《2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第二章 相互作用 第2講 力的合成與分解 受力分析 教科版.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第二章 相互作用 第2講 力的合成與分解 受力分析 教科版.doc（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第二章 相互作用 第2講 力的合成與分解 受力分析 教科版 一、力的合成 1．合力與分力：如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果和其他幾個(gè)力同時(shí)作用產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力． 2．力的合成：求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫做力的合成． 3．力的運(yùn)算法則 (1)平行四邊形定則：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，如圖甲所示． (2)三角形定則：在圖甲中，將F2平移至對(duì)邊得到如圖乙所示的三角形． 顯然兩矢量的首尾相接，從一個(gè)矢量F1的箭尾指向另一個(gè)矢量F2的箭首，即為它們的合矢量F，此即為三角形定則． 二、力的分解 1．力的分解 (1)定義：求一個(gè)力的分力的過(guò)程，是力的合成的逆運(yùn)算． (2)遵循法則：平行四邊形定則、三角形定則． (3)分解的方法： ①按力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解．②力的正交分解． 2．矢量與標(biāo)量 (1)矢量：既有大小又有方向，相加時(shí)遵從平行四邊形定則(或三角形定則)． (2)標(biāo)量：只有大小沒(méi)有方向，求和時(shí)按照算術(shù)法則運(yùn)算． 1．一個(gè)力F分解為兩個(gè)力F1和F2，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．F是物體實(shí)際受到的力 B．物體同時(shí)受到F1、F2和F三個(gè)力的作用 C．F1和F2共同作用的效果與F相同 D．F1、F2和F滿足平行四邊形定則 解析：在力的分解中，合力是實(shí)際存在的力，選項(xiàng)A正確；F1和F2是力F按效果分解的兩個(gè)分力，不是物體實(shí)際受到的力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；F1和F2是力F的分力，共同作用效果與F相同，其關(guān)系滿足平行四邊形定則，選項(xiàng)C、D正確． 答案： ACD 2．一物體受到三個(gè)共面共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用，三力的矢量關(guān)系如圖所示(小方格邊長(zhǎng)相等)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不確定 B．三力的合力有惟一值3F3，方向與F3同向 C．三力的合力有惟一值2F3，方向與F3同向 D．由題給條件無(wú)法求出合力大小 解析：用作圖法求出F1和F2的合力，再與F3求合力，可得B正確． 答案： B 3．如圖所示，光滑斜面上一物體的重力mg分解為F1、F2兩個(gè)力，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對(duì)斜面的壓力 B．物體受到mg、FN、F1、F2四個(gè)力的作用 C．物體只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用 D．力FN、F1、F2三個(gè)力的作用效果與mg、FN兩個(gè)力的作用效果相同 解析： F1、F2兩個(gè)力是重力mg的兩個(gè)分力，其作用效果與重力mg等效，性質(zhì)與重力的性質(zhì)相同，所以F1不是斜面作用在物體上的力，F(xiàn)2不是物體對(duì)斜面的壓力，物體只受重力mg和斜面支持力FN的作用．力的合成與分解的原理就是分力的作用效果與合力作用效果相同，考慮了合力作用效果后，就不能再考慮分力的作用效果，否則是重復(fù)考慮了力的作用效果，導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論．故選項(xiàng)C、D正確． 答案： CD 4．(xx合肥期終考試)一件行李重為G，被繩OA和OB吊在空中，OA繩和OB繩的拉力分別為F1、F2，如圖所示，則(　　) A．F1、F2的合力是G B．F1、F2的合力是F C．行李對(duì)繩OA的拉力方向與F1方向相反，大小相等 D．行李受到重力G、OA繩拉力F1、OB繩拉力F2，還有F共四個(gè)力 解析：合力與分力具有等效替代的關(guān)系．所謂等效是指力F的作用效果與其分力F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同． F1和F2的合力的作用效果是把行李提起來(lái)，而G的作用效果是使行李下落，另外產(chǎn)生的原因(即性質(zhì))也不相同，故A錯(cuò)誤；F1和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B正確，行李對(duì)繩OA的拉力與拉行李的力F1是相互作用力，等大反向，不是一個(gè)力，故C項(xiàng)正確；合力F是為研究問(wèn)題方便而假想出來(lái)的力，實(shí)際上不存在，應(yīng)與實(shí)際受力區(qū)別開(kāi)來(lái)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案： BC 5．如圖所示，F(xiàn)1、F2、F3恰好構(gòu)成封閉的直角三角形，這三個(gè)力的合力最大的是(　　) 解析：由矢量合成法則可知A圖的合力為2F3，B圖的合力為0，C圖的合力為2F2，D圖的合力為2F3，因F2為直角三角形的斜邊，故這三個(gè)力的合力最大的為C圖． 