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2022-2023年高考物理一轮复习 力的合成与分解课件
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 力的合成与分解课件，共56页。PPT课件主要包含了等效替代，延长线，对角线，有向线段，平行四边形，情境探究，答案B，答案C，答案A，考点二力的分解等内容，欢迎下载使用。
知识点一 力的合成1．合力与分力(1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的________,那几个力叫做这一个力的________．(2)关系：合力与分力是________________关系．
2．共点力作用在物体的同一点,或作用线的________交于一点的几个力．如图所示均为共点力．
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,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的________________为合矢量．如图乙,F1、F2为分力,F为合力．
知识点三 矢量和标量1．矢量：既有大小又有______的物理量,叠加时遵循__________定则,如速度、力等．2．标量：只有大小没有______的物理量,求和时按________法则相加,如路程、速率等．
思考辨析(1)合力与原来那几个力同时作用在物体上．( )(2)合力一定时,两等大分力间的夹角θ越大,两分力越小．( )(3)两个力的合力不可能比其分力小．( )(4)对力分解时必须按作用效果分解．( )(5)区别矢量与标量的根本是遵守的运算法则．( )
1.科技的发展正在不断地改变着我们的生活,图(甲)是一款放在水平桌面上的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上.图(乙)是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图,若手机的重力为G,手机支架对手机的力有几个? 其对手机的合力多大?方向向哪?
答案:对手机受力分析,受重力、弹力、摩擦力和吸引力,可知手机支架对手机的力有三个.因手机静止,受力平衡,故手机支架对手机的三个力的合力与重力平衡,大小F合=G,方向竖直向上.
2.减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障行人的安全.当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,此弹力产生的作用效果是什么?如何把它按照力的作用效果进行分解?
答案:减速带对车轮的弹力有两个作用效果,一个是与运动方向相反的阻力作用,另一个则是向上的作用效果,按照力的作用效果分解如图所示.
3.图(甲)是某同学写字时的握笔姿势,图(乙)是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态.
(1)两图中笔是否受到摩擦力的作用?图(甲)中手的握力越大,所受的摩擦力是否增大?(2)两图中手对笔的作用力多大? 方向向哪?
答案:(1)对图(甲)中的笔受力分析,受到手指的压力、重力、摩擦力,如果没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来;对图(乙)中的笔受力分析,受到重力、支持力,如果没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故两图中笔都受到静摩擦力的作用.静摩擦力和握力无关,故图(甲)中握力增大,摩擦力不会增大.(2)因为两图中的笔都处于静止状态,所以手对笔的作用力应与重力大小相等、方向相反,即竖直向上.
2．[人教版必修1P66T2改编]一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力,一个分力在水平方向上并等于240 N,则另一个分力的大小为( )A．60 NB．240 NC．300 ND．420 N
考点一 力的合成自主演练1．两个共点力的合成|F1－F2|≤F合≤F1＋F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小；当两力同向时,合力最大．2．三个共点力的合成(1)最大值：三个力共线且同向时,其合力最大,为F1＋F2＋F3.(2)最小值：任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和．
3.几种特殊情况的共点力的合成
4.重要结论①两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小.②合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大.③合力可以大于分力、等于分力,也可以小于分力.
[多维练透]1．如图所示,两人同时用大小相等的力沿不同方向拉小船,且两力关于小船轴线对称,下列几种情况中,合力最大的是( )
解析：合力与分力的关系遵循平行四边形定则,两等大分力夹角越小,合力越大,故选项A正确．
3.在平面内有作用于同一点的四个力,以力的作用点为坐标原点O,四个力的方向如图所示,其中F1＝6 N,F2＝8 N,F3＝4 N,F4＝2 N．这四个力的合力方向指向( )A．第一象限 B．第二象限C．第三象限 D．第四象限
4．某物体同时受到2个共点力的作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长均表示1 N大小的力),物体所受合外力最大的是( )
(3)多个共点力的合成方法：
1.力的分解常用的方法
2.力的分解的唯一性分析(1)已知合力F和两分力的方向,两分力有唯一的确定值.按力F的作用效果分解,属于此类情况.(2)已知合力F和一个分力F1的大小与方向,另一分力F2有唯一的确定值.(3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,对力F进行分解,则有三种可能(F1与F的夹角为θ).如图所示:①F2
考点二 力的分解师生共研题型1|效果分解法例1 (多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可．一游僧见之曰：无烦也,我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则( )A．若F一定,θ大时FN大 B．若F一定,θ小时FN大C．若θ一定,F大时FN大 D．若θ一定,F小时FN大
练1 如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球．若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的( )A．1和4 B．3和4C．2和4 D．3和2
