年最新高中物理精品教学课件力的合成与分解张

必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理第2讲力的合成与分解必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理考点体验题型突破课后强化作业必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理考点体验必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理考点自清1．力的合成(1)合力：如果几个力同时作用于一个物体，我们可以求出这样一个力，这个力产生的跟原来几个力共同产生的相同，这个力就叫做那几个力的合力。可见，合力与原来几个力是的关系。效果力的合成效果等效替代必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理(2)力的合成：叫做力的合成。(3)共点力：特征是作用线“共点”，而不一定是力的作用点“共点”。求几个力的合力必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理2．平行四边形定则求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为作平行四边形，它的(在两个有向线段F1、F2之间)就表示合力的大小和方向，如图所示。邻边对角线必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理归纳领悟1．合力的大小及方向必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理已知两共点力的大小分别为F1、F2，其方向之间的夹角为θ，由图知合力的大小为F＝F21＋F22＋2F1F2cosθ合力的方向tanβ＝F1sinθF2＋F1cosθ讨论：(1)在F1、F2大小不变的情况下，F1、F2之间的夹角θ越大，合力F越小；θ越小，合力F越大。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理(2)当θ＝0°时，F＝F1＋F2，为F的最大值当θ＝90°时，F＝F21＋F22当θ＝120°且F1＝F2时，F＝F1＝F2当θ＝180°时，F＝|F1－F2|，为F的最小值(3)合力的变化范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2合力可以大于分力，可以等于分力，也可以小于分力。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理2．三角形定则与多边形定则(1)三角形定则根据平行四边形定则，合力和两个分力必构成一个封闭的矢量三角形，叫做力的三角形定则。如图甲所示。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理(2)多边形定则：由三角形定则可推广到多个力的合成情况：由共点O顺次首尾相连作出各力的图示，然后由共点O向最后一个力的末端所引的图示即为要求的合力。如图乙所示。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理考点自清1．分力：如果一个力作用在物体上产生的效果和其他共同作用在该物体上产生的效果，这几个力就叫做那个力的分力。显然，这几个力与那个力也是关系。2．力的分解：叫做力的分解。力的分解几个力相同等效替代求一个已知力的分力必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理归纳领悟1．没有实际限制的力的分解，见下表：已知条件示意图解的情况已知合力和两个分力的方向必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理已知条件示意图解的情况已知合力和两个分力的大小有两解或无解(当|F1－F2|F或FF1＋F2时无解)必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理已知条件示意图解的情况已知合力和一个分力的大小和方向有惟一解必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理已知条件示意图解的情况已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向当0°θ90°时有三种情况：(图略)(1)当F1＝Fsinθ或F1F时，有一组解(2)当F1Fsinθ时，无解(3)当FsinθF1F时，有两组解当90°≤θ≤180°时，仅F1F时，有一组解，其余情况无解必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理2.力的两种分解法(1)力的效果分解法①根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向。②再根据两个实际分力方向画出平行四边形。③最后由平行四边形知识求出两分力的大小和方向。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理(2)正交分解法：把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后分别求每个方向上力的代数和，把复杂的矢量运算转化为互相垂直方向上的简单的代数运算。其方法如下：必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理①正确选择直角坐标系，通常选择共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系的选择应使尽量多的力在坐标轴上。②正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，然后求各力在x轴和y轴上的分力的合力Fx和Fy：Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…，Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋…③合力大小F＝F2x＋F2y合力的方向与x轴夹角为θ＝arctanFyFx。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理题型突破必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理命题规律根据平行四边形定则或矢量三角形定则、正交分解法对各分力进行合成。力的合成必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理如图甲所示，有五个力作用于同一点O，表示这五个力的有向线段恰好分别是构成一个正六边形的两邻边和三条对角线。已知F3＝10N，则这五个力的合力大小为________N。