2021版高考物理大一轮复习通用版课件:2.第2讲 力的合成与分解课件PPT
展开知识点一 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.
4.力的分解(1)定义:求一个已知力的________的过程.(2)遵循原则:____________定则或________定则.(3)分解方法:①按力产生的________分解;②正交分解.
知识点二 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.( )
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.
[多维练透]1.[2020·宁夏银川市联考]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.[2021·邯郸模拟]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( )
题后反思(1)共点力合成的方法:①作图法.②计算法.应用三角形中的边角关系求解.
(2)多个共点力的合成方法:
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
题后反思力的效果分解法的步骤
题后反思正交分解法的步骤
练1 [2020·肇庆模拟]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.
例3 [2020·全国卷Ⅲ,17]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°
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.
例4 [2021·辽宁葫芦岛模拟]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
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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