答案： C 合力范圍的確定 (1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即兩個(gè)力的大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減?。?dāng)兩個(gè)力反向時(shí)，合力最小，為|F1－F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1＋F2. (2)三個(gè)共面共點(diǎn)力的合力范圍 ①三個(gè)力共線且方向相同時(shí)，其合力最大為F＝F1＋F2＋F3. ②以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力最小值為零，若不能組成封閉的三角形，則合力最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力的和的絕對(duì)值． 兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2，其中F1＝50 N、F2＝30 N．它們合力的大小不可能是(　　) A．80 N　　　B．50 N　　　 C．30 N　　　D．10 N 解析：本題考查力的合成．二力合成合力的范圍在|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|，代入數(shù)據(jù)可得，合力的范圍：20 N≤F≤80 N，所以D不可能． 答案： D 共點(diǎn)力合成常用的方法 (1)作圖法 (2)計(jì)算法：根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖，然后利用解三角形的方法求出合力． 1－1：(xx廣東卷)如圖所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點(diǎn)P在F1、F2和F3三力作用下保持靜止，下列判斷正確的是(　　) A．F1＞F2＞F3　　B．F3＞F1＞F2 C．F2＞F3＞F1 D．F3＞F2＞F1 解析：　由連接點(diǎn)P在三個(gè)力作用下靜止知，三個(gè)力的合力為零，即F1、F2二力的合力F′3與F3等大反向、三力構(gòu)成的平行四邊形如圖所示，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知F3＞F1＞F2，B正確． 答案： B 1．常用力的分解方法 (1)力的效果分解法 (2)正交分解法 ①定義：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法． ②建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上)；在動(dòng)力學(xué)中，以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系． ③方法：物體受到多個(gè)力作用F1、F2、F3…，求合力F時(shí)，可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解． x軸上的合力：Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋… y軸上的合力：Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋… 合力大?。篎＝ 合力方向：與x軸夾角為θ，則tan θ＝. 如圖所示，用三根輕繩將質(zhì)量為m的物體懸掛在空中，已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為60和30，則繩ac和繩bc的拉力分別為(　　) A.mg　mg B.mg　mg C.mg　mg D.mg　mg 解析：方法一：效果分解法　以m為研究對(duì)象，由二力平衡知豎直繩上的拉力F＝mg.F作用于c點(diǎn)有兩個(gè)作用效果，即拉緊蠅ac和繩bc，故可將F沿ac和bc方向分解，求出繩ac和繩bc方向上的分力，也就求出了繩ac和繩bc的拉力．以結(jié)點(diǎn)c為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，由三角形知識(shí)得 F1＝Fsin 60＝mg， F2＝Fsin 30＝mg， 由二力平衡得 繩ac的拉力Fac＝F2＝mg， 繩bc的拉力Fbc＝F1＝mg.故選項(xiàng)C正確． 方法二：正交分解法 以結(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，受力分析如圖所示 并把拉力Fbc、Fac正交分解． 由平衡條件得 Fbccos 60－Faccos 30＝0① Fbcsin 60＋Facsin 30－mg＝0② 由①②得：Fac＝mg Fbc＝mg 故選項(xiàng)C正確． 答案：　C 2－1：質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示．已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值的哪個(gè)(　　) A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ) C．μ(mg＋Fcos θ) D．Fcos θ 解析：木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力的作用；重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff.沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解如圖所示(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；沿豎直方向建立y軸，在y軸上，向上的力等于向下的力(豎直方向二力平衡)．即Fcos θ＝Ff，F(xiàn)N＝mg＋Fsin θ 又由于Ff＝μFN 所以Ff＝μ(mg＋Fsin θ)，故B、D選項(xiàng)是正確的． 答案：BD 1．受力分析 把研究對(duì)象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來(lái)，并畫出物體所受力的示意圖，這個(gè)過(guò)程就是受力分析． 2．