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

第2讲力的合成与分解

1力的合成
(1)合力与分力: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,那么这一个力就叫作几个力的合力,那几个力叫作这一个力的分力。合力与分力是等效替代关系。

(2)力的合成:求几个力的合力的过程。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,可以把表示这两个力的有向线段作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。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。

(3)合力与分力的大小关系:当两分力F1、F2大小一定,夹角α从0°增大到180°的过程中,合力大小随夹角α的增大而减小。
【温馨提示】在力的合成中,两个分力实际存在,对应同一个受力物体,有不同的施力物体,但合力没有与之对应的施力物体。
1.1(2018湖南长沙检测)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10N,F也增加10N
C.F1增加10N,F2减少10N,F一定不变
D.若F1、F2中的一个增大,则F一定增大
【答案】A
1.2(2019山东青岛月考)(多选)共点的两个力,大小均为10N,当它们的合力在0~10N范围时,它们夹角的可能值是()。
A.33° B.68° C.128° D.166°
【答案】CD

2力的分解
(1)定义:求一个力的分力的过程。力的分解是力的合成的逆运算。遵循的原则:平行四边形定则。

(2)正交分解法:把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法。坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,坐标轴的选取一般有以下两个原则:①使尽量多的力落在坐标轴上。②尽量使某一轴上各分力的合力为零。
【温馨提示】力分解时有解或无解,关键是看代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形(或三角形)。若可以构成平行四边形(或三角形),说明合力可以分解成给定的分力,即有解。如果不能构成平行四边形(或三角形),说明该合力不能按给定的分力分解,即无解。
2.1(2018广东茂名月考)将一个力F分解为两个力F1和F2,那么下列说法中错误的是()。
A.F是物体实际受到的力
B.F1和F2不是物体实际受到的力
C.物体同时受到F1、F2和F三个力的作用
D.F1和F2共同作用的效果与F相同
【答案】C
2.2(2019河南信阳模拟)如图所示是一种常用的“千斤顶”示意图,摇动手柄能使螺旋杆转动并保持水平,而A、B间距离发生变化,重物就能被顶起或下降。若物重为G,杆AB与AC之间的夹角为θ,不计“千斤顶”本身的重量,则“千斤顶”螺旋杆AB中的拉力大小为()。

A.Gsinθ B.Gcosθ C.Gtanθ D.Gtanθ
【答案】D

3矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量。叠加时遵循平行四边形定则,如速度、力等。
(2)标量:只有大小没有方向的物理量。求和时按代数法则相加,如路程、速率等。
(3)矢量相加法则:平行四边形定则是矢量运算的普适法则。三角形定则:把两个矢量首尾相接与它们的合矢量组成一个三角形,从而求出合矢量,这个方法叫作三角形定则。
(4)矢量图解法在分析分力变化问题中的应用步骤:①确定两分力的方向;②作平行四边形或三角形,确定合力方向;③根据题意判断某一分力的变化趋势,并作出动态图示;④由动态图示判断某一分力或合力的变化情况。
3.1(2018山西大同统考)如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角)。下列图中,这三个力的合力最大的是()。

【答案】C
3.2(2019海南检测)如图所示,物体A、B的质量分别为4kg和10kg,不计滑轮与绳之间的摩擦及绳的重力,若整个系统静止,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2。求:

(1)地面对B的摩擦力的大小。
(2)B对地面压力的大小。
【答案】(1)24N(2)68N

题型一动杆和定杆问题
1.动杆
若轻杆用转轴或铰链连接,当杆处于平衡状态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
如图乙所示,一端固定的轻杆(如一端插入墙壁或固定于地面),其提供的弹力不一定沿着轻杆的方向,力的方向只能根据具体情况进行分析。根据平衡条件或牛顿第二定律确定杆中的弹力的大小和方向(如图丙所示)。
【例1】(多选)如图甲所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一质量为M的重物,将两相同的质量为m的木块紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块