《高考物理考綱專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí) 力的合成與分解課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理考綱專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí) 力的合成與分解課件（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、考點(diǎn)考點(diǎn)1 1學(xué)案學(xué)案2 力的合成與分解力的合成與分解力的合成力的合成 (1)作圖法作圖法 根據(jù)兩個(gè)分力的大小和方向，再利用平行四邊根據(jù)兩個(gè)分力的大小和方向，再利用平行四邊形定則作出對(duì)角線，根據(jù)表示分力的標(biāo)度去度量該形定則作出對(duì)角線，根據(jù)表示分力的標(biāo)度去度量該對(duì)角線，對(duì)角線的長(zhǎng)度就代表了合力的大小，對(duì)角對(duì)角線，對(duì)角線的長(zhǎng)度就代表了合力的大小，對(duì)角線與某一分力的夾角就可以代表合力的方向。線與某一分力的夾角就可以代表合力的方向。 如圖所示，如圖所示，F(xiàn)1=45 N，F(xiàn)2=60 N，F(xiàn)合合=75 N， =53。即合力大小為。即合力大小為75 N，與，與F1夾角為夾角為53。 1.力的合成的方法力的合
2、成的方法 相互垂直的兩個(gè)力的合成，如圖甲所示：相互垂直的兩個(gè)力的合成，如圖甲所示： 合力大小合力大小F= ，方向，方向tan =F2/F1。 夾角為夾角為 的大小相同的兩個(gè)力的合成，如圖乙所示。的大小相同的兩個(gè)力的合成，如圖乙所示。 由幾何知識(shí)，作出的平行四邊形為菱形，其對(duì)角線相互垂直且平分，由幾何知識(shí)，作出的平行四邊形為菱形，其對(duì)角線相互垂直且平分，則合力大小則合力大小F=2F1cos( /2)，方向與，方向與F1夾角為夾角為 /2。 夾角為夾角為120的兩等大的力的合成，如圖丙所示。的兩等大的力的合成，如圖丙所示。 由幾何知識(shí)得出對(duì)角線將畫(huà)出的平行四邊形分為兩個(gè)等邊三角形，由幾何知識(shí)得出對(duì)
3、角線將畫(huà)出的平行四邊形分為兩個(gè)等邊三角形，故合力與分力的大小相等。故合力與分力的大小相等。(2)解析法解析法以下是合力計(jì)算的幾種特殊情況以下是合力計(jì)算的幾種特殊情況2221FF 圖甲圖甲圖乙圖乙圖丙圖丙 2.合力范圍的確定合力范圍的確定 (1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成兩個(gè)共點(diǎn)力的合成 |F1-F2|F合合F1+F2 即兩個(gè)力大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩力反向時(shí)，合力即兩個(gè)力大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩力反向時(shí)，合力最小，為最小，為|F1-F2|，當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為，當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1+F2。 (2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成三個(gè)共點(diǎn)力的合成 最大值：三個(gè)力同向時(shí)，
4、其合力最大，為最大值：三個(gè)力同向時(shí)，其合力最大，為Fmax=F1+F2+F3。 最小值：以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力最小值：以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力的最小值為零，即的最小值為零，即Fmin=0；如不能，則合力的最小值的大小等于最大的一個(gè)力；如不能，則合力的最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力和的絕對(duì)值，減去另外兩個(gè)力和的絕對(duì)值，F(xiàn)min=F1-|F2+F3|(F1為三個(gè)力中最大的力為三個(gè)力中最大的力)。 1.合成力時(shí)，要注意正確理解合力與分力的關(guān)系。合成力時(shí)，要注意正確理解合力與分力的關(guān)系。 (1)效果關(guān)系：合力的作用效果與各分力共
5、同的作用效果相同，它們具有等效替效果關(guān)系：合力的作用效果與各分力共同的作用效果相同，它們具有等效替代性。代性。 (2)大小關(guān)系：合力與分力誰(shuí)大要視情況而定，不能形成總大于分力的定勢(shì)思維。大小關(guān)系：合力與分力誰(shuí)大要視情況而定，不能形成總大于分力的定勢(shì)思維。 2.三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于兩個(gè)較小力的和減去第三個(gè)三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于兩個(gè)較小力的和減去第三個(gè)較大的力。較大的力。力的合成力的合成【例例1】一物體位于光滑水平面上，同時(shí)受到三個(gè)水平共點(diǎn)力一物體位于光滑水平面上，同時(shí)受到三個(gè)水平共點(diǎn)力F1、F2和和F3 作用，其大小分別為作用，其大小分別為F142 N、
