2023届高考物理一轮复习课件：力的合成与分解.pptx

1、同一点同一点效果效果合力合力分力分力等效替代等效替代一、共点力合力和分力一、共点力合力和分力1.共点力共点力 几个力如果都作用在物体的几个力如果都作用在物体的_，或它们的作用线相交于一点，或它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。这几个力叫作共点力。2.合力和分力合力和分力 (1)定义：假设一个力单独作用的定义：假设一个力单独作用的_跟某几个力共同作用的效果相跟某几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫作那几个力的同，这一个力就叫作那几个力的_，那几个力叫作这一个力的，那几个力叫作这一个力的_。(2)关系：合力和分力是关系：合力和分力是_的关系。的关系。邻边邻边对角线对角线首尾相接首尾相接二

2、、力的合成二、力的合成1.定义：求几个力的合力的过程。定义：求几个力的合力的过程。2.运算法则运算法则 (1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力时，以表示平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力时，以表示这两个力的有向线段为这两个力的有向线段为_作平行四边形，这两个邻边之间的作平行四边形，这两个邻边之间的_就代表合力的大小和方向。如图甲所示。就代表合力的大小和方向。如图甲所示。(2)三角形定则：把两个矢量三角形定则：把两个矢量_，从而求出合矢量的方法。，从而求出合矢量的方法。如图乙所示。如图乙所示。(一一)力的合成力的合成(固基点固基点)题点全练通题点全练通1两个力的合力范围两个

3、力的合力范围有两个共点力，一个力的大小是有两个共点力，一个力的大小是10 N，另一个力的大小是，另一个力的大小是4 N，它们合力的大小可能是它们合力的大小可能是()A40 N B25 N C15 N D8 N解析：解析：6 NF合合14 N，只有，只有8 N在此范围内，在此范围内，D项正确。项正确。答案：答案：D2三个力的合力范围三个力的合力范围(多选多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N，现将水平，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N

4、、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是()A物体所受静摩擦力可能为物体所受静摩擦力可能为2 NB物体所受静摩擦力可能为物体所受静摩擦力可能为4 NC物体可能仍保持静止物体可能仍保持静止D物体一定被拉动物体一定被拉动解析：解析：两个两个2 N的力的合力范围为的力的合力范围为04 N，然后与，然后与3 N的力合成，则三力的合的力合成，则三力的合力范围为力范围为07 N，由于最大静摩擦力为，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定，因此可判定A、B、C正确，正确，D错误。错误。答案：答案：ABC答案：答案：C3.作图法求合力作图法求合力 某物体

5、同时受到某物体同时受到2个共点力作用，在如图所示的四种情况中个共点力作用，在如图所示的四种情况中(坐标纸坐标纸中每格的边长均表示中每格的边长均表示1 N大小的力大小的力)，物体所受合外力最大的是，物体所受合外力最大的是()答案：答案：A4计算法求合力计算法求合力 在平面内有作用于同一点的四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个力，以力的作用点为坐标原点O，四个力的方向如图所示，四个力的方向如图所示，其中其中F16 N，F28 N，F34 N，F42 N。这四个力的合力。这四个力的合力方向指向方向指向()A第一象限第一象限 B第二象限第二象限C第三象限第三象限 D第四象限第四象

6、限要点自悟明要点自悟明1合力范围的确定合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围：两个共点力的合力范围：|F1F2|FF1F2。(2)三个共点力的合力范围三个共点力的合力范围最大值：三个力同向时，其合力最大，为最大值：三个力同向时，其合力最大，为FmaxF1F2F3。最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形(三个力首三个力首尾相接尾相接)，则其合力的最小值为零，即，则其合力的最小值为零，即Fmin0；如果不能，则合力的最；如果不能，则合力的最小值为小值为FminF1|F2F3|(F1为三个力中最大的力为三个力中最大的力)。2共点力合

7、成的常用方法共点力合成的常用方法(1)作图法：从力的作用点起，按同一标度作出两个分力作图法：从力的作用点起，按同一标度作出两个分力F1和和F2的图示的图示，再以，再以F1和和F2的图示为邻边作平行四边形，画出过的图示为邻边作平行四边形，画出过作用点的对角线，量出对角线的长度，计算出合力的大小，作用点的对角线，量出对角线的长度，计算出合力的大小，量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示如图所示)。(2)计算法：几种特殊情况的共点力的合成。计算法：几种特殊情况的共点力的合成。分力分力平行四边形平行四边形三角形三角形正交正交效果效果方向方向平行四边形平行

8、四边形算术法则算术法则三、力的分解三、力的分解1.定义：求一个已知力的定义：求一个已知力的_的过程。的过程。2.运算法则：运算法则：_定则或定则或_定则。定则。3.两种分解方法：两种分解方法：_分解法和分解法和_分解法。分解法。四、矢量和标量四、矢量和标量1.矢量：既有大小又有矢量：既有大小又有_的量，运算时遵从的量，运算时遵从_定则。定则。2.标量：只有大小没有方向的量，运算时按标量：只有大小没有方向的量，运算时按_相加减。相加减。(二二)力的分解力的分解(精研点精研点)方法方法1力的效果分解法力的效果分解法1.力的分解的原则力的分解的原则(1)选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来

9、说，当物体选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若受到三受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若受到三个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法。个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法。(2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。2.力的效果分解法的步骤力的效果分解法的步骤答案答案A例例1 某压榨机的结构示意图如图所示，其中某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固为固定铰链，若在定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力，则由于力F的

