高考物理一轮复习 第2章 研究物体间的相互作用 第3课时 力的合成与分解课件.ppt

第3课时力的合成与分解 考点一共点力的合成 1 合成的方法 1 作图法 2 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 是解题的常用方法 2 运算法则 1 平行四边形定则 2 三角形定则 3 重要结论 1 两个分力一定时 夹角 越大 合力越小 2 合力一定 两等大分力的夹角越大 两分力越大 3 合力可以大于分力 等于分力 也可以小于分力 4 合力的大小范围 1 两个共点力的合成 f1 f2 f合 f1 f2 即两个力大小不变时 其合力随夹角的增大而减小 当两力反向时 合力最小 为 f1 f2 当两力同向时 合力最大 为f1 f2 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 f2 f3 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 则三个力的合力最小值为零 如果第三个力不在这个范围内 则合力最小值等于最大的力减去另外两个力 例1 2015 石家庄模拟 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 知f1 f2在竖直方向分力的大小均为3个单位 方向相反 在水平方向的分力分别为6个单位和2个单位 方向与f3方向相同 根据正交分解法求合力的思想知 3个力的合力为12个单位 与f3的方向相同 大小是f3的3倍 即f合 3f3 选项b正确 答案 b 1 2016 济南模拟 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 考点二力的分解方法 1 力的效果分解法 1 根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向 2 再根据两个实际分力的方向画出平行四边形 3 最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小 下表是高中阶段常见的按效果分解力的情形 2 按问题的需要进行分解 1 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 2 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 3 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 f2 fsin 时无解 f2 fsin 或f2 f时有一组解 fsin f2 f时有两组解 2 2016 临沂模拟 如图所示 a b两物体叠放在水平地面上 已知a b的质量分别为ma 10kg mb 20kg a b之间 b与地面之间的动摩擦因数均为 0 5 一轻绳一端系住物体a 另一端系于墙上 绳与竖直方向的夹角为37 现欲用外力将物体b匀速向右拉出 求所加水平力f的大小 并画出a b的受力分析图 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 解析 a b的受力分析如图所示 绳上的 活结 与 死结 模型1 死结 模型 1 死结 可理解为把绳子分成两段 2 死结 是不可以沿绳子移动的结 3 死结 两侧的绳因结住而变成了两根独立的绳 4 死结 分开的两段绳子上的弹力不一定相等 如图甲 方法技巧思维提升 2 活结 模型 1 活结 是可以沿绳子移动的结点 2 活结 一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的 绳子虽然因 活结 而弯曲 但实际上是同一根绳 3 活结 分开的两段绳子上弹力的大小一定相等 两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线 如图乙 典例 如图甲所示 轻绳ad跨过固定在水平横梁bc右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体 acb 30 图乙中轻杆hp一端用铰链固定在竖直墙上 另一端p通过细绳ep拉住 ep与水平方向也成30 角 轻杆的p点用细绳pq拉住一个质量也为10kg的物体 g取10m s2 求 1 轻绳ac段的张力fac与细绳ep的张力fep之比 2 横梁bc对c端的支持力 3 轻杆hp对p端的支持力 思路导引 解析 题图中的两个物体m1 m2都处于平衡状态 根据平衡条件可判断 与物体相连的竖直细绳拉力大小等于物体的重力 分别以c