2024年高考物理第一轮复习：第2讲　力的合成与分解课件PPT

这是一份2024年高考物理第一轮复习：第2讲　力的合成与分解课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了主干知识·填一填，等效替代，作用线，对角线，有向线段，力的合成，平行四边形，规律结论·记一记，必刷小题·测一测，ABC等内容，欢迎下载使用。

必备知识新学法基础落实
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，这一个力就叫作那几个力的___________，那几个力叫作这一个力的___________．(2)关系：合力与分力是___________关系．
2．共点力几个力作用在物体的同一点，或它们的_______交于一点，这几个力叫作共点力．如图均为共点力．
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．如图乙所示，F1、F2为分力，F为合力．
二、力的分解1．定义：求一个力的___________的过程．力的分解是___________的逆运算．2．遵循的法则(1) ______________定则．(2)三角形定则．3．分解方法(1)效果分解法．(2) ________分解法．
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．
1．合力不一定大于分力，二者是等效替代的关系，受力分析时不可同时作为物体所受的力．2．平行四边形定则(或三角形定则)是所有矢量的运算法则．3．多数情况下，求多个力的合力时，正交分解法是常用的方法，即先将各力进行正交分解，求出互相垂直方向的合力后再合成．4．已知分力求合力时，合力是唯一的，但将一个力分解时，理论上可以有无数种分解方法，但并不是每种分解都有实际意义．具体如何分解要根据研究的问题进行选择．5．首尾相连的三个力构成封闭三角形，则合力为零．
一、易混易错判断1．合力与它的分力的作用对象为同一个物体．(　　)2．几个力的共同作用效果可以用一个力来代替．(　　)3．两个力的合力一定比其分力大．(　　)4．两个分力大小一定，夹角越大，合力越大．(　　)5．互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形．(　　)
二、经典小题速练1.如图所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力．图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是(　　)A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力B．物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用C．F2是物体对斜面的压力D．力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同
解析：D　F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，施力物体是地球，故选项A错误．物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故选项B错误．F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但二者的受力物体不同，F2的受力物体是物体本身，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故选项C错误．合力与分力共同作用的效果相同，故选项D正确．
关键能力新探究思维拓展
命题点一　共点力的合成(自主学习)[核心整合]1．共点力合成的方法(1)作图法．(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．
[题组突破]1．(合力和分力的关系)(多选)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则(　　)A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍B．F1、F2同时增加10 N，F也增加10 NC．F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变D．若F1、F2中的一个增大，F不一定增大
解析：AD　根据平行四边形定则，F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，故A正确；F1、F2同时增加10 N，F不一定增加10 N，B错误；F1增加10 N，F2减少10 N，F不一定不变，故C错误；若F1、F2中的一个增大，F不一定增大，故D正确．
3．(三个力的合力)(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：ABC　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，因此可判定选项A、B、C正确，D错误．
2．正交分解法(1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．(2)建立坐标轴的原则：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(即尽可能让更多的力在坐标轴上)；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系．
【思维导引】　解此题要抓住以下三点(1)绳子上的拉力一定沿绳．(2)“光滑钉子b”，说明bc段绳子的拉力等于重物的重力m1g.(3)依据“ac段正好水平”画出受力分析图．
[题组突破]1．(力的分解中的多解性讨论)已知两个共点力的合力为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30 N．则(　　)A．F1的大小是唯一的B．F2的方向是唯一的C．F2有两个可能的方向D．F2可取任意方向
解析：C　由F1、F2和F的矢量三角形图可以看出：因F2＝30 N＞F20＝Fsin 30°＝25 N，且F2＜F，所以F1的大小有两个，即F1′和F1″，F2的方向有两个，即F2′的方向和F2″的方向，故选项A、B、D错误，选项C正确．
命题点三　非共面力的合成与分解(师生互动)[核心整合]在力的合成与分解的实际问题中，经常遇到物体受多个非共面力作用处于平衡状态的情况，而在这类平衡问题中，又常有图形结构对称的特点，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性．解决这类问题的方法是根据物体受力的对称性，结合力的合成与分解知识及平衡条件列出方程，求解结果．
2.(多选)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同．下列说法正确的有(　　)A．三条绳中的张力都相等B．杆对地面的压力大于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力