10、作用，使滑块的作用，使滑块C压紧物体压紧物体D，设，设C与与D光滑接触，杆的重光滑接触，杆的重力及滑块力及滑块C的重力不计，图中的重力不计，图中a0.6 m，b0.1 m，则物体，则物体D所受压力的大小与力所受压力的大小与力F的比值为的比值为 ()A3 B4 C5 D6答案：答案：C针对训练针对训练 1超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠四颗小铁珠(其余两颗未画出其余两颗未画出)，工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的，工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁

11、死防盗扣。当用强磁场吸引防底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是的圆锥顶角刚好是90，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力大小，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力大小为为F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为(不计摩擦以不计摩擦以及小铁珠的重力及小铁珠的重力)()方法方法2力的正交分解法力的正交分解法 (1)定义：将已知量按相互垂直的两个方向进

12、行分解的方法。定义：将已知量按相互垂直的两个方向进行分解的方法。(2)建轴原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以建轴原则：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少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上使尽量多的力分布在坐标轴上)；在动；在动力学中，往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。力学中，往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。(3)解题方法：首先把各力向相互垂直的解题方法：首先把各力向相互垂直的x轴、轴、y轴上分解，然后轴上分解，然后分别对分别对x轴方向和轴方向和y轴方向列式分析。轴方向列式分析。答案答案B针

13、对训练针对训练 2.唐代耒耜经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大唐代耒耜经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为与竖直方向的夹角分别为和和，如，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是 ()A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的

14、拉力曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力解析：解析：将拉力将拉力F正交分解，如图所示，则在正交分解，如图所示，则在x方向可得出方向可得出Fx曲曲Fsin，Fx直直Fsin，在，在y方向可得出方向可得出Fy曲曲Fcos，Fy直直Fcos，由题知，由题知，则则sin cos，则可得到，则可得到Fx曲曲Fy直直，A错误，错误，B正确；无论是加速还是匀速前进，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一正确；无论是加速还是匀速前进，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，

15、方向相反，故对相互作用力，它们大小相等，方向相反，故C、D错误。错误。答案：答案：B 1.求几个力的合力时，可以先将各力进行正交分解，求出互相垂直方向的求几个力的合力时，可以先将各力进行正交分解，求出互相垂直方向的合力后合成，分解的目的是为了将矢量运算转化为代数运算，便于求合力。合力后合成，分解的目的是为了将矢量运算转化为代数运算，便于求合力。2.力的分解的四种情况：力的分解的四种情况：(1)已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小，有唯一解。已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小，有唯一解。(2)已知合力和一个分力已知合力和一个分力(大小、方向大小、方向)求另一个分力求另一个分力(大小、方

16、向大小、方向)，有唯，有唯一解。一解。(3)已知合力和两分力的大小求两分力的方向：已知合力和两分力的大小求两分力的方向：FF1F2，无解；，无解；FF1F2，有唯一解，有唯一解，F1和和F2跟跟F同向；同向；FF1F2，有唯一解，有唯一解，F1与与F同向，同向，F2与与F反向；反向；F1F2FFbC.FaFb D.大小不确定大小不确定答案答案A模型结构模型结构模型解读模型解读模型特点模型特点轻杆用光滑的转轴或铰轻杆用光滑的转轴或铰链连接，轻杆可围绕转链连接，轻杆可围绕转轴或铰链自由转动轴或铰链自由转动当杆处于平衡时，杆当杆处于平衡时，杆所受的弹力方向一定所受的弹力方向一定沿杆沿杆模型建构模型建

17、构“动杆动杆”模型分析模型分析答案答案D例例4“定杆定杆”模型模型 如图所示，水平横梁一端如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一插在墙壁内，另一端装有一小滑轮端装有一小滑轮B。一轻绳的一端。一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为后悬挂一质量为m10 kg的重物，的重物，CBA30，则滑轮受到绳子的作用力大小为则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取取10 m/s2)()A.50 N B.60 NC.120 N D.100 N模型结构模型结构模型解读模型解读模型特点模型特点轻杆被固定在接触面轻杆被固定在接触面上，不发生转动上，不发生转动杆所受的弹力方向杆

18、所受的弹力方向不一定沿杆，可沿不一定沿杆，可沿任意方向任意方向模型建构模型建构“定杆定杆”模型分析模型分析答案：答案：B解析：解析：将将a、b看成一个整体受力分析可知，当力看成一个整体受力分析可知，当力F与与Oa垂直时垂直时F最最小，可知此时小，可知此时F2mgsin mg，B正确。正确。答案：答案：B答案：答案：B答案：答案：C答案：答案：A答案：答案：D答案：答案：B3渗透五育教育渗透五育教育(体育体育)推进推进“健康中国健康中国”建设，是全面提升中华建设，是全面提升中华民族健康素质、实现人民健康与经济社会协调发展的国家战略。民族健康素质、实现人民健康与经济社会协调发展的国家战略。其中单杠

19、是一项大众喜闻乐见的体育健身运动，如图所示，健身其中单杠是一项大众喜闻乐见的体育健身运动，如图所示，健身者上杠后，双手缓慢向外分开的过程中，下列说法正确的是者上杠后，双手缓慢向外分开的过程中，下列说法正确的是()A.健身者所受的合力增大健身者所受的合力增大B.健身者手臂所受的拉力增大健身者手臂所受的拉力增大C.健身者所受重力是手臂拉力的分力健身者所受重力是手臂拉力的分力D.健身者所受重力和双臂的合力是一对作用力和反作用力健身者所受重力和双臂的合力是一对作用力和反作用力答案：答案：BC 4树立民族自信树立民族自信(多选多选)明朝谢肇淛的五杂组中记载：明朝谢肇淛的五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧

20、，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：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。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，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则，则()A.若若F一定，一定，大时大时FN大大 B.若若F一定，一定，小时小时FN大大 C.若若一定，一定，F大时大时FN大大 D.若若一定，一定，F小时小时FN大大