2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第2讲 力的合成与分解

第2讲力的合成与分解学习目标1.会用平行四边形定则及三角形定则求合力。2.能利用效果分解法和正交分解法计算分力。3.能应用力的合成与分解的知识,分析实际问题。考点一力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力叫作那几个力的,那几个力叫作这个力的。

(2)关系:合力与分力是关系。

2.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:求两个互成角度的分力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为作平行四边形,这两个邻边之间的就表示合力的大小和方向。如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力。

②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的为合矢量。如图乙所示,F1、F2为分力,F为合力。

3.共点力合成的常用方法(1)作图法(2)计算法4.两个共点力的合力的最大值与最小值(1)当两个力方向相同时,合力最大,Fmax=F1+F2。(2)当两个力方向相反时,合力最小,Fmin=|F1-F2|。(3)合力大小的变化范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2,两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小。5.三个共点力的合力的最大值与最小值(1)最大值:当三个分力同方向时,合力最大,即Fmax=F1+F2+F3。(2)最小值:如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围内,则其合力的最小值为零,即Fmin=0;如果不处于,则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和,即Fmin=F1-(F2+F3)(F1为三个力中最大的力)。思考1.互成角度的两个力,其中一个力增大后,合力一定增大吗?请作图说明。

2.(1)有三个共点力F1=8N,F2=7N,F3=10N,则这三个力合力的最大值为N,最小值为N。

(2)有三个共点力F1=8N,F2=7N,F3=16N,则这三个力合力的最大值为N,最小值为N。

(3)根据(1)(2)计算结果,总结求三个力合力最小值的规律:

。例1(2025·内蒙古通辽模拟)我国北方小孩在秋天常玩的一种游戏,叫“拔老根儿”,如图所示。其实就是两个人,每人手里拿着长长的杨树叶根,把两个叶根十字交错在一起,两人各自揪住自己手里叶根的两头,同时使劲往自己怀里拽,谁手里的叶根儿断了谁输。假如两小孩选用的树叶根所承受的最大拉力相等,则下列说法正确的是()A.叶根夹角较小的一方获胜B.力气较大的小孩获胜C.叶根夹角较大的一方的叶根对另一方的叶根的作用力更大些D.叶根夹角较大的一方的叶根对另一方的叶根的作用力更小些听课笔记

例2(2024·贵州卷,4)如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为()A.35mg B.34mg C.43mg听课笔记

总结提升几种特殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算两力互相垂直F=Ftanθ=F两力等大,夹角为θF=2F1cosθF与F1夹角为θ两力等大,夹角为120°F'=FF'与F夹角为60°考点二力的分解1.力的分解是力的合成的逆运算,遵循的法则:定则或定则。

2.力的分解的两种常用方法(1)按照力的实际作用效果分解(2)正交分解法①建系原则: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(使尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,常以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴方向建立坐标系。②分解步骤:把物体受到的多个力F1、F2、F3、…依次分解到x轴、y轴上。x轴上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…y轴上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…合力大小:F=Fx2+合力方向:若F与x轴夹角为θ,则tanθ=Fy3.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。判断正误(1)在进行力的合成与分解时,都能应用平行四边形定则或三角形定则。()(2)2N的力能够分解成6N和3N的两个分力。()例3(2022·辽宁卷,4)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的水平分力听课笔记

例4(2024·河北卷,5)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向,读数为1.0N,g取10m/s2,挡板对球体支持力的大小为()A.33N B.1.0N C.233N听课笔记

例5(2025·山东青岛高三期末)青岛是中国帆船运动的发源地,被誉为中国的“帆船之都”。如图,一艘帆船正在静止水面上逆风航行,风力在垂直帆面方向的分力推动帆船行驶,已知风力方向和航行方向间夹角为135°,和帆面间夹角为8°。若风力大小为F,则帆船沿航行方向前进的动力大小为()A.35Fsin8° B.35Fcos8° C.45Fsin8° D.45听课笔记

考点三“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”1.“活结”和“死结”模型分析模型结构模型解读模型特点“活结”模型“活结”把绳子分为两段,且可沿绳移动,“活结”一般由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成,绳子因“活结”而弯曲,但实际为同一根绳“活结”两侧的绳子上的张力大小处处相等“死结”模型“死结”把绳子分为两段,且不可沿绳移动,“死结”两侧的绳因结而变成两根独立的绳“死结”两侧的绳子上张力不一定相等2.“动杆”和“定杆”模型分析模型结构模型解读模型特点“动杆”模型轻杆用光滑的转轴或铰链连接,轻杆可围绕转轴或铰链自由转动当杆处于平衡状态时,杆所受的弹力方向一定沿杆“定杆”模型轻杆被固定在接触面上,不能发生转动杆所受的弹力方向不一定沿杆,可沿任意方向例6(2025·重庆名校联盟高三期中)如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2L。现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加外力F(重力加速度为g),则下列说法中正确的是()A.AC绳的拉力为33B.CD绳的拉力为32C.外力F的最小值为14D.外力F的最小值为12听课笔记

例7(多选)(2025·山东聊城二中月考)如图甲所示,轻绳AD跨过固定的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为m1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用较链固定在竖直墙上,另一端G通过细