6、F2=28 N、F3=20 N，且，且F1的方向指向的方向指向 正北，下列說(shuō)法中正確的是正北，下列說(shuō)法中正確的是( ) A.這三個(gè)力的合力可能為零這三個(gè)力的合力可能為零 B.F1、F2兩個(gè)力的合力大小可能為兩個(gè)力的合力大小可能為20 N C.若物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則若物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則F2、F3的合力大小為的合力大小為48 N，方向，方向 指向正南指向正南 D.若物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則若物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則F2、F3的合力大小一定為的合力大小一定為42 N，方向與，方向與F1 相反，為正南相反，為正南 利用平行四邊形定則求物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍時(shí)，先確定兩個(gè)利用平行四邊形定
7、則求物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍時(shí)，先確定兩個(gè)力的合力范圍，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力介于那兩個(gè)力的合力范圍之內(nèi)時(shí)，這三個(gè)力的合力的合力范圍，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力介于那兩個(gè)力的合力范圍之內(nèi)時(shí)，這三個(gè)力的合力范圍就為力范圍就為0到三個(gè)力之和。到三個(gè)力之和。ABD 【解析解析】F1、F2的合力范圍是的合力范圍是|F1-F2|FF1+F2，即，即14 NF70 N，B選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。F3的大小處于此范圍之內(nèi)，所以這三個(gè)力的合力可能為的大小處于此范圍之內(nèi)，所以這三個(gè)力的合力可能為零，選項(xiàng)零，選項(xiàng)A正確。若物體處于平衡狀態(tài)正確。若物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))，則某，則某兩個(gè)力的合力必定與第三個(gè)力等
8、大反向兩個(gè)力的合力必定與第三個(gè)力等大反向.選項(xiàng)選項(xiàng)C錯(cuò)，錯(cuò)，D對(duì)。對(duì)。 1設(shè)有五個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)設(shè)有五個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P上，它上，它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對(duì)角線，如圖所示條邊和三條對(duì)角線，如圖所示.這五個(gè)力中的最小力的大小為這五個(gè)力中的最小力的大小為F，則，則這五個(gè)力的合力等于這五個(gè)力的合力等于( )A.3F B.4FC.5F D.6FD考點(diǎn)考點(diǎn)2 2 力的分解力的分解 (2)已知合力和一個(gè)分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向。如圖乙所已知合力和一個(gè)分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向。如圖乙所示，已知示，已知F、F1和和 ，顯然
9、此平行四邊形也被唯一確定了，即，顯然此平行四邊形也被唯一確定了，即F2的大小和方向的大小和方向(角角 )也被唯一地確定了。也被唯一地確定了。 1.力的分解的原則力的分解的原則 同一個(gè)力同一個(gè)力F可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力，一個(gè)已知力究竟應(yīng)怎樣分可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力，一個(gè)已知力究竟應(yīng)怎樣分解，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定。所謂實(shí)際情況，可理解為力的實(shí)際效果和實(shí)際需要。解，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定。所謂實(shí)際情況，可理解為力的實(shí)際效果和實(shí)際需要。 2.力的分解的唯一性與多解性力的分解的唯一性與多解性 兩個(gè)力的合力唯一確定，但一個(gè)力的兩個(gè)分力不一定唯一確定，即已知一條確兩個(gè)力的合力唯一確
