高考物理一轮复习《力的合成与分解》课件.ppt
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- 力的合成与分解 高考 物理 一轮 复习 合成 分解 课件
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1、第2讲 力的合成与分解知识点知识点 1 1 力的合成力的合成 1.1.合力与分力合力与分力(1 1)定义:)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,这一个力就叫做那几个力的一个力就叫做那几个力的_,那几个力叫做这一个力的,那几个力叫做这一个力的_。(2 2)关系:)关系:合力与分力是合力与分力是_关系。关系。合力合力分分力力等效替代等效替代2.2.共点力共点力作用在物体的作用在物体的_,或作用线的,或作用线的_交于一点的几个力。交于一点的几个力。同一点同一点延长线延长线3.3.力的合成力的合成(1 1)定义:)定义:求几个
2、力的求几个力的_的过程。的过程。(2 2)运算法则:)运算法则:平行四边形定则:平行四边形定则:求两个互成角度的求两个互成角度的_的合力,可以用表示这两个力的线段的合力,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_和和_。三角形定则: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量的尾的_为合矢量。为合矢量。合力合力共点力共点力大小大小方向方向有向线段有向线段知识点知识点 2 2 力的分解力的分解 1.1.定义定义求一个力的
3、求一个力的_的过程,力的分解是的过程,力的分解是_的逆运算。的逆运算。2.2.遵循的原则遵循的原则(1 1)_定则。定则。(2 2)_定则。定则。3.3.分解方法分解方法(1 1)力的效果分解法。)力的效果分解法。(2 2)正交分解法。)正交分解法。分力分力力的合成力的合成平行四边形平行四边形三角形三角形知识点知识点 3 3 矢量和标量矢量和标量 1.1.矢量矢量既有大小又有既有大小又有_的物理量,相加时遵循的物理量,相加时遵循_定则。如定则。如速度、力等。速度、力等。2.2.标量标量只有大小没有只有大小没有_的物理量,求和时按算术法则相加。如路的物理量,求和时按算术法则相加。如路程、动能等。
4、程、动能等。方向方向平行四边形平行四边形方向方向【思考辨析【思考辨析】(1 1)两个力的合力一定大于任何一个分力。)两个力的合力一定大于任何一个分力。()()(2 2)共点力一定是作用点为同一点的力。)共点力一定是作用点为同一点的力。()()(3 3)三个共点力的合力的最大值是)三个共点力的合力的最大值是|F|F1 1|+|F|+|F2 2|+|F|+|F3 3|。()()(4 4)不考虑力的实际效果时,一个力可以对应无数对分力。)不考虑力的实际效果时,一个力可以对应无数对分力。()()(5 5)将一个力)将一个力F F分解为两个力分解为两个力F F1 1、F F2 2,F F是物体实际受到的
5、力。是物体实际受到的力。()()(6 6)合力与分力可以同时作用在物体上。)合力与分力可以同时作用在物体上。()()(7 7)2N2N的力能够分解成的力能够分解成6N6N和和3N3N的两个分力。的两个分力。()()(8 8)合力是阻力,它的每一个分力都是阻力。)合力是阻力,它的每一个分力都是阻力。()()(9 9)位移是矢量,相加时可以用算术法直接求和。)位移是矢量,相加时可以用算术法直接求和。()()分析分析:合力与分力是等效替代关系,其运算遵循平行四边形定合力与分力是等效替代关系,其运算遵循平行四边形定则,故合力不一定大于分力,(则,故合力不一定大于分力,(1 1)错;共点力是作用在物体)
6、错;共点力是作用在物体上的同一点或延长线交于一点的几个力,(上的同一点或延长线交于一点的几个力,(2 2)错;三个共点)错;三个共点力共线且同向时,其合力最大,为它们的大小之和,(力共线且同向时,其合力最大,为它们的大小之和,(3 3)对;)对;因为一条对角线可以对应无数个平行四边形,故一个力可以对因为一条对角线可以对应无数个平行四边形,故一个力可以对应无数对分力,(应无数对分力,(4 4)对;合力与分力是等效替代关系,考虑)对;合力与分力是等效替代关系,考虑物体受力时,分析合力就不分析分力,(物体受力时,分析合力就不分析分力,(5 5)对;合力产生的)对;合力产生的效果与分力共同作用时的效果
