2027届新高考物理热点精准复习力的合成与分解

2027届新高考物理热点精准复习力的合成与分解索引考点1考点2课时跟踪练考点3课程标准

1.会应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.知道“活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”的区别。01考点1共点力的合成1.共点力:作用在物体的__________,或作用线相交于一点的几个力。2.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。同一点合力分力等效替代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。合力邻边对角线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。4.两个共点力的合力大小的范围:_______≤F≤_______。(1)两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而_____。(2)当两个力反向时,合力最小,为_______;当两个力同向时,合力最大,为_______。有向线段|F1-F2|F1+F2减小|F1-F2|F1+F21.求合力的方法(1)作图法:作出力的图示,结合平行四边形定则,用刻度尺量出表示合力的线段的长度,再结合标度算出合力的大小。(2)计算法:根据平行四边形定则作出力的示意图,然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力。类型作图合力的计算两力互相垂直

两力等大,夹角为θ

2.几种特殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算两力等大,夹角为120°

F=F1=F2F与F1的夹角为60°3.三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;如果不处于另外两个力的合力大小范围内,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)。1.合力和分力可以同时作用在一个物体上。()2.两个力的合力一定比任一分力大。()3.两分力同时增大1倍,合力也增大1倍。()4.两分力都增加10

N,合力也增加10

N。()√×××

(2026·江苏阶段练习)两个力F1、F2合成的矢量运算的图像如图所示,下列说法正确的是(

)A.F1只能表示大小,不能表示方向B.F1、F2只能有力F这一个合力C.力F只能有力F1、F2这一对分力D.所有物理量的合成都满足平行四边形定则

[解析]

力是矢量,故F1能表示大小,也能表示方向,故A错误;根据平行四边形定则,已知一对分力的大小和方向,只能合成一个合力,故B正确;根据平行四边形定则,已知一合力可以分解成无数对分力,故C错误;只有物理量是矢量时,其合成才满足平行四边形定则,故D错误。02考点2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.分解方法(1)按力产生的__________分解①根据力的实际作用效果确定两个分力的方向。②再根据两个分力方向画出平行四边形。③最后由几何知识求出两个分力的大小和方向。平行四边形三角形效果(2)正交分解将力沿相互垂直的两个坐标轴分解,从而求出沿坐标轴方向上的合力,列平衡方程或牛顿第二定律。①建立坐标系的原则:在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。②多个力求合力的方法:把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。

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。()2.2

N的力能够分解成6

N和3

N的两个分力。()3.将力进行分解时,一定要将它分解到水平、竖直两个方向上。()4.合力和分力是等效替代关系,因此受力分析时不能重复分析。()××√√按照力的效果分解(2026·河南模拟)榫卯结构是中国传统木建筑、木家具的主要结构方式,我国未来的月球基地将采用月壤烧制的带有榫卯结构的月壤砖建设。在木结构上凿削矩形榫眼用的是如图甲所示的木工凿,凿削榫眼时用锤子敲击木工凿柄,将木工凿尖端钉入木头,木工凿尖端钉入木头时的截面如图乙所示,锤子对木工凿施加的力F沿竖直面向下,木工凿对木头的侧面和竖直面的压力大小分别为F1和F2,下列说法正确的是(

)A.F1和F2是F的两个分力B.凿子尖端打磨的夹角不同,F2可能大于F1C.凿子尖端打磨的夹角不同,F2可能大于FD.凿子尖端打磨的夹角不同,F1可能小于F[解析]

F1和F2是凿子对木头的弹力,其大小等于F在垂直两接触面方向上的分力大小,但F1和F2不是F的两个分力,A错误;将F沿垂直两接触面分解,如图所示,分力大小分别等于F1和F2,则由数学知识可知,F1一定大于F和F2;当θ<45°时,F2>F,当θ>45°时,F2<F,当θ=45°时,F2=F,C正确,B、D错误。

力的分解过程中多解和极值的问题(2026·安徽马鞍山期中)如图所示,将大小为40N的力F分解为F1和F2,其中F1的方向与F的夹角为30°,则(

)A.当F2<20N时,有一个F1的值与它相对应B.当F2=20N时,F1的值是20NC.当F2>40N时,有两个F1的值与它相对应D.当20N<F2<40N时,有两个F1的值与它相对应

结合A选项分析可知,当F2>40

N时,此时F2只能处于图中F2最小值的右侧,故此时只有一个F1的值与它相对应,故C错误;当20

N<F2<40

N时,有两个F1的值与它相对应,故D正确。03考点3“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”模型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”把绳子分成两段,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模型结构模型解读模型特点“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”两侧的绳子上张力大小不一定相等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2.“动杆”和“定杆”模型分析模型结构模型解读模型特点“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“活结”和“死结”模型(2024·浙江1月卷)如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g,细线c、d平行且与水平面成θ=30°(不计摩擦),则细线a、b的拉力分别为(

)A.2N,1N

B.2N,0.5NC.1N,1N D.1N,0.5N[解析]

由题意可知细线c对小球A的拉力和细线d对小球B的拉力大小相等、方向相反,对小球A、B整体分析可知,细线a的拉力大小为FTa=(mA+mB)g=1

N设细线b与水平方向的夹角为α,对小球A、B分别有FTbsin

α+FTcsin

θ=mAgFTbcos

α=FTdcos

θ又FTc=FTd=mPg联立解得FTb=0.5

N故选D。“动杆”和“定杆”模型(2026·河北衡水模拟)四个相同的物块用轻绳系住,绕过光滑的轻质滑轮,并将绳子另一端系在墙壁上。甲、乙两杆固定插在竖直墙壁上,丙、丁两杆带有铰链并固定于竖直墙壁上,轻杆与轻绳与水平方向的夹角如图所示。四幅图中,能够保持静止且杆的作用力相同的是(

)A.甲和乙 B.乙和丙C.甲和丁 D.乙和丁

[解析]

题图甲中,