北京专用2019版高考物理一轮复习第二章相互作用第3讲力的合成与分解课件.ppt

1、第3讲力的合成与分解,知识梳理?一、矢量运算法则1.平行四边形定则。,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。,二、力的合成,1.合力与分力:如果几个力同时作用在物体上产生的效果与某一个力单独作用时的效果相同,则这一个力为那几个力的合力,那几个力为这一个力的分力。,2.共点力:几个力都作用在物体的同一点,或者它们的作用线交于一点。,3.力的合成:求几个力的合力的过程。,4.平行四边形定则:求互成角度的两共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个相邻边之间的对角线就表示合力的?大小和?方向。,三、力的分解,1.力的分

2、解:求一个力的分力的过程。力的分解与力的合成互为逆运算。,2.遵从原则:平行四边形定则。,3.分解方法(1)力的效果分解法(2)力的正交分解法,1.关于合力的下列说法,正确的是?()A.几个力的合力就是这几个力的代数和B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D.几个力的合力一定大于这几个力中最大的力,答案C力是矢量,力的合力不能简单地进行代数加减,故A是错误的。合力可以大于分力,可以等于分力,也可以小于分力,故B、D是错误的,C正确。,C,2.物体同时受到同一平面内的三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是?()A.5 N,7 N,8 NB.

3、5 N,2 N,3 NC.1 N,5 N,10 ND.10 N,10 N,10 N,答案C三个力合成,若前两个力的合力可与第三个力大小相等,方向相反,就可以使这三个力合力为零,只要使第三个力的大小在其他两个力的合力范围之内,就可能使合力为零,即第三个力F3满足:|F1-F2|F3F1+F2。,C,3.(多选)小娟、小明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F,两人手臂间的夹角为,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是?()A.当为120时,F=GB.不管为何值,F=?C.当=0时,F=,D.越大时F越小,AC,答案AC由平行四边形定则可知,两分力相等时,=120

4、,F=F合=G;当=0时,F=?F合=?,故A、C对,B错。越大,在合力一定时,分力越大,故D错。,4.如图所示,力F垂直作用在斜面倾角为的三角滑块上,滑块没被推动,则滑块受到地面的静摩擦力的大小为?()?A.0B.F cos C.F sin D.F tan ,C,答案C滑块受力如图。将力F正交分解,由水平方向合力为零可知Ff=F sin ,所以C正确。,深化拓展,考点一力的合成,考点二力的分解,考点三 “死结”和“活结”,深化拓展考点一力的合成1.合力范围的确定(1)两个共点力的合成,|F1-F2|F合F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随两力夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为|

5、F1-F2|,当两力同向时,合力最大,为F1+F2。(2)三个共点力的合成:当三个共点力共线同向时,合力最大为F1+F2+F3。任取两个力,求出合力范围,如第三个力在这个范围内,则三力合成的最小值为零;如不在此范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的数值之和。,2.共点力的合成方法(1)合成法则:平行四边形定则或三角形定则。(2)求出以下三种特殊情况下二力的合力:,相互垂直的两个力合成,合力大小为F=?。夹角为、大小相等的两个力合成,平行四边形为菱形,对角线相垂直,合力大小为F=2F1 cos?=2F2 cos ?。夹角为120、大小相等的两个力合成,合力大小与分力相等,方向沿

6、二力夹角的平分线。,1-1如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。下列判断正确的是?()A.F1F2F3B.F3F1F2C.F2F3F1D.F3F2F1,B,答案BP点在三力F1、F2、F3作用下保持静止,则合外力为零,F1、F2的合力F12与F3等大反向。由大角对大力可知,F12F1F2,从而可得F3F1F2,B正确。,1-2如图甲所示,在广州亚运会射箭女子个人决赛中,中国选手程明获得亚军,创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩。射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙

