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2024届高考物理一轮复习第二章相互作用第3讲力的合成和分解课件
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这是一份2024届高考物理一轮复习第二章相互作用第3讲力的合成和分解课件，共36页。PPT课件主要包含了对角线，首尾相接，平行四边形，三角形，算术法则，答案C，答案A，答案B，答案D等内容，欢迎下载使用。
二、力的合成1．定义：求几个力的合力的过程。2．运算法则(1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力时，以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_______就代表合力的大小和方向。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。
三、力的分解1．定义：求一个已知力的______的过程。2．运算法则：___________定则或________定则。3．两种分解方法：______分解法和_____分解法。四、矢量和标量1．矢量：既有大小又有______的量，运算时遵从____________定则。2．标量：只有大小没有方向的量，运算时按_________相加减。
情境创设 如图甲所示，两个小孩分别用F1、F2提着一桶水，水桶静止；如图乙所示，一个大人单独用力F提着同一桶水，水桶静止。
微点判断 (1)F1和F2是共点力。( )(2)F1和F2的共同作用效果与F的作用效果相同。( )(3)合力F与分力F1、F2之间满足平行四边形定则。( )(4)水桶的重力就是F1、F2两个力的合力。( )(5)几个力的共同作用效果可以用一个力代替。( )(6)在进行力的合成与分解时，要应用平行四边形定则或三角形定则。( )(7)两个力的合力一定比任一分力大。( )(8)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不要重复分析。( )
(一) 力的合成(固基点) [题点全练通]1．[两个力的合力范围]有两个共点力，一个力的大小是10 N，另一个力的大小是4 N，它们合力的大小可能是( )A．40 N B．25 N C．15 N D．8 N解析：6 N≤F合≤14 N，只有8 N在此范围内，D项正确。答案：D
2．[三个力的合力范围](多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N，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2 N、2 N、3 N。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2 NB．物体所受静摩擦力可能为4 NC．物体可能仍保持静止D．物体一定被拉动解析：两个2 N的力的合力范围为0～4 N，然后与3 N的力合成，则三力的合力范围为0～7 N，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定A、B、C正确，D错误。答案：ABC
3．[作图法求合力]某物体同时受到2个共点力作用，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 ( )
4．[计算法求合力] 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
[要点自悟明]1．合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。(2)三个共点力的合力范围最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax＝F1＋F2＋F3。最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形(三个力首尾相接)，则其合力的最小值为零，即Fmin＝0；如果不能，则合力的最小值为Fmin＝F1－|F2＋F3|(F1为三个力中最大的力)。
2．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的合成。
(二) 力的分解(精研点)方法1 力的效果分解法1．力的分解的原则(1)选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若受到三个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法。(2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。
2．力的效果分解法的步骤
[例1] 某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.6 m，b＝0.1 m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为 ( )A．3 B．4 C．5 D．6
方法2 力的正交分解法(1)定义：将已知量按相互垂直的两个方向进行分解的方法。(2)建轴原则：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。(3)解题方法：首先把各力向相互垂直的x轴、y轴上分解，然后分别对x轴方向和y轴方向列式分析。
[模型建构] “活结”模型分析
[例2·“死结”模型] (2022·辽宁高考)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
二、“动杆”与“定杆”模型[例3·“动杆”模型] 如图为两种形式的吊车的示意图，OA为可绕O点转动的轻杆，重量不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA在图甲、乙中的受力分别为Fa、Fb，则下列关系正确的是( )A．Fa＝Fb B．Fa>FbC．Fa
[例4·“定杆”模型] 如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B。一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)( )A．50 N B．60 NC．120 N D．100 N
[模型建构] “定杆”模型分析
解析：将a、b看成一个整体受力分析可知，当力F与Oa垂直时F最小，可知此时F＝2mgsin θ＝mg，B正确。答案：B
二、力的合成1．定义：求几个力的合力的过程。2．运算法则(1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力时，以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_______就代表合力的大小和方向。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。
三、力的分解1．定义：求一个已知力的______的过程。2．运算法则：___________定则或________定则。3．两种分解方法：______分解法和_____分解法。四、矢量和标量1．矢量：既有大小又有______的量，运算时遵从____________定则。2．标量：只有大小没有方向的量，运算时按_________相加减。
情境创设 如图甲所示，两个小孩分别用F1、F2提着一桶水，水桶静止；如图乙所示，一个大人单独用力F提着同一桶水，水桶静止。
微点判断 (1)F1和F2是共点力。( )(2)F1和F2的共同作用效果与F的作用效果相同。( )(3)合力F与分力F1、F2之间满足平行四边形定则。( )(4)水桶的重力就是F1、F2两个力的合力。( )(5)几个力的共同作用效果可以用一个力代替。( )(6)在进行力的合成与分解时，要应用平行四边形定则或三角形定则。( )(7)两个力的合力一定比任一分力大。( )(8)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不要重复分析。( )
(一) 力的合成(固基点) [题点全练通]1．[两个力的合力范围]有两个共点力，一个力的大小是10 N，另一个力的大小是4 N，它们合力的大小可能是( )A．40 N B．25 N C．15 N D．8 N解析：6 N≤F合≤14 N，只有8 N在此范围内，D项正确。答案：D
2．[三个力的合力范围](多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N，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2 N、2 N、3 N。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2 NB．物体所受静摩擦力可能为4 NC．物体可能仍保持静止D．物体一定被拉动解析：两个2 N的力的合力范围为0～4 N，然后与3 N的力合成，则三力的合力范围为0～7 N，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定A、B、C正确，D错误。答案：ABC
3．[作图法求合力]某物体同时受到2个共点力作用，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 ( )
4．[计算法求合力] 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
[要点自悟明]1．合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。(2)三个共点力的合力范围最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax＝F1＋F2＋F3。最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形(三个力首尾相接)，则其合力的最小值为零，即Fmin＝0；如果不能，则合力的最小值为Fmin＝F1－|F2＋F3|(F1为三个力中最大的力)。
2．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的合成。
(二) 力的分解(精研点)方法1 力的效果分解法1．力的分解的原则(1)选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若受到三个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法。(2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。
2．力的效果分解法的步骤
[例1] 某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.6 m，b＝0.1 m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为 ( )A．3 B．4 C．5 D．6
方法2 力的正交分解法(1)定义：将已知量按相互垂直的两个方向进行分解的方法。(2)建轴原则：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。(3)解题方法：首先把各力向相互垂直的x轴、y轴上分解，然后分别对x轴方向和y轴方向列式分析。
[模型建构] “活结”模型分析
[例2·“死结”模型] (2022·辽宁高考)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
二、“动杆”与“定杆”模型[例3·“动杆”模型] 如图为两种形式的吊车的示意图，OA为可绕O点转动的轻杆，重量不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA在图甲、乙中的受力分别为Fa、Fb，则下列关系正确的是( )A．Fa＝Fb B．Fa>FbC．Fa
[例4·“定杆”模型] 如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B。一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)( )A．50 N B．60 NC．120 N D．100 N
[模型建构] “定杆”模型分析
解析：将a、b看成一个整体受力分析可知，当力F与Oa垂直时F最小，可知此时F＝2mgsin θ＝mg，B正确。答案：B
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