】对物体进行受力分析可知，物体受重力、摩擦力、拉力f及斜面对物体的支持力n的作用，将这些力正交分解，根据力的平衡可知：f+n=gcos ，f=gsin ，当拉力f减小时，n会增大，而g是不变的，也是不变的，故摩擦力也是不变的，物体受到的合力为0，所以选项a正确，bcd错误。10c【解析】对物体a受力分析：a受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态；受力分析及正交分解如图所示；在y轴方向上，fn=gcos +fsin ；则当推力f减小时，支持力fn一定减小；沿斜面方向上有：fcos =mgsin +f；若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，则摩擦力向下，若推力减小，则摩擦力减小；若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，则摩擦力向上，若推力减小，则摩擦力变大；故abd错误；c正确；故选c。13ac【解析】撤去10 n和15 n的力后原来与它们方向相反的力就会合成形成物体受到的合力，形成合力的范围，根据牛顿第二定律，能产生的加速度的范围为，如果合力与原来的速度方向相反，物体可能做匀减速直线运动，所以a项正确；做匀速圆周运动的物体，向心力的方向时刻改变，根据题意物体的合力是恒力，所以b项错误；如果物体原来的速度与现在的合力不在一条直线上，则物体将会做匀变速曲线运动，所以c项正确；d项错误。14cd【解析】合力和分力在作用效果上是等效的但是合力和分力并不是同时作用于物体上。由力的平行四边形定则知合力和分力的大小关系：f1f2ff1+f2所以合力可以比分力大也可以比分力小。16 80 n 100 n【解析】对点o受力分析，受三根绳子的拉力而平衡，如图将ob绳受到的拉力沿水平和竖直方向正交分解，由共点力平衡条件x方向：y方向：又因为所以：，即oa、ob两根细绳的拉力大小分别为80 n、100 n。17（1） （2）【解析】（1）对小球受力分析得，解得细线的拉力（2）以人为研究对象，地面对人的支持力摩擦力18（1）如图 （2） （3）【解析】（1）对球1所受的重力来说，其效果有二：第一，使物体欲沿水平方向推开挡板；第二，使物体压紧斜面。因此，力的分解如图甲所示，由此得两个分力，大小分别为：（2）（3）对球1，对球2，所以：挡板ab所受的压力之比为：斜面所受两个小球压力之比为：19（1） （2）10 kg（2）若ac挂80 n则：，若bc挂90 n则：为使两绳都不断取质量较小，所以不能超过100 n，即10 kg学/20a【解析】前后两次木板始终处于静止状态，因此前后两次木板所受合力f1都等于零，保持不变，cd错误；绳子剪去一段后长度变短，悬挂木板时绳子与竖直方向夹角变大，将力沿水平方向和竖直方向正交分解，在竖直方向上，而物体的重力不变，因此单根绳的拉力变大，a正确，b错误。21bd【解析】由于物体q轻轻地叠