高考物理总复习 第二单元 相互作用 课时2 力的合成与分解教师用书（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理教案.docx

课时2力的合成与分解一、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合力那几个力叫作这一个力的分力。(2)关系:合力与分力是等效替代关系。说明:合力与分力的作用效果等效但它们并不是同时作用在物体上的。2.共点力作用在物体的同一点或作用线的延长线交于一点的几个力。3.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:求两个互成角度的分力的合力可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形这两个邻边之间的对角线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有向线段为合矢量。如图乙所示F1、F2为分力F为合力。二、力的分解1.定义已知一个力求它的分力的过程叫作力的分解。2.力的分解法则力的分解是力的合成的逆运算同样遵循平行四边形定则。把一个已知力F作为平行四边形的对角线那么与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力。3.力的分解依据(1)一个力可以分解为两个力如果没有限制同一个力可以分解为无数大小、方向不同的分力。(2)在实际问题中要依据力的实际作用效果分解。三、合力与分力的关系说明1.作用在一个物体上的两个力的合力范围为|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为|F1-F2|;当两力同向时合力最大为F1+F2。2.合力可以比分力大也可以比分力小还可以等于分力。3.两个分力一定时夹角θ越小合力越大。4.合力一定时两等大分力的夹角越大两分力也越大。1.(2019湖南长沙开学质检)(多选)某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1N)下列说法正确的是()。A.图甲中物体所受的合外力大小等于5NB.图乙中物体所受的合外力大小等于2NC.图丙中物体所受的合外力大小等于0D.图丁中物体所受的合外力大小等于0答案AD2.(2019四川绵阳第一次测验)将物体所受重力按力的效果进行分解下图中错误的是()。答案C3.(2019贵州安顺学情调研)图甲为我国女子射箭队运动员方玉婷的射箭场景。已知弓的顶部跨度为l弦均匀且弹性良好其自由长度为l。发射时弦和箭可等效为图乙的情景假设弓的跨度保持不变即箭在弦的正中间弦夹住类似动滑轮的附加装置将箭发射出去。已知弦的劲度系数为k发射箭时弦的最大长度为2l(弹性限度内)则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)()。A.klB.1615klC.3klD.2kl答案C1.(2017天津卷8)(多选)如图甲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解析设两杆间距离为d绳长为lOa、Ob段长度分别为la和lb则l=la+lb两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β受力分析如图乙所示。绳子中各部分张力相等Fa=Fb=F则α=β满足2Fcosα=mgd=lasinα+lbsinα=lsinα即sinα=dlF=mg2cosαd和l均不变则sinα为定值α为定值cosα为定值绳子的拉力保持不变衣服的位置不变故A项正确C、D两项错误;将杆N向右移一些d增大则sinα增大cosα减小绳子的拉力增大故B项正确。答案AB2.(2018天津卷7)(多选)明朝谢肇淛《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方向如图甲所示木楔两侧产生推力FN则()。甲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大解析选木楔为研究对象木楔受到的力有水平向左的力F和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力由于木楔处于平衡状态所以两侧给木楔的弹力与F沿两侧的分力大小相等FN=FN1=FN2力F的分解如图乙所示则F=FN1cos90°-θ2+FN2cos90°-θ2=2FN1cos90°-θ2=2FN1sinθ2解得FN=F2sinθ2。所以F一定时θ越小FN越大;θ一定时F越大FN越大B、C两项正确。答案BC见《自学听讲》P23一共点力的合成1.三个共点力的合成(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