【备考2022】高考物理一轮复习学案第2讲 力的合成和分解 教案.doc
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《【备考2022】高考物理一轮复习学案第2讲 力的合成和分解 教案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《【备考2022】高考物理一轮复习学案第2讲 力的合成和分解 教案.doc(26页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、金版教程高考总复习·物理(新教材)第2讲力的合成和分解知识点力的合成1合力与分力(1)定义:假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同,这几个力就叫作那个力的分力。(2)关系:合力与分力是等效替代关系。2共点力作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力。如图1所示均为共点力。3力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。(2)运算法则平行四边形定则:求两个力的合成,如果以表示这两个力的有向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2甲所示。三角形定则:把两个矢量
2、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2乙所示。知识点力的分解1定义求一个力的分力的过程。2性质力的分解是力的合成的逆运算。3遵循的原则(1)平行四边形定则。(2)三角形定则。4分解方法(1)按力的作用效果分解。(2)正交分解法。如图3将O点受力进行分解。知识点矢量和标量1矢量既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量。如速度、力等。2标量只有大小,没有方向,相加时遵从算术法则的物理量。如路程、质量等。一 堵点疏通1两个力的合力一定大于这两个力中的任一个。()2力的分解必须按作用效果分解。()3两个力大小一定,夹角越大,其合力越大。()4两个力的合力
3、一定,夹角越大,分力越大。()5既有大小又有方向的量一定是矢量。()6一个力及其分力同时作用于同一物体上。()答案1.×2.×3.×4.5.×6.×二 对点激活1(人教版必修第一册·P71·T5改编)(多选)两个力F1和F2间的夹角为,两力的合力为F,以下说法正确的是()A若F1、F2的大小和方向一定,则F的大小和方向一定B若F1与F2大小不变,角越小,合力F就越大C如果夹角不变,F1大小不变,只要增大F2,合力F就必然增大D合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的答案ABD解析根据平行四边形定则,若F
4、1、F2的大小和方向一定,则F的大小和方向一定,A正确;若F1与F2大小不变,角越小,合力F就越大,故B正确;若角为钝角且不变,F1大小不变,增大F2时,合力F可能先变小后增大,如图所示,故C错误;合力与分力的作用效果是相同的,故D正确。2(人教版必修第一册·P71·T2改编)有两个力,它们的合力为0。现在把其中一个向东6 N的力改为向南(大小不变),它们的合力大小为()A6 N B.6 N C.12 N D.0答案B解析两个力合力为0,其中一个向东的力为6 N,则另一个力向西且大小也为6 N,将向东的6 N的力改为向南,则向西的6 N的力与向南的6 N的力的合力大小为6
5、N,故B正确。3(人教版必修第一册·P71·T4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且大小为240 N,则另一个分力的大小为()A60 N B.240 N C.300 N D.420 N答案C解析将竖直向下的180 N的力分解,其中一个方向水平,大小为240 N,由力的三角形定则作图如图所示,其中F180 N,F1240 N,则另一个分力F2 N300 N,故C正确。4. 如图所示,重力为G的物体静止在倾角为的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么()AF1就是物体对斜面的压力B物体对斜面的压力方向与F1方
6、向相同,大小为GcosCF2就是物体受到的静摩擦力D物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用答案B解析F1是重力的一个分力,与物体对斜面的压力性质不同,A错误。物体对斜面的压力与F1方向相同,大小等于F1,且F1Gcos,所以B正确。F2与物体受到的静摩擦力等大反向,故C错误。物体受重力、支持力、静摩擦力三个力的作用,故D错误。考点1共点力的合成1.共点力合成的常用方法(1)作图法:从力的作用点O起,按同一标度作出两个分力F1和F2的图示,再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,画出过作用点O的对角线,量出对角线的长度,计算出合力F的大小,量出对角线与某一分力的夹角
7、,确定合力F的方向(如图所示)。(2)计算法:若两个力F1、F2的夹角为,如图所示,合力的大小可由余弦定理得:F,tan。几种特殊情况的共点力的合成 类型作图合力的计算互相垂直Ftan两力等大,夹角为F2F1cosF与F1夹角为(当120°时,FF1)合力与其中一个分力垂直Fsin2合力大小的范围(1)两个共点力的合成:|F1F2|FF1F2。即两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两个力反向时,合力最小,为|F1F2|;当两个力同向时,合力最大,为F1F2。(2)三个共点力的合成三个力共线且同向时,其合力最大,为FF1F2F3。任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在
8、这个范围之内,则三个力的合力最小值为零;如果第三个力不在这个范围内,则合力最小值等于最大的力减去另外两个力。例1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 (1)两个分力大小相等且夹角为120°时,合力与
9、分力的大小关系如何?提示:合力大小等于分力大小。(2)当合力一定时,两分力夹角越小,则分力_。提示:越小尝试解答选D。千斤顶受到的压力等于其两臂受到的压力的合力,由于两臂受到的压力夹角120°,所以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,即两臂受到的压力减小,C错误,D正确。 两种求解合力的方法的比较(1)作图法求合力,需严格用同一标度作出力的图示,作出规范的平行四边形,才能较精确地求出合力的大小和方向。(2)计算法求合力