7、中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图中F所示。弓弦的夹角应为(cos 53=0.6)?(),D,A.53B.127C.143D.106,答案D弓弦拉力合成如图所示,由几何知识得,cos?=?=?=?=0.6所以?=53可得=106,故D正确。,1-3(多选)在研究共点力合成实验中,得到如图所示的合力与两分力夹角的关系曲线,关于合力F的范围及两个分力的大小,下列说法正确的是?()?A.2 NF14 NB.2 NF10 NC.两分力大小分别为2 N、8 N,D.两分力大小分别为6 N、8 N,AD,答案AD由图像得=?时,两分力F1、F2垂直,合力为10 N,即?+?=(10 N)2。=时,两分

8、力方向相反,即两分力相减,|F1-F2|=2 N,联立解得F1=8 N,F2=6 N或F1=6 N,F2=8 N,合力的范围|F1-F2|FF1+F2,即2 NF14 N,故A、D对,B、C错。,考点二力的分解一、力的分解的唯一性分析1.已知合力F和两分力的方向,两分力有唯一的确定值。按力F的实际作用效果分解,属于此类情况。,2.已知合力F和一个分力F1的大小与方向,另一分力F2有唯一的确定值。,3.已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,对力F进行分解,则有三种可能(F1与F的夹角为)。如图所示:?(1)F2F sin 时无解。(2)F2=F sin 或F2F时有一组解。(3)F si

9、n F2F20=25 N,所以F1的大小有两个,即F1和F1,F2的方向有两个,即F2的方向和F2的方向,故选项A、B、D错误,选项C正确。,2-2(多选)已知力F,且它的一个分力F1跟F成30角,大小未知,另一个分力F2的大小为 ?F,方向未知,则F1的大小可能是?()A.?B.?C.?D.?F,AC,答案AC,根据题意作出矢量三角形如图,因为?FF sin 30=?,从图上可以看出,F1有两个解,由直角三角形OAD可知:FOA=?=?F。由直角三角形ABD得:FBA=?=?F。由图的对称性可知:FAC=FBA=?F,则分力F1=?F-?F=?F;F1=?F+?F=?F。,二、实际效果分解法

10、,2-3(多选)如图所示,用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间,重物处于静止状态,AO绳水平,OB绳与竖直方向的夹角为,则AO绳的拉力FA、OB绳的拉力FB的大小与G之间的关系为?()A.FA=G tan B.FA=?C.FB=? D.FB=G cos ,AC,答案AC绳子OC对O点的拉力FC等于重物的重力G。将FC沿AO和BO方向分解,两个分力分别为FA、FB,如图所示。可得?=tan ,?= cos ,又FA=FA,FB=FB,解得FA=G tan ,FB=?,故A、C正确。,2-4如图所示,人曲膝下蹲时,膝关节弯曲的角度为,设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F

11、的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等,那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为 ()A.?B.?C.?D.,D,答案D设大腿骨和小腿骨的作用力大小分别为F1、F2,且F1=F2,由力的平行四边形定则易知F2 cos?=?,对F2进行分解有F2y=F2 sin?,解得F2y=? tan?=?,则知脚掌所受地面竖直向上的弹力约为?,D选项正确。,1.分解方法:物体受到多个力F1、F2、F3作用,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。?x轴上的合力Fx=Fx1+Fx2+Fx3+y轴上的合力Fy=Fy1+Fy2+Fy3+合力大小:F=?合力方向:与x轴夹角为,则tan =?。,

12、三、正交分解法,2.建立坐标系原则:以少分解力和容易分解力为原则。,2-5受斜向上的恒定拉力作用,物体在粗糙水平面上做匀速直线运动,则下列说法正确的是?()A.拉力在竖直方向的分量一定大于重力B.拉力在竖直方向的分量一定等于重力C.拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力,D,答案D物体受力如图,因为物体做匀速直线运动,故所受合外力为零,则:F cos =Ff,即Ff0,Ff=FN,即FN0,FN=mg-F sin ,所以mgF sin ,故只有D项符合题意。,2-6如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,质量为m的物体受外力F1和F2的作用,F1方向水平向右,F2方向竖直向上,若物体静止在斜面上,则下列关系正确的是?()?A.F1 sin +F2 cos =mg sin ,F2mgB.F1 cos +F2 sin =mg sin ,F2mgC.F1 sin +F2 cos =mg sin ,F2mg,D.F1 cos +F2 sin =mg