2021高考物理一轮复习第二单元相互作用物体的平衡第2讲力的合成与分解学案新人教版

1、第2讲力的合成与分解考纲考情核心素养矢量与标量力的合成和分解合力与分力，力的合成与分解，矢量与标量力的合成与分解的平行四边形定则及三角形定则.物理观念全国卷5年3考高考指数根据矢量运算法则分析计算合力根据矢量运算法则，对某力进行按效果分解或进行正交分解.科学思维知识点一力的合成 1合力与分力(1)定义：如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，原来那几个力叫做这个力的分力(2)关系：合力和分力是等效替代的关系2共同点作用在物体的同一点，或作用线的延长线交于一点的力如图所示均是共点力3力的合成(1)定义：求几个力的合力的过程(2)运算法则平行四边形定则

2、：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，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向如图甲所示三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法如图乙所示知识点二力的分解 1定义：求一个已知力的分力的过程2运算法则：平行四边形定则或三角形定则3分解方法：按力产生的效果分解；正交分解如图将结点o受力进行分解知识点三矢量和标量 1矢量：既有大小又有方向的量，相加时遵从平行四边形定则2标量：只有大小没有方向的量，求和时按代数法则相加1思考判断(1)分力一定小于合力()(2)合力可能等于分力()(3)两个分力大小一定，夹角越大，合力越大()(4)一切矢量的合成都遵

3、循平行四边形定则()(5)1 n和2 n的合力一定等于3 n()(6)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不能重复分析()2(多选)两个力f1和f2间的夹角为，两力的合力为f.以下说法正确的是(ad)a若f1和f2大小不变，角越小，合力f就越大b合力f总比分力f1和f2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的作用效果与两个分力f1和f2共同产生的作用效果是相同的解析：若f1和f2大小不变，越小，合力f越大，故a正确；当f1与f2等大反向时，其合力为零，小于任一分力，故b错误；由合力与分力的定义可知，d正确；当为大钝角时，如果不变，f1大小不变

4、，只增大f2时，合力f可能减小，也可能增大，故c错误3如图所示，由f1、f2、f3为边长组成四个三角形，且f1f2f丙f甲，故b、c正确，a、d错误考点1共点力合成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f与f1夹角为60题型1作图法的应用 1.如图所示，有五个力作用于同一点

5、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

6、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 n2.一个质点在三个共点力f1、f2、f3的作用下处于平衡状态，如图所示，则它们的大小关系是(c)af1f2f3bf1f3f2cf3f1f2df2f1f3解析：因为质点在三个共点力f1、f2、f3的作用下处于平衡状态，所以将三力首尾相连组成一封闭三角形，如图所示，根据数字知识三角形中大边对大角，即得出f3f1f2，所以选项a、b、d错误，c正确题型2计算法的应用 3.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

7、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 b2kl c.kl d.kl解析：设发射弹丸瞬间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，fkxkl，故f合2klkl，d正确4.一物体受到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 n c3 n d3 n解析：由题意可知，四力的合力为零，则可知1 n、3 n、

8、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正确题型3合力范围的确定 5(多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 n，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 n、2 n、3 n下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(abc)a物体所受静摩擦力可能为2 nb物体所受静摩擦力可能为4 nc物体可能仍保持静止d物体一定被拉动解析：两个2 n的力的合力范围为04 n，然后与3 n的力合成，则三力的合力范围为07

9、n，由于最大静摩擦力为5 n，因此可判定a、b、c正确，d错误6(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析x轴方向上的分力：fxfcosy轴方向上的分力：fyfsinf1f

10、2gtan2.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(两个分力不共线)已知合力与一个分力的大小和方向已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向当f1fsin或f1f时，有一组解；当f1fsin时，无解；当fsinf1fsin30，故f1的大小有两种可能情况，由ff，即f1的大小分别为fcos30f和fcos30f，即f1的大小分别为f和f，a、c正确6. (多选)如图所示，在“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于p点，另一端连接两个弹簧测力计，分别用力f1和f2拉两个弹簧测力计，将结点拉至o点现让f1大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，且f1始终处于po左侧，要使结点仍位于o点，则关于f2的大小和图中的角，下列说法中正确的是(abc)a增大f2的同时增大角b增大f2的同时减小角c增大f2而保持角不变 d减小f2的同时增大角解析：本题考查力的合成中的多解问题对o点受力分析，受到两个弹簧测力计的拉力和橡皮条的拉力，由于o点位置不变，因此橡皮条长度不变，其拉力大小、方向不变，f1的大小不变，根据力的平行四边形定则作出f2的可能情况：如图甲所示，可以增大f2的同时增大角，故a正确；如图乙所示，可