7、是相同的,因而合力与分力不是效果与分力共同作用时的效果是相同的,因而合力与分力不是同时作用在物体上的,(同时作用在物体上的,(6 6)错;因为)错;因为6N6N和和3N3N的力的合力的力的合力最大为最大为9N9N,最小为,最小为3N3N,不可能得到,不可能得到2N2N的合力,所以的合力,所以2N2N的力不可的力不可能分解为能分解为6N6N和和3N3N的分力,(的分力,(7 7)错;合力是阻力,说明几个分)错;合力是阻力,说明几个分力的总体效果是阻碍物体运动,并不说明每一个分力都是阻力,力的总体效果是阻碍物体运动,并不说明每一个分力都是阻力,(8 8)错;矢量之间求和遵循的是平行四边形定则,而不
8、是代)错;矢量之间求和遵循的是平行四边形定则,而不是代数求和的关系,(数求和的关系,(9 9)错。)错。考点考点 1 1 共点力的合成共点力的合成【考点解读【考点解读】共点力合成的方法及合力范围的确定共点力合成的方法及合力范围的确定1.1.共点力合成的常用方法:共点力合成的常用方法:(1)(1)作图法。作图法。深化深化理解理解(2)(2)几种特殊情况的共点力的合成。几种特殊情况的共点力的合成。类型类型作图作图合力的计算合力的计算 互相垂直互相垂直两力等大,两力等大,夹角夹角F=2FF=2F1 1coscosF F与与F F1 1夹角为夹角为221212FFFFtanF 22类型类型作图作图合力
9、的计算合力的计算 两力等大且两力等大且夹角夹角120120F=FF=F1 1=F=F2 2F F与与F F1 1夹角为夹角为60602.2.合力的大小范围:合力的大小范围:(1)(1)两个共点力的合成:两个共点力的合成:F F1 1-F-F2 2FF合合FF1 1+F+F2 2。即两个力大小不变时即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小其合力随夹角的增大而减小,当两力反向当两力反向时时,合力最小合力最小,为为F F1 1-F-F2 2,当两力同向时当两力同向时,合力最大合力最大,为为F F1 1+F+F2 2。(2)(2)三个共点力的合成三个共点力的合成三个力共线且同向时三个力共线且同向时
10、,其合力最大其合力最大,为为F F1 1+F+F2 2+F+F3 3。任取两个力任取两个力,求出其合力的范围求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之如果第三个力在这个范围之内内,则三个力的合力的最小值为零则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围如果第三个力不在这个范围内内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的和的绝对值。和的绝对值。【典例透析【典例透析1 1】(2013(2013重庆高考重庆高考)如图所示如图所示,某人静某人静躺在椅子上躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角间有固定倾斜角。
11、若此人所受重力。若此人所受重力为为G,G,则椅子各部分对他的作用力的合则椅子各部分对他的作用力的合力大小为力大小为()A.G B.GsinA.G B.GsinC.Gcos D.GtanC.Gcos D.Gtan【解题探究】【解题探究】(1)(1)请画出此人的受力分析图。请画出此人的受力分析图。提示提示:(2)(2)椅子各部分对此人的作用力的合力是指椅子各部分对此人的作用力的合力是指_和和_的合力。的合力。F F1 1F F2 2【解析】【解析】选选A A。人静躺在椅子上。人静躺在椅子上,所受合力所受合力F F合合=0,=0,所以椅子各部所以椅子各部分对此人的作用力的合力与此人的重力等大反向分对
12、此人的作用力的合力与此人的重力等大反向,故故A A选项正确。选项正确。【总结提升】【总结提升】解答共点力的合成问题时的三点注意事项解答共点力的合成问题时的三点注意事项(1)(1)合成力时合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系要正确理解合力与分力的大小关系:合力与分力合力与分力的大小关系要视情况而定的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思维定不能形成合力总大于分力的思维定势。势。(2)(2)三个共点力合成时三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于两个较小力其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差。的和与第三个较大的力之差。(3)(3)合力与它的分力是等效替代关系合