解析：BC　杆静止在水平地面上，则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力．根据平衡条件，则三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零．杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项B、C正确．由于三条绳长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张力不相等，选项A错误．绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，选项D错误．
应用二　晾衣绳问题 　(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(　　)A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移
核心素养新导向学科培优
素养培优4　“动杆”和“定杆”与“活结”和“死结”问题题型一　“动杆”和“定杆”问题1．动杆：若轻杆用光滑的转轴或铰链连接，当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则会引起杆的转动．如图甲所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向．2．定杆：若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向．如图乙所示．
题型二　“活结”和“死结”问题1．活结：当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上的张力处处相等，即滑轮只改变力的方向不改变力的大小，例如图乙中，两段绳中的拉力大小都等于重物的重力．2．死结：若结点不是滑轮，是固定点时，称为“死结”结点，则两侧绳上的弹力不一定相等．
如图甲所示 , 细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为M1的物体， ∠ACB＝30°； 图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°角，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，重力加速度为g，求：
(1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力．
[基础巩固]1.我国自行设计建造的斜拉索桥——上海南浦大桥，其桥面高达46 m，主桥全长846 m，引桥总长7500 m．南浦大桥的引桥建造得如此长，其主要目的是(　　)A．增大汽车对桥面的正压力B．减小汽车对桥面的正压力C．增大汽车重力平行于引桥桥面向下的分力D．减小汽车重力平行于引桥桥面向下的分力
解析：D　把汽车的重力按作用效果分解为平行于桥面方向和垂直于桥面(斜面)方向的两个分力，引桥越长，倾角越小，重力平行于引桥桥面的分力就越小，故选项D正确．
2.推进“健康中国”建设，是全面提升中华民族健康素质、实现人民健康与经济社会协调发展的国家战略．其中单杠是一项大众喜闻乐见的体育健身运动，如图所示，健身者上杠后，双手缓慢向外分开的过程中，下列说法正确的是(　　)A．健身者所受的合力增大B．健身者手臂所受的拉力增大C．健身者所受重力是手臂拉力的分力D．健身者所受重力和双臂的合力是一对作用力和反作用力
解析：B　根据题意知，健身者双手缓慢分开的过程中，健身者处于平衡状态，所受的合力为零，A错误；由于双臂与竖直方向夹角增大，由力的平衡可知健身者手臂所受的拉力增大，B正确；健身者所受重力是由于地球的吸引而受到的力，方向竖直向下，手臂拉力斜向上方，重力不是手臂拉力的分力，C错误；健身者所受重力和双臂的合力不是一对作用力和反作用力，是一对平衡力，D错误．
7.(2019·天津卷)2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式开通．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是(　　) A．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 B．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度 C．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下 D．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布
[能力提升]8.如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起．当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是(　　)A．此时两臂受到的压力大小均为5.0×104 NB．此时千斤顶对汽车的支持力大小为2.0×105 NC．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大D．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小
解析：D　分解千斤顶受到的压力，由几何知识可得此时两臂受到的压力大小均为1.0×105 N，A错误；由牛顿第三定律可知，千斤顶对汽车的支持力大小为1.0×105 N，B错误；若继续摇动把手，两臂间的夹角减小，而合力不变，故两分力减小，即两臂受到的压力将减小，C错误，D正确．
10.如图所示，一工作人员在两个电塔之间的C点无接触作业．其中A、B两点等高，且用电线(可看作细绳)连接．对此，下列说法不正确的是(　　)A．C点一定在A、B两点的连线的中垂线上B．增加电线的长度，电线对工作人员的拉力增大C．提高A点的高度，工作人员将向B点移动D．调换质量更大的工作人员，C点的位置将下降
解析：B　对工作人员受力分析，可知细绳提供的拉力大小且对称，所以C点一定在A、B两点的连线的中垂线上，故A正确；增加电线的长度，则细绳提供拉力夹角变小，因为工作人员所受重力没变，所以电线对工作人员的拉力将减小，故B错误；提高A点的高度后，对工作人员受力分析，仍然与没提高之前一样，故工作人员将向B点移动，以保证两个拉力大小相等且对称，故C正确；调换质量更大的工作人员，则细绳上拉力的合力即工作人员的重力将变大，细绳夹角将变小，所以C点的位置将下降，故D正确．
14.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＝0.5 m，b＝0.05 m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为(　　) A．4 B．5 C．10 D．1