解析：小球的重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应按这两个方向分解,分别是3和4,故B正确,A、C、D错误．
练2 如图所示,建筑装修中工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动．已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,斜壁与竖直方向的夹角为θ,则磨石受到的摩擦力是( )A．(F－mg)cs θ B．(F－mg)sin θC．μ(F－mg)cs θ D．μ(F－mg)
练3 如图所示,质量M＝60 kg的人用绳子通过定滑轮拉着质量m＝10 kg的物块一直保持静止不动．若不计绳与滑轮的摩擦,绳与竖直方向的夹角为α＝60°,g取10 m/s2.下列说法中正确的是( )A．人对地面的压力大小为550 NB．地面对人的摩擦力大小为50 NC．绳对滑轮的作用力大小为100 ND．人的质量越大受到地面的摩擦力越大
考点三 “死结”和“活结”模型多维探究题型1| “死结”模型“死结”可理解为把绳子分成两段,且不可以沿绳子移动的结点．“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等．
题型2| “活结”模型“活结”可理解为把绳子分成两段,且可以沿绳子移动的结点．“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的．绳子虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根．
1.“死结”与“活结”模型的比较
例3 如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α＝70°,则β等于( )A．45° B．55° C．60° D．70°
例4 如图所示,细绳一端固定在A点,另一端跨过与A等高的光滑定滑轮B后悬挂一个砂桶Q(含砂子)．现有另一个砂桶P(含砂子)通过光滑挂钩挂在A、B之间的细绳上,稳定后挂钩下降至C点,∠ACB＝120°,下列说法正确的是( )A．若只增加Q桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不变B．若只增加P桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不变C．若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后P桶位置不变D．若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后Q桶位置上升
“动杆”与“定杆”模型的比较
力的合成与分解在生产、生活中的应用(STSE问题)例1 [生活]如图所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图,图中BC边为斧头背面,AB、AC边是斧头的刃面．要使斧头容易劈开木柴,则应( )A．缩短BC边,AB边也缩短些B．BC边延长些,AB边缩短些C．BC边缩短些,但AB边延长些D．BC边延长些,AB边也延长些
解析：运动员处于静止状态,即平衡状态,每只手都承受自身重力的一半,和角度无关,A正确,B、C错误；由牛顿第三定律知当θ不同时,运动员与地面间的相互作用力大小相等,D错误．误区警示：请注意审题：题目A、B两项问的是单手对地面的正压力即弹力的大小,故可用整体法直接快捷求解．
知识点一 力的合成1．合力与分力(1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的________,那几个力叫做这一个力的________．(2)关系：合力与分力是________________关系．
2．共点力作用在物体的同一点,或作用线的________交于一点的几个力．如图所示均为共点力．
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,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的________________为合矢量．如图乙,F1、F2为分力,F为合力．
知识点三 矢量和标量1．矢量：既有大小又有______的物理量,叠加时遵循__________定则,如速度、力等．2．标量：只有大小没有______的物理量,求和时按________法则相加,如路程、速率等．
思考辨析(1)合力与原来那几个力同时作用在物体上．( )(2)合力一定时,两等大分力间的夹角θ越大,两分力越小．( )(3)两个力的合力不可能比其分力小．( )(4)对力分解时必须按作用效果分解．( )(5)区别矢量与标量的根本是遵守的运算法则．( )
1.科技的发展正在不断地改变着我们的生活,图(甲)是一款放在水平桌面上的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上.图(乙)是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图,若手机的重力为G,手机支架对手机的力有几个? 其对手机的合力多大?方向向哪?
答案:对手机受力分析,受重力、弹力、摩擦力和吸引力,可知手机支架对手机的力有三个.因手机静止,受力平衡,故手机支架对手机的三个力的合力与重力平衡,大小F合=G,方向竖直向上.
2.减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障行人的安全.当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,此弹力产生的作用效果是什么?如何把它按照力的作用效果进行分解?
答案:减速带对车轮的弹力有两个作用效果,一个是与运动方向相反的阻力作用,另一个则是向上的作用效果,按照力的作用效果分解如图所示.
3.图(甲)是某同学写字时的握笔姿势,图(乙)是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态.
(1)两图中笔是否受到摩擦力的作用?图(甲)中手的握力越大,所受的摩擦力是否增大?(2)两图中手对笔的作用力多大? 方向向哪?
答案:(1)对图(甲)中的笔受力分析,受到手指的压力、重力、摩擦力,如果没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来;对图(乙)中的笔受力分析,受到重力、支持力,如果没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故两图中笔都受到静摩擦力的作用.静摩擦力和握力无关,故图(甲)中握力增大,摩擦力不会增大.(2)因为两图中的笔都处于静止状态,所以手对笔的作用力应与重力大小相等、方向相反,即竖直向上.