13、力与它的分力是等效替代关系,在进行有关力的计算时在进行有关力的计算时,如果已计入了合力如果已计入了合力,就不能再计入分力。如果已计入了分力就不能再计入分力。如果已计入了分力,就就不能再计入合力。不能再计入合力。【变式训练】【变式训练】小红、小刚两人共提一桶水匀速前行,如图所小红、小刚两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F F,两人手臂间的夹,两人手臂间的夹角为角为,水和水桶的总重力为,水和水桶的总重力为G G,则下列说法中正确的是,则下列说法中正确的是()()A.A.当当为为6060时,时,F FG GB.B.不管不管为何值,为
14、何值,F=F=C.C.当当=0=0时,时,F=F=D.D.越大时,越大时,F F越小越小G2G2【解析】【解析】选选C C。由力的合成可知,两分力大小相等,当其夹角。由力的合成可知,两分力大小相等,当其夹角=60=60,=Fcos30=Fcos30,解得解得 故故A A错;错;=0=0时,时,F F分分=F=F合合=故故C C对,对,B B错。在合力一定时,错。在合力一定时,越大,分力越越大,分力越大,故大,故D D错。错。G23FG3,12G2,【变式备选】【变式备选】如图所示,物体如图所示,物体A A在同一平面内的四个共点力在同一平面内的四个共点力F F1 1、F F2 2、F F3 3和
15、和F F4 4的作用下处于静止状态,若其中力的作用下处于静止状态,若其中力F F1 1沿逆时针沿逆时针方向转过方向转过120120而保持其大小不变,且其他三个力的大小和方而保持其大小不变,且其他三个力的大小和方向均不变,则此时物体所受的合力大小为向均不变,则此时物体所受的合力大小为()()A.2FA.2F1 1 B.FB.F1 1 C.FC.F1 1 D.FD.F1 1332【解析】【解析】选选B B。物体。物体A A在同一平面内的四个共点力作用下处于静在同一平面内的四个共点力作用下处于静止状态,其合力为零,则止状态,其合力为零,则F F2 2、F F3 3、F F4 4三个力的合力与三个力的
16、合力与F F1 1等大反等大反向,将向,将F F1 1沿逆时针方向旋转沿逆时针方向旋转120120而保持其大小不变时,物体而保持其大小不变时,物体受的四个力的合力即为大小均为受的四个力的合力即为大小均为F F1 1、方向间夹角为、方向间夹角为6060的两个的两个力的合力,故力的合力,故F F合合=2F=2F1 1cos30cos30=F=F1 1,B B正确。正确。3考点考点 2 2 力的分解力的分解【考点解读】【考点解读】力的分解的两种常用方法力的分解的两种常用方法1.1.按力的效果分解:按力的效果分解:(1)(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;根据力的实际作用效果确定两个实际
17、分力的方向;(2)(2)再根据两个实际分力方向画出平行四边形;再根据两个实际分力方向画出平行四边形;(3)(3)最后由三角形知识求出两分力的大小。最后由三角形知识求出两分力的大小。如图所示如图所示,物体的重力物体的重力G G按产生的效果分按产生的效果分解为两个分力解为两个分力,F,F1 1使物体下滑使物体下滑,F,F2 2使物体使物体压紧斜面。压紧斜面。深化深化理解理解 2.2.正交分解法:正交分解法:(1 1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。(2 2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在)建立坐标轴的原则:一般
18、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静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在即尽量多的力在坐标轴上坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为;在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。坐标轴建立坐标系。(3 3)方法:物体受到多个力作用)方法:物体受到多个力作用F F1 1 、F F2 2、F F3 3,求合力求合力F F时时,可把各力沿相互垂直的可把各力沿相互垂直的x x轴、轴、y y轴分解。轴分解。x x轴上的合力轴上的合力:F Fx x=F=Fx1x1+F+Fx2x2+F+Fx3x3+y y轴上的合力轴上的合力:F
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