10、定，但一個(gè)力的兩個(gè)分力不一定唯一確定，即已知一條確定的對(duì)角線，可以作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形，如果沒(méi)有條件限制，一個(gè)已知力可以有定的對(duì)角線，可以作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形，如果沒(méi)有條件限制，一個(gè)已知力可以有無(wú)數(shù)對(duì)分力。若要得到確定的解，則必須給出一無(wú)數(shù)對(duì)分力。若要得到確定的解，則必須給出一些附加條件：些附加條件： (1)已知合力和兩個(gè)分力的方向，求兩分力的已知合力和兩個(gè)分力的方向，求兩分力的大小。如圖甲所示，已知大小。如圖甲所示，已知F和和 、 ，顯然該力，顯然該力的平行四邊形是唯一確定的，即的平行四邊形是唯一確定的，即F1和和F2的大小也的大小也被唯一地確定了。被唯一地確定了。圖甲圖甲圖乙圖乙 (3)已
11、知合力、一個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小，即已知已知合力、一個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小，即已知F、 (F1與與F的夾角的夾角)和和F2的大小，求的大小，求F1的大小和的大小和F2的方向，有如下的幾種可能情況：的方向，有如下的幾種可能情況：情況圖解FF2Fsin 時(shí)，有兩解F2=Fsin 時(shí)，有唯一解F2F)。如圖所示，。如圖所示，分別以分別以F的始端、末端為圓心，以的始端、末端為圓心，以F1、F2為半徑作圓，兩圓為半徑作圓，兩圓有兩個(gè)交點(diǎn)，所以有兩個(gè)交點(diǎn)，所以F分解為分解為F1、F2有兩種情況。有兩種情況。 第三步：分別求第三步：分別求x軸和軸和y軸上各力的分力的合力，即軸上各力的分力的合
12、力，即Fx=F1x+F2x+，F(xiàn)y=F1y+F2y+。 第四步：求第四步：求Fx和和Fy的合力即為共點(diǎn)力合力。的合力即為共點(diǎn)力合力。合力大小合力大小F= ，合力，合力F與與x軸間夾角軸間夾角 確定，即確定，即 =arctan(Fy/Fx)。如果如果F合合=0，則必然，則必然Fx=0，F(xiàn)y=0，這是處理多力作用下物體的平衡問(wèn)題的，這是處理多力作用下物體的平衡問(wèn)題的常用方法。常用方法。 3.正交分解法正交分解法 (1)力的正交分解力的正交分解 將一個(gè)力分解為相互垂直的兩個(gè)分力的分解方法叫做力的正交分解法。將一個(gè)力分解為相互垂直的兩個(gè)分力的分解方法叫做力的正交分解法。 (2)如何將一個(gè)力進(jìn)行正交分解
13、如何將一個(gè)力進(jìn)行正交分解 第一步：建立坐標(biāo)系，以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，第一步：建立坐標(biāo)系，以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸和軸和y軸的選軸的選擇應(yīng)使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上。擇應(yīng)使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上。 第二步：正交分解各力，即將每一個(gè)不在坐標(biāo)軸上第二步：正交分解各力，即將每一個(gè)不在坐標(biāo)軸上的力分解到的力分解到x軸和軸和y坐標(biāo)軸上，并求出各分力的大小。如坐標(biāo)軸上，并求出各分力的大小。如圖所示。圖所示。22yxFF 1.力的分解原則一般是按力的作用效果來(lái)進(jìn)行力的分解原則一般是按力的作用效果來(lái)進(jìn)行的。的。 2.對(duì)多力作用的物體進(jìn)行力的合成時(shí)利用正交對(duì)多力作用的物體進(jìn)行力的合成時(shí)利用正交分解法求
14、解更方便、準(zhǔn)確，特別是對(duì)力分解或合成分解法求解更方便、準(zhǔn)確，特別是對(duì)力分解或合成時(shí)三角形不是直角三角形的情景更為實(shí)用。時(shí)三角形不是直角三角形的情景更為實(shí)用。力的分解力的分解【例例2】如圖所示，光滑斜面的傾角為如圖所示，光滑斜面的傾角為 ， 有兩個(gè)相同的小球，分別用光滑擋有兩個(gè)相同的小球，分別用光滑擋 板板A、B擋住，擋板擋住，擋板A沿豎直方向。沿豎直方向。 擋板擋板B垂直于斜面，則兩擋板垂直于斜面，則兩擋板 受到小球壓力的大小之比為受到小球壓力的大小之比為_(kāi)， 斜面受到兩個(gè)小球壓力大小之比為斜面受到兩個(gè)小球壓力大小之比為 _。1/cos 1/cos2 (1)彈力的方向一定與接觸面或接觸點(diǎn)的切面
15、垂直。彈力的方向一定與接觸面或接觸點(diǎn)的切面垂直。 (2)力產(chǎn)生的作用效果是進(jìn)行力的分解的重要依據(jù)，根據(jù)力產(chǎn)生的作用效果是進(jìn)行力的分解的重要依據(jù)，根據(jù)作用效果先判斷分力的方向，再用平行四邊形定則求解。作用效果先判斷分力的方向，再用平行四邊形定則求解。 【解析】【解析】本題考查的是如何根據(jù)實(shí)際效果分解重力，應(yīng)注本題考查的是如何根據(jù)實(shí)際效果分解重力，應(yīng)注意球與接觸面間作用力的特點(diǎn)。意球與接觸面間作用力的特點(diǎn)。 球球1重力分解如圖甲所示，重力分解如圖甲所示，F(xiàn)1=Gtan ，F(xiàn)2=G/cos ； 球球2重力分解如圖乙所示，重力分解如圖乙所示，F(xiàn)1=Gsin ，F(xiàn)2=Gcos 。 所以擋板所以擋板A、B