2．[人教版必修1P66T2改编]一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力,一个分力在水平方向上并等于240 N,则另一个分力的大小为( )A．60 NB．240 NC．300 ND．420 N
考点一 力的合成自主演练1．两个共点力的合成|F1－F2|≤F合≤F1＋F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小；当两力同向时,合力最大．2．三个共点力的合成(1)最大值：三个力共线且同向时,其合力最大,为F1＋F2＋F3.(2)最小值：任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和．
3.几种特殊情况的共点力的合成
4.重要结论①两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小.②合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大.③合力可以大于分力、等于分力,也可以小于分力.
[多维练透]1．如图所示,两人同时用大小相等的力沿不同方向拉小船,且两力关于小船轴线对称,下列几种情况中,合力最大的是( )
解析：合力与分力的关系遵循平行四边形定则,两等大分力夹角越小,合力越大,故选项A正确．
3.在平面内有作用于同一点的四个力,以力的作用点为坐标原点O,四个力的方向如图所示,其中F1＝6 N,F2＝8 N,F3＝4 N,F4＝2 N．这四个力的合力方向指向( )A．第一象限 B．第二象限C．第三象限 D．第四象限
4．某物体同时受到2个共点力的作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长均表示1 N大小的力),物体所受合外力最大的是( )
(3)多个共点力的合成方法：
1.力的分解常用的方法
2.力的分解的唯一性分析(1)已知合力F和两分力的方向,两分力有唯一的确定值.按力F的作用效果分解,属于此类情况.(2)已知合力F和一个分力F1的大小与方向,另一分力F2有唯一的确定值.(3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,对力F进行分解,则有三种可能(F1与F的夹角为θ).如图所示:①F2
考点二 力的分解师生共研题型1|效果分解法例1 (多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可．一游僧见之曰：无烦也,我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则( )A．若F一定,θ大时FN大 B．若F一定,θ小时FN大C．若θ一定,F大时FN大 D．若θ一定,F小时FN大
练1 如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球．若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的( )A．1和4 B．3和4C．2和4 D．3和2
解析：小球的重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应按这两个方向分解,分别是3和4,故B正确,A、C、D错误．
练2 如图所示,建筑装修中工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动．已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,斜壁与竖直方向的夹角为θ,则磨石受到的摩擦力是( )A．(F－mg)cs θ B．(F－mg)sin θC．μ(F－mg)cs θ D．μ(F－mg)
练3 如图所示,质量M＝60 kg的人用绳子通过定滑轮拉着质量m＝10 kg的物块一直保持静止不动．若不计绳与滑轮的摩擦,绳与竖直方向的夹角为α＝60°,g取10 m/s2.下列说法中正确的是( )A．人对地面的压力大小为550 NB．地面对人的摩擦力大小为50 NC．绳对滑轮的作用力大小为100 ND．人的质量越大受到地面的摩擦力越大
考点三 “死结”和“活结”模型多维探究题型1| “死结”模型“死结”可理解为把绳子分成两段,且不可以沿绳子移动的结点．“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等．
题型2| “活结”模型“活结”可理解为把绳子分成两段,且可以沿绳子移动的结点．“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的．绳子虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根．
1.“死结”与“活结”模型的比较
例3 如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α＝70°,则β等于( )A．45° B．55° C．60° D．70°
例4 如图所示,细绳一端固定在A点,另一端跨过与A等高的光滑定滑轮B后悬挂一个砂桶Q(含砂子)．现有另一个砂桶P(含砂子)通过光滑挂钩挂在A、B之间的细绳上,稳定后挂钩下降至C点,∠ACB＝120°,下列说法正确的是( )A．若只增加Q桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不变B．若只增加P桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不变C．若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后P桶位置不变D．若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后Q桶位置上升
“动杆”与“定杆”模型的比较
力的合成与分解在生产、生活中的应用(STSE问题)例1 [生活]如图所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图,图中BC边为斧头背面,AB、AC边是斧头的刃面．要使斧头容易劈开木柴,则应( )A．缩短BC边,AB边也缩短些B．BC边延长些,AB边缩短些C．BC边缩短些,但AB边延长些D．BC边延长些,AB边也延长些
解析：运动员处于静止状态,即平衡状态,每只手都承受自身重力的一半,和角度无关,A正确,B、C错误；由牛顿第三定律知当θ不同时,运动员与地面间的相互作用力大小相等,D错误．误区警示：请注意审题：题目A、B两项问的是单手对地面的正压力即弹力的大小,故可用整体法直接快捷求解．
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