2015步步高全书ppt第二章 3课时 力的合成与分解

第二章相互作用第3课时力的合成与分解题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解题组答案1.B2.D3.B考点梳理答案题组扣点4.B5.C1.(1)作用效果合力分力(2)等效替代2.反向延长线3.(1)邻边对角线大小方向(2)首尾合力4.(1)方向平行四边形定则(2)没有算术法则5.(1)分力(2)平行四边形三角形(3)①实际效果题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解考点一共点力的合成1．共点力合成的方法(1)作图法(2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力，是解题的常用方法．2．重要结论(1)二个分力一定时，夹角θ越大，合力越小．(2)合力一定，二等大分力的夹角越大，二分力越大．(3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力．课堂探究题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解【例1】一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图5所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的()A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不确定B．三力的合力有惟一值3F3，方向与F3同向C．三力的合力有惟一值2F3，方向与F3同向D．由题给条件无法求出合力大小F1yF2yF1xF2x解析根据三力的图示，知F1、F2在竖直方向分力的大小均为3个单位，方向相反，在水平方向的分力分别为6个单位和2个单位，方向与F3方向相同．根据正交分解法求合力的思想知，3个力的合力为12个单位，与F3的方向相同，大小是F3的3倍，即F合＝3F3.选项B正确．B课堂探究图5题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解【突破训练1】如图6所示，一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮，两端系在高度相等的A、B两点，滑轮下挂一物体，不计轻绳和轻滑轮之间的摩擦．保持A固定不动，让B缓慢向右移动，则下列说法正确的是()A．随着B向右缓慢移动，绳子的张力减小B．随着B向右缓慢移动，绳子的张力不变C．随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力变大D．随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力不变GFFTFTD课堂探究图6题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解考点二几种特殊情况下的力的合成问题1．两分力F1、F2互相垂直时(如图7所示)：图7F合＝F21＋F22，tanθ＝F2F1.课堂探究题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解2．两分力大小相等，即F1＝F2＝F时(如图8所示)：图8F合＝2Fcosθ2.3．两分力大小相等，夹角为120°时，可得F合＝F.课堂探究题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解【例2】如图9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1.0×105N，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5.0×104NB．此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105NC．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解析把压力分解，得到此时两臂受到的压力大小均为1.0×105N，由牛顿第三定律，千斤顶对汽车的支持力为1.0×105N，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．D课堂探究图9题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解【突破训练2】小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图10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θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是()A．当θ为120°时，F＝GB．不管θ为何值，F＝G2C．当θ＝0°时，F＝G2D．θ越大，F越小ACGFFTFT课堂探究图10题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解考点三力分解的两种常用方法1．按力的效果进行分解：(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的方向画出平行四边形；(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小．2．正交分解法(1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．(2)建立坐标轴的原则：以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)．课堂探究题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解oxy甲G1FF1课堂探究【例3】所受重力G1＝8N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2＝100N的木块上，木块静止于倾角为θ＝37°的斜面上,如图11所示．求：木块与斜面间的摩擦力大小和木块所受斜面的弹力大小．解析对P点进行受力分析，建立如图甲所示的坐标系.由水平方向和竖直方向列方程得F=F1sin37°G1=F1cos37°联立解得F=G1tan37°=8×34N=6N图11题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解xy37°G2FFNFf课堂探究对G2进行受力分析,建立如图乙所示的坐标系.平行斜面方向上，Fcosθ+G2sinθ=Ff解得摩擦力Ff=6×0.8N+100×0.6N=64.8N垂直斜面方向上,Fsinθ+FN=G2cosθ解得弹力FN=100×0.8N-6×0.6N=76.4N【例3】所受重力G1＝8N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2＝100N的木块上，木块静止于倾角为θ＝37°的斜面上,如图11所示．求：木块与斜面间的摩擦力大小和木块所受斜面的弹力大小．图11题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解6．实际问题模型化后的合成与分解把力按实际效果分解的一般思路: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物理抽象作出平行四边形把对力的计算转化为对边、角的计算数学计算（求分力）学科素养培养题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解【例4】如图12所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为θ，当竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？F1F2FF1′F1〞解析把竖直向下的力F沿两杆OA、OB方向分解，如图所示，可求出作用于滑块上斜向下的力为：F1＝F2＝F2cosθ2将F1沿竖直方向和水平方向分解，如图所示，考虑到滑块不受摩擦力，细线上的张力等于F1在水平方向上的分力F1′，即：F1′＝F1cosπ－θ2＝F1sinθ2解得：F1′＝F2tanθ2学科素养培养图12题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解1．(2013·重庆理综·1)如图13所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()图13A．GB．GsinθC．GcosθD．GtanθA高考题组12模拟题组345高考模拟题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解2.(2012·山东理综·17)如图14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()A．Ff变小B．Ff不变C．FN变小D．FN变大(M+2m)g2FfFNFNF2FTF1mgFNF1Ff整体研究根据平衡条件有2Ff＝(M＋2m)g，即Ff＝M＋2mg2，与两挡板间距离无关，故挡板间距离稍许增大后，Ff不变，所以选项A错误，选项B正确将绳的张力FT沿OO1、OO2两个方向分解为F1、F2，则F1＝F2＝FT2cosθ，当挡板间距离稍许增大后，FT不变，θ变大，cosθ变小，故F1变大选左边木块m为研究对象，其受力情况如图根据平衡条件得FN＝F1sinθ，当两挡板间距离稍许增大后，F1变大，θ变大，sinθ变大，因此FN变大，故选项C错误，选项D正确．高考题组12模拟题组345高考模拟图14题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解3．已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N．则()A．F1的大小是唯一的B．F2的方向是唯一的C．F2有两个可能的方向D．F2可取任意方向解析由F1、F2和F的矢量三角形图可以看出：当F2＝F20＝25N时，F1的大小才是唯一的，F2的方向才是唯一的．因F2＝30NF20＝25N，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．C高考题组12模拟题组345高考模拟题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解4．如图15所示，将两根劲度系数均为k，原长均为L的轻弹簧，一端固定于水平天花板上相距为2L的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°.若将物体的质量变为M，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，则Mm等于()A.932B.916C.38D.34解析在题图甲中，设弹簧长为x1，则由题意知x1sin37°＝L，所以x1＝53L同理在题图乙中，有x2cos37°＝L，所以x2＝54L.在题图甲中，弹簧弹力F1＝k(x1－L)＝23kL在图题乙中，F2＝k(x2－L)＝14kL在题图甲中，由力的合成知：2F1cos37°＝mg在题图乙中，2F2sin37°＝Mg，所以Mgmg＝2F2sin37°2F1cos37°＝932，即Mm＝932，选项A正确．A高考题组12模拟题组345高考模拟图15题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解5．如图16所示，重力为G的小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使轻绳保持偏离竖直方向60°角且不变，当F与竖直方向的夹角为θ时F最小，则θ、F的值分别为()A．0°，GB．30°，32GC．60°，GD．90°，12G解析分解小球重力．沿绳OA的分力方向确定，另一方向不确定，但由三角形定则可看出，另一分力F′的大小与θ角的大小有关．由数学知识可知，当F′的方向与绳OA垂直时F′最小，力F最小．所以θ＝30°，Fmin＝Gcos30°＝32G，故B正确．B高考题组12模拟题组345高考模拟图16题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟第3课时力的合成与分解再见