10、,只需作出力的示意图,对平行四边形的作图要求也不太严格,重点是利用数学方法求解,往往适用于两力的夹角是特殊角的情况。变式11(多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则()AF1、F2同时增大一倍,F也增大一倍BF1、F2同时增加10 N,F也增加10 NCF1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变D若F1、F2中的一个共点力增大,F不一定增大答案AD解析根据求合力的公式F (为F1、F2的夹角),若F1、F2都变为原来的2倍,合力也一定变为原来的2倍,A正确;对于B、C两种情况,力的变化不是按比例增加或减少的,不能判断合力的变化情况,B、C错误;若F1与F2共线反向,F1
11、>F2,则FF1F2,F1增大时,F增大,F2增大且小于F1时,F减小,所以D正确。变式12 如图所示,F1、F2为有一定夹角的两个力,L为过O点的一条直线,当L取什么方向时,F1、F2在L上的分力之和最大()AF1、F2合力的方向BF1、F2中较大力的方向CF1、F2中较小力的方向D任意方向均可答案A解析F1和F2在L上的分力之和等效于F1和F2的合力在L上的分力,而要使F1和F2的合力在L上的分力最大,L就应该取这个合力本身的方向,故A正确,B、C、D错误。考点2力的分解1.力的分解常用的方法正交分解法效果分解法分解方法将一个力沿着两个互相垂直的方向进行分解的方法根据一个力产生的实际
12、效果进行分解实例分析x轴上的合力:FxFx1Fx2Fx3,y轴上的合力:FyFy1Fy2Fy3,合力大小:F,合力方向:与x轴夹角为,则tanF1F2GtanF1mgsinF2mgcosF1mgtanF2F1F2说明:力的正交分解法建立坐标轴的原则: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(即使尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,一般以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。2力的分解的唯一性和多解性已知条件示意图解的情况已知合力与两个分力的方向(两个分力不共线)已知合力与一个分力的大小和方向续表已知条件示意图解的情况已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向
13、当F1Fsin或F1F时,有一组解当F1Fsin时,无解当FsinF1F时,有两组解注:已知合力和两个不在同一直线上的分力的大小,许多同学认为只有如下两种分解。事实上,以F为轴在空间将该平行四边形转动一周,每一个平面分力方向均有变化,都是一个解,因此,此情形应有无数组解。例2(2018·天津高考)(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,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,
14、大时FN大 B.若F一定,小时FN大C若一定,F大时FN大 D.若一定,F小时FN大(1)力F产生哪两个作用效果?提示:木楔两侧均产生推力FN。(2)对力F进行分解,用哪种方法较简单?提示:力的效果分解法。尝试解答选BC。选木楔为研究对象,力F的分解如图所示,由于木楔是等腰三角形,所以FNFN1FN2,F2FNcos2FNsin,故解得FN,所以F一定时,越小,FN越大;一定时,F越大,FN越大,故A、D错误,B、C正确。 力的合成与分解方法的选择力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常见的解题方法。一般情况下,物体只受三个力时,用力的效果分解法、合成法解题较为简单,在三角形中找几何关系,利用
15、几何关系或三角形相似求解;而物体受三个以上力的情况多用正交分解法,但也要视题目具体情况而定。变式2科技的发展正在不断地改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,则下列说法正确的是()A手机受到的支持力大小为GcosB手机受到的支持力不可能大于GC纳米材料对手机的作用力大小为GsinD纳米材料对手机的作用力竖直向上答案D解析对手机进行受力分析如图,将重力正交分解,则手机受到的支持力大小为FNGcosF吸,可能大于G,故A、B错误;除重力G以外,其余三个力
16、均为纳米材料对手机的作用力,因手机静止,故三个力合力方向竖直向上,与重力等大,故C错误,D正确。考点3“死结”和“活结”、“动杆”和“定杆”模型模型一“死结”和“活结”模型模型模型解读模型示例“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“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,但实际上是同一根绳,所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等,两段绳子合力的方向一定沿这两段
17、绳子夹角的平分线模型二“动杆”和“定杆”模型模型模型解读模型示例“动杆”模型对于一端有转轴或有铰链的轻杆,其提供的弹力方向一定是沿着轻杆的方向“定杆”模型一端固定的轻杆(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,如根据平衡条件或牛顿第二定律确定杆中弹力的大小和方向例3如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体,ACB30°;图乙中水平轻杆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,求:(1)细绳
18、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。 (1)图中杆上的力一定沿杆吗?提示:图甲中杆上的力不一定沿杆,图乙中杆上的力一定沿杆。(2)两图中分别以谁为研究对象?提示:C点、G点。尝试解答(1)(2)M1g,方向与水平方向成30°指向右上方(3)M2g,方向水平向右题图甲和乙中的两个物体都处于平衡状态,根据平衡条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对象,进行受力分析如图甲和乙所示,根据平衡条件可求解。(1)图甲中细绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,细绳A
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 【备考2022】高考物理一轮复习学案第2讲力的合成和分解教案
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内