2025年高考物理一轮总复习课件 第2章 第7讲 力的合成与分解

第二章相互作用第7讲力的合成与分解知识梳理·易错辨析核心考点·重点突破名师讲坛·素养提升提能训练练案[9]知识梳理·易错辨析一、力的合成与分解1．合力与分力(1)定义：如果一个力______________跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫作那几个力的________，原来那几个力叫作________。(2)关系：合力和分力是____________的关系。产生的效果合力分力等效替代2．共点力作用在物体的__________，或作用线的__________交于一点的力。如下图所示均是共点力。同一点延长线3．力的合成(1)定义：求几个力的________的过程。(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的__________的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，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：把两个矢量____________，从而求出合矢量的方法。如图乙所示。合力共点力大小方向首尾相接4．力的分解(1)定义：求一个已知力的________的过程。(2)遵循原则：______________定则或__________定则。(3)分解方法：①按力产生的________分解；②正交分解。分力平行四边形三角形效果二、矢量和标量1．矢量既有大小又有________的量，相加时遵从__________________。2．标量只有大小________方向的量，求和时按____________相加。方向平行四边形定则没有代数法则1．两个力的合力一定大于任何一个分力。()2．两个分力大小一定时，夹角θ越大，合力越小。()3．合力一定时，两等大分力的夹角θ越大，两分力越大。()4．不考虑力的实际效果时，一个力可以对应无数对分力。()5．将一个力F分解为两个力F1、F2，F是物体实际受到的力。()6．合力与分力可以同时作用在物体上。()×√√√√×7．2N的力能够分解成6N和3N的两个分力。()8．如果合力是阻力，则它的每一个分力都是阻力。()9．位移是矢量，相加时可以用算术法直接求和。()10．有方向的物理量一定是矢量。()××××核心考点·重点突破1力的合成(基础考点·自主探究)1．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(如图所示)。(2)计算法：几种特殊情况的共点力合成2．合力大小的范围(1)两个共点力的合成：|F1－F2|≤F≤F1＋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|F1－F2|；当两力同向时，合力最大，为F1＋F2。(2)三个共点力的合成①三个力共线且同向时，其合力最大为F＝F1＋F2＋F3。②以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力最小值为零，若不能组成封闭的三角形，则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和。【跟踪训练】(合力范围的确定)(多选)一物体静止于水平桌面上，与水平桌面之间的最大静摩擦力为5N，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2N、2N、3N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是()A．物体所受静摩擦力可能为2NB．物体所受静摩擦力可能为4NC．物体可能仍保持静止D．物体一定被拉动ABC[解析]

两个2N的力的合力范围为0～4N，然后与3N的力合成，则三力的合力范围为0～7N，由于最大静摩擦力为5N，因此可判定选项A、B、C正确，D错误。(用作图法求合力)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．由题给条件无法求合力大小B[解析]

先以力F1和F2为邻边作平行四边形，其合力与F3共线，合力大小F12＝2F3，如图所示，F12再与第三个力F3合成求合力F合，可得

F合＝3F3，故选B。(用计算法求合力)(2022·重庆卷)如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力()B2力的分解(能力考点·深度研析)力的分解的两种常用方法1．按力的效果分解2．正交分解法(1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。(2)建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。(3)方法：物体受到多个力作用F1、F2、F3…，求合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。x轴上的合力：Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋…y轴上的合力：Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋…(4)力的分解方法选取原则①一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，优先选用正交分解法。②当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。3．力的分解中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(两分力不平行)有唯一解已知条件示意图解的情况已知合力与两个分力的大小(两分力不平行)在同一平面内有两解或无解(当F<|F1－F2|或F>F1＋F2时无解)已知合力与一个分力的大小和方向有唯一解已知条件示意图解的情况已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向在0<θ<90°时有三种情况：(1)当F1＝Fsinθ或F1≥F时，有一组解；(2)当F1<Fsinθ时，无解；(3)当Fsinθ<F1<F时，有两组解。若90°<θ<180°，仅F1>F时有一组解，其余情况无解►考向1力的效果分解法2023年夏季，我国北方地区陆续进入主汛期。突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷入泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加F＝100N的水平恒力，将绳索中点拉离原位置x＝30cm，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为(θ角很小时，sinθ≈tanθ)()A．500N B．1000NC．2500N D．5000NC[解析]

如图所示按照力的实际作用效果分解的步骤►考向2力的正交分解法

(2022·辽宁卷)如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，则()A．F1的竖直分力大于F2的竖直分力B．F1的竖直分力等于F2的竖直分力C．F1的水平分力大于F2的水平分力D．F1的水平分力等于F2的水平分力D►考向3力分解中的唯一性和多解性C名师讲坛·素养提升“动杆”和“定杆”与“活结”和“死结”问题►考向1

“动杆”和“定杆”模型“动杆”模型“定杆”模型处于平衡状态时杆的弹力方向一定沿杆杆的弹力方向不一定沿杆，可沿任意方向C．图甲轻杆中弹力与细线OB中拉力的合力方向一定沿竖直方向D．图乙中∠B′O′A′不可能等于30°(多选)图甲中轻杆OA的A端固定在竖直墙壁上，另一端O光滑，一端固定在竖直墙壁B点的细线跨过O端系一质量为m的重物，OB水平；图乙中轻杆O′A′可绕A′点自由转动，另一端O′光滑；一端固定在竖直墙壁B′点的细线跨过O′端系一质量也为m的重物。已知图甲中∠BOA＝30°，以下说法正确的是()AC为活结，O′两侧细线中拉力大小相等，“动杆”中弹力方向沿“动杆”方向，“动杆”O′A′中弹力大小等于O′两侧细线中拉力的合力大小，两细线夹角不确定，轻杆中弹力无法确定，∠B′O′A′可能等于30°，故B、D错误；根据共点力平衡条件，题图甲中轻杆弹力与细线OB中拉力的合力方向一定与竖直细线的拉力方向相反，即竖直向上，故C正确。►考向2

“活结”和“死结”

“活结”模型“死结”模型图例特点“活结”两侧轻绳的张力大小相等“死结”两侧轻绳的张力大小不一定相等(2023·海南卷)如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是()A．工人受到的重力和支持力是一对平衡力B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力C．重物缓慢拉起过程中，绳子拉力变小D．重物缓慢拉起过程中，绳子拉力不变B[解析]

对人受力分析有则有FN＋FT＝mg其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，A错误，B正确；对滑轮做受力分析有[解析]

设甲、乙两物体的质量均为m，对O点进行受力分析，右侧细绳上的拉力大小为mg，左侧细绳上的拉力大小为F，O