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[解析]方法一：根据正六边形的对边平行且相等和三角形定则可知：F2和F5的合力等于F3；F1和F4的合力也等于F3，所以这5个力的合力等于3F3＝30N。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理方法二：由对称性知，F1和F5的夹角为120°，它们的大小相等，合力在其夹角的平分线上，合力的大小等于其分力的大小，故力F1和F5的合力F15＝F32＝5N。如图乙所示。同理，F2和F4的合力大小也在其角平分线上，由图中几何关系可知：F24＝F3＋F1＝15N。故这五个力的合力F＝F3＋F15＋F24＝30N。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理方法三：利用正交分解法将力F1、F2、F4、F5沿F3方向和垂直F3的方向分解，如图丙所示。根据对称性知Fy＝0，合力F＝Fx＝3F3＝30N。[答案]30必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[总结评述](1)力的合成或力的分解过程，实际上是等效变换的过程。(2)正确选择直角坐标系的坐标轴方向。从理论上讲使用正交分解法，直角坐标系的坐标轴方向的选定是任意的，但在处理具体问题时，选择较为合理的坐标轴方向，可使问题的解法简化。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上，如图所示。如果钢丝绳与地面的夹角∠A＝∠B＝60°，每条钢丝绳的拉力都是300N，试求出两根钢丝绳作用在电线杆上的合力。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[答案](1)520N方向竖直向下必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[解析]先画出力的平行四边形，如图所示，由于OC＝OD，得到的是菱形。连结CD、OE，两对角线垂直且平分，OD表示300N，∠COO′＝30°。在三角形OCO′中，OO′＝OCcos30°。在力的平行四边形中，各线段的长表示力的大小，则有F2＝F1cos30°，所以合力F＝2F1cos30°＝2×300×32N＝519.6N≈520N。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理命题规律根据力的实际作用效果进行分解，考查力的分解方法的运用。按力的实际作用效果分解必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理某压榨机的结构示意图如图所示，其中B点为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计。压榨机的尺寸如图甲所示，l＝0.5m，b＝0.05m。求物体D所受压力的大小是F的多少倍？必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[解析]按力F的作用效果沿AC、AB方向分解为F1、F2，如图乙所示，则F1＝F2＝F2cosθ由几何知识得tanθ＝lb＝10必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理按力F1的作用效果沿水平向左和竖直向下分解为FN′、FN。如图丙所示，则FN＝F1sinθ以上各式联立解得FN＝5F所以物体D所受压力的大小是F的5倍。[答案]物体D所受压力的大小是F的5倍必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[总结评述]解题基本思路：实际问题――→根据力的作用效果确定分力的方向――→根据平行四边形定则作出平行四边形――→把对力的计算转化为边角的计算数学计算求分力必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理(2012·山东理综)如图所示，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点悬挂一重物M，将两相同木块m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表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高。则()必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理A．Ff变小B．Ff不变C．FN变小D．FN变大[答案]BD必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[解析]将两木块与重物视为整体，竖直方向受力平衡，则2Ff＝(2m＋M)g，故Ff不变，选项A错误；B正确；设OO1与竖直方向夹角为θ，对点O受力分析可知，竖直方向上：2FN1cosθ＝Mg，对木块受力分析可知，水平方向上：FN＝FN1sinθ，两式联立解得FN＝12Mgtanθ，当两板间距离增大时，θ增大，FN增大，选项C错误，D正确。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理命题规律对多力作用的物体进行力的合成时利用正交分解法求解方便、准确，特别是对力分解或合成时三角形不是直角三角形的情景更为实用。考查灵活运用正交分解法解决力的合成与分解，一般是以选择题或计算题形式出现。正交分解法的利用必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理(2012·宁夏银川一中高三月考)如图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为mA＝10kg，mB＝20kg，A、B之间，B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5。一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体B匀速向右拉出，求所加水平力F的大小，并画出A、B的受力分析图。(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理[解析]对A、B的受力分析如下图所示。必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理对A应用平衡条件有，水平方向FTsin37°＝Ff1＝μFN1①竖直方向FTcos37°＋FN1＝mAg②联立①、②两式可得FN1＝3mAg4μ＋3＝60NFf1＝μFN1＝30N对B用平衡条件有，必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理水平方向F＝Ff1′＋Ff2＝Ff1′＋μFN2＝Ff1＋μ(FN1＋mBg)＝2Ff1＋μmBg＝160N。[答案]160N受力分析图见解析必考内容第二章第2讲走向高考·高考一轮总复习·人教版·物理(2012·山东聊城)如图所示，木板A的质量为m，滑块B的质量为M，木板A用绳拴住，绳与斜面平行，B沿倾角为θ的斜面在A木板下匀速下滑。若M＝2m，