16、所受壓力之比：所受壓力之比：F1/F1=Gtan /Gsin =1/cos 斜面受兩小球壓力之比：斜面受兩小球壓力之比：F2/F2=(G/cos )/(Gcos )=1/cos2 2如圖所示，是一種測(cè)定風(fēng)力的儀器的原理如圖所示，是一種測(cè)定風(fēng)力的儀器的原理圖，它能自動(dòng)隨著風(fēng)的轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)向，若風(fēng)圖，它能自動(dòng)隨著風(fēng)的轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)向，若風(fēng)總是從圖示水平方向吹向小球總是從圖示水平方向吹向小球P，刻度盤(pán)，刻度盤(pán)上的示數(shù)反映風(fēng)力的大小?，F(xiàn)已知上的示數(shù)反映風(fēng)力的大小。現(xiàn)已知P是質(zhì)量是質(zhì)量為為m的金屬球，固定在一長(zhǎng)剛性金屬絲下端，的金屬球，固定在一長(zhǎng)剛性金屬絲下端，能繞懸掛點(diǎn)能繞懸掛點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)風(fēng)時(shí)金在豎
17、直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)風(fēng)時(shí)金屬絲自然下垂，有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方屬絲自然下垂，有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方向一定角度向一定角度 ，角，角 的大小與風(fēng)力大小有關(guān)，的大小與風(fēng)力大小有關(guān)，下列關(guān)于下列關(guān)于F與與 的關(guān)系式正確的是的關(guān)系式正確的是( )A.F=mgsin B.F=mgcos C.F=mgtan D.F=mg/cos C 【解析解析】方法一：力的分解法方法一：力的分解法 物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡知識(shí)可知懸線物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡知識(shí)可知懸線CO對(duì)物體拉力的對(duì)物體拉力的大小等于物體的重力，所以大小等于物體的重力，所以F=100 N，CO繩對(duì)繩對(duì)C的的拉力也為拉力也為100 N，此力有兩個(gè)
18、作用效果，即斜向右，此力有兩個(gè)作用效果，即斜向右下方拉下方拉AC繩和水平向左擠壓繩和水平向左擠壓BC桿，力的分解示意桿，力的分解示意圖如圖所示，從圖中可得圖如圖所示，從圖中可得 sin =F/T，即，即T=F/sin =100/0.5 N=200 N 又又tan =F/FN， 所以所以FN=F/tan =100/ N=100 N。合力與分解的應(yīng)用合力與分解的應(yīng)用【例例3】如圖所示，物體如圖所示，物體O質(zhì)量質(zhì)量m=10 kg，用一輕繩懸，用一輕繩懸 掛在水平輕桿掛在水平輕桿BC的的C端，端，C點(diǎn)由細(xì)繩點(diǎn)由細(xì)繩AC系在豎直系在豎直 墻上，墻上，B端用鉸鏈固定。已知端用鉸鏈固定。已知ACB=30，
19、試求出輕繩試求出輕繩AC和輕桿和輕桿BC各受多大的作用力。各受多大的作用力。333 方法三：力的正交分解法方法三：力的正交分解法 選取選取C點(diǎn)為研究對(duì)象，點(diǎn)為研究對(duì)象，C點(diǎn)受到重力向點(diǎn)受到重力向下的拉力下的拉力F作用，受到繩作用，受到繩AC沿繩向上的拉沿繩向上的拉力力T作用，還受到作用，還受到BC桿沿桿水平向右的支桿沿桿水平向右的支撐力撐力FN的作用，如圖所示。由于物體處于的作用，如圖所示。由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故有水平方向：靜止?fàn)顟B(tài)，故有水平方向：FN-Tcos =0 豎直方向：豎直方向：Tsin -F=0 聯(lián)立解得聯(lián)立解得T=200 N，F(xiàn)N=100 N 方法二：力的合成法方法二：力的合成
20、法 選取選取BC桿為研究對(duì)象，其受到向左的擠壓作用是桿為研究對(duì)象，其受到向左的擠壓作用是AC和和CO兩繩拉力共兩繩拉力共同作用的結(jié)果，作出力的合成的示意圖如圖同作用的結(jié)果，作出力的合成的示意圖如圖2-2-17所示，利用圖中幾何關(guān)所示，利用圖中幾何關(guān)系解題過(guò)程類(lèi)似于方法一。系解題過(guò)程類(lèi)似于方法一。 同樣的問(wèn)題，如果采用不同的方法進(jìn)行求解，畫(huà)出的矢量圖是不一同樣的問(wèn)題，如果采用不同的方法進(jìn)行求解，畫(huà)出的矢量圖是不一樣的，因此畫(huà)矢量圖時(shí)，必須明確你所采用的解題方法。樣的，因此畫(huà)矢量圖時(shí)，必須明確你所采用的解題方法。【答案答案】200 N 100 N33 3如圖所示，在輕質(zhì)細(xì)線的下端懸掛如圖所示，在輕質(zhì)細(xì)線的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m的物體的物體A，若用力，若用力F拉拉物體，使細(xì)線偏離豎直方向的夾角物體，使細(xì)線偏離豎直方向的夾角為為 ，且保持，且保持 角不變，求拉力角不變，求拉力F的的最小值。最小值。【答案答案】Fmin=mgsin
高考物理考綱專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí) 力的合成與分解課件