受力分析時(shí)應(yīng)注意 (1)受力分析口訣：地球周圍受重力，繞物一周找彈力，考慮有無(wú)摩擦力，其他外力細(xì)分析，合力分力不重復(fù)，只畫受力拋施力． (2)在受力分析的過(guò)程中，要注意題目給出的物理?xiàng)l件(如光滑——不計(jì)摩擦；輕物——重力不計(jì)；運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力忽略等)． (3)只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力(如重力、彈力、摩擦力等)，不分析按效果命名的力(如下滑力、動(dòng)力、阻力等)． (4)不能把作用在其他物體上的力通過(guò)“力的傳遞”作用在研究對(duì)象上． (xx六安模擬)如圖甲所示，在豎直方向恒力F作用下，a、b兩物體一起勻加速向上運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于它們受力情況的說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)一定受到四個(gè)力 B．b可能受到四個(gè)力 C．a(chǎn)與墻壁之間一定有彈力和摩擦力 D．a(chǎn)與b之間一定有摩擦力 解析：將a、b看成整體，其受力圖如圖乙所示，說(shuō)明a與墻壁之間沒(méi)有彈力和摩擦力作用；對(duì)物體b進(jìn)行受力分析，如圖丙所示，受到3個(gè)力作用． 　　 答案： AD 受力分析的方法步驟 3－1：(xx命題研究專家原創(chuàng)題)如圖所示傾斜索道與水平方向的夾角為37，當(dāng)載重車廂沿索道下滑時(shí)，車廂內(nèi)重物受力個(gè)數(shù)可能為(　　) A．2個(gè) B．1個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè) 解析：當(dāng)車廂勻速下滑時(shí)，重物只受重力和支持力，且兩個(gè)力平衡；當(dāng)車廂加速下滑時(shí)，重物除了受重力和支持力，還要受到廂底對(duì)它的向左的摩擦力；當(dāng)重物減速下滑時(shí)，重物受重力、支持力和向右的摩擦力．故A、C選項(xiàng)正確． 答案： AC  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，則必須給出一些附加條件，舉例如下 已知條件 作圖分析 解的討論 ①合力 ②一個(gè)分力的大小 ③另一個(gè)分力的方向 ①當(dāng)F1＝Fsin θ時(shí)有唯一解，如圖(a) ②當(dāng)F>F1>Fsin θ時(shí)有兩解，如圖(b) ③當(dāng)F1≥F時(shí)，有唯一解，如圖(c) ④當(dāng)F1F20＝25 N，所以F1的大小有兩個(gè)，即F′1和F″1，F(xiàn)2的方向有兩個(gè)，即F′2的方向和F″2的方向，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確． 答案： C 練一練：把一個(gè)已知力F分解，要求其中一個(gè)分力F1跟F成30角，而大小未知；另一個(gè)分力F2＝F，但方向未知，則F1的大小可能是(　　) A.F B.F C.F D.F 解析：　因F>，由圖可知，F(xiàn)1的大小有兩個(gè)可能值． 在Rt△OAF中，＝Fcos 30＝F. 在Rt△F1AF中，＝＝F. 由對(duì)稱性可知，＝＝F. 則F1＝－＝F；F′1＝＋＝F. 故本題正確選項(xiàng)為A、D. 答案： AD 1.關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力與其合力的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．合力大小隨兩力夾角增大而增大 B．合力的大小一定大于分力中最大者 C．兩個(gè)分力夾角小于180時(shí)，合力大小隨夾角減小而增大 D．合力的大小不能小于分力中最小者 解析：合力可以大于任何一個(gè)分力，也可以小于任何一個(gè)分力，兩分力之間的夾角越大，合力越小，夾角越小，則合力越大． 答案： C 2．(xx福建龍巖市高三質(zhì)量檢查)某大型商場(chǎng)裝有一種斜坡式自動(dòng)扶梯．一個(gè)顧客站在該商場(chǎng)電梯的梯面上，隨電梯一起斜向下勻速運(yùn)動(dòng)，此人受到的力有(　　) A．重力和支持力 B．重力、支持力和摩擦力 C．重力、支持力和牽引力 D．重力、支持力、摩擦力和牽引力 解析：顧客站在該商場(chǎng)電梯的梯面上，隨電梯一起斜向下勻速運(yùn)動(dòng)，受到方向豎直向下的重力，還受到斜坡的支持力和摩擦力．顧客受到的合力為零，選項(xiàng)B正確． 答案： B 3．(xx廣州調(diào)研)如圖，三個(gè)大小相等的力F，作用于同一點(diǎn)O，則合力最小的是(　　) 解析：根據(jù)矢量合成的平行四邊形定則可知，C選項(xiàng)的合力為零，即合力最小，C正確． 答案： C 4.(xx上海單科)如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，A上表面水平．則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B受力的示意圖為(　　) 解析：以A、B為整體，A、B整體沿斜面向下的加速度a可沿水平方向和豎直方向分解為加速度a∥和a⊥，如圖所示，以B為研究對(duì)象，B滑塊必須受到水平向左的力來(lái)產(chǎn)生加速度a∥.因此B受到三個(gè)力的作用，即：重力、A對(duì)B的支持力、A對(duì)B的水平向左的靜摩擦力，故只有選項(xiàng)A正確． 答案： A 5.如圖所示，用繩AC和BC吊起一重100 N的物體，兩繩AC、BC與豎直方向的夾角分別為30和45.求：繩AC和BC對(duì)物體的拉力的大?。? 解析：以物體C為研究對(duì)象，受力分析并建立如圖所示的直角坐標(biāo)系． 設(shè)AC、BC的拉力分別為FAC、FBC，由平衡條件知： x軸：FBCsin 45－FACsin 30＝0 ① y軸：FBCcos 45＋FACcos 30－mg＝0 ② 由①②式得 FAC＝100(－1)N FBC＝50(－1)N 即AC繩、BC繩的拉力分別為100(－1)N、50(－1)N. 答案：(1)100(－1)N　50(－1)N