【步步高】2020年高考物理大一輪 第二章 第3課時(shí) 力的合成與分解　受力分析 新人教版必修1

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1、第3課時(shí)力的合成與分解受力分析 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.會(huì)用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成與分解.2.會(huì)用正交分解法進(jìn)行力的合成與分解.3.學(xué)會(huì)進(jìn)行受力分析的一般步驟和方法一、力的合成 基礎(chǔ)導(dǎo)引1有兩個(gè)力，一個(gè)是10 N，一個(gè)是2 N，它們的合力有可能等于5 N、10 N、15 N嗎？合力的最大值是多少？最小值是多少？2兩個(gè)力互成30角，大小分別是90 N和120 N通過作圖求出合力的大小和方向如果 這兩個(gè)力的大小不變，兩力間的夾角變?yōu)?50，通過作圖求出合力的大小和方向3.兩個(gè)力F1和F2間的夾角為，兩力的合力為F.以下說法是否正確？(1)若F1和F2大小不變，角越小，合力F就越大(2)合力F總比分力F1

2、和F2中的任何一個(gè)力都大(3)如果夾角不變，F(xiàn)1大小不變，只要F2增大，合力F就必然增大知識(shí)梳理1合力與分力(1)定義：如果一個(gè)力的_跟幾個(gè)力共同作用的效果相同，這一個(gè)力就叫那幾個(gè)力的_，那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的_(2)邏輯關(guān)系：合力和分力是一種_關(guān)系2共點(diǎn)力：作用在物體上的_或作用線的_交于一點(diǎn)的力3力的合成：求幾個(gè)力的_的過程或方法4力的合成(1)平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向線段為_作平行四邊形，平行四邊形的_(在兩個(gè)有向線段F1、F2之間)就表示合力的_和_，如圖1甲所示(2)三角形定則：求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1、F2的合力，可以把表示

3、F1、F2的線段_順次相接地畫出，把F1、F2的另外兩端連接起來，則此連線就表示_的大小和方向，如圖乙所示圖1：兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的合力隨兩力的夾角如何變化？合力的最大值與最小值分別為多大？二、力的分解基礎(chǔ)導(dǎo)引1一個(gè)豎直向下的180 N的力分解為兩個(gè)分力，一個(gè)分力在水平方向上且等于240 N，求另一個(gè)分力的大小和方向2已知力F的大小和方向，在以下三種條件下(如圖2所示)，通過作圖求兩個(gè)分力F1和F2.(1)圖甲，已知兩個(gè)分力的方向，即圖中和，求兩力的大小(2)圖乙，已知分力F1的大小和方向，求另一個(gè)分力F2的大小和方向(3)圖丙，已知F1的方向和F2的大小，求F1的大小和F2的方向以上三種情

4、況的解是否都是唯一的？圖2知識(shí)梳理1概念：求一個(gè)力的_的過程2遵循的原則：_定則或_定則3分解的方法(1)按力產(chǎn)生的_進(jìn)行分解(2)_分解：合力一定大于分力嗎？三、受力分析基礎(chǔ)導(dǎo)引畫出下列物體A(均處于靜止?fàn)顟B(tài))所受力的示意圖知識(shí)梳理1定義：把指定物體(或研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都分析出來，并畫出物體_的示意圖的過程2受力分析的一般順序 先分析_(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)，再分析_(彈力、摩擦力)，最后分X其他力.考點(diǎn)一力的分解方法考點(diǎn)解讀1按力的實(shí)際效果分解按力的實(shí)際效果求分力的方法：先根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向，再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力的方向畫出平行四邊形，并由平

5、行四邊形定則求出兩個(gè)分力的大小2按問題的需要進(jìn)行分解(1)已知合力的大小和方向以及兩個(gè)分力的方向，可以唯一地作出力的平行四邊形，對(duì)力F進(jìn)行分解，其解是唯一的(2)已知合力和一個(gè)分力的大小與方向，力F的分解也是唯一的(3)已知一個(gè)分力F1的方向和另一個(gè)分力F2的大小，對(duì)力F進(jìn)行 分解，則有三種可能(F1與F的夾角為)如圖3所示：圖3F2Fsin 時(shí)無解F2Fsin 或F2F時(shí)有一組解Fsin F2F時(shí)有兩組解典例剖析例1 如圖4所示，用一根長(zhǎng)1 m的輕質(zhì)細(xì)繩將一幅質(zhì)量為1 kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上，已知繩能承受的最大張力為10 N，為使繩 不斷裂，畫框上兩個(gè)掛釘?shù)拈g距最大為(g取10 m/s2

6、) ()圖4A. m B. mC. m D. m思維突破把力按實(shí)際效果分解的一般思路：跟蹤訓(xùn)練1如圖5所示，30，裝置的重力和摩擦力均不計(jì)，若用F100 N的水平推力使滑塊B保持靜止，則工件受到的向上的彈力多大？圖5例2F1、F2是力F的兩個(gè)分力若F10 N，則下列不可能是F的兩個(gè)分力的是()AF110 N，F(xiàn)210 N BF120 N，F(xiàn)220 NCF12 N，F(xiàn)26 N DF120 N，F(xiàn)230 N跟蹤訓(xùn)練2關(guān)于一個(gè)力的分解，下列說法正確的是 ()A已知兩個(gè)分力的方向，有唯一解B已知兩個(gè)分力的大小，有唯一解C已知一個(gè)分力的大小和方向，有唯一解D已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力方向，有唯一解考

7、點(diǎn)二正交分解法考點(diǎn)解讀1定義：把各個(gè)力沿相互垂直的方向分解的方法用途：求多個(gè)共點(diǎn)力的合力時(shí)，往往用正交分解法2步驟：如圖6所示，(1)建立直角坐標(biāo)系通常選擇共點(diǎn)力的作用 點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立x、y軸讓盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上(2)把不在坐標(biāo)軸上的各力向坐標(biāo)軸進(jìn)行正交分解圖6(3)沿著坐標(biāo)軸的方向求合力Fx、Fy.(4)求Fx、Fy的合力，F(xiàn)與Fx、Fy的關(guān)系式為：F.方向?yàn)椋簍an Fy/Fx典例剖析例3物塊靜止在固定的斜面上，斜面傾角為，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力

8、增大的是 ()思維突破應(yīng)用正交分解法須注意：(1)一般用于三個(gè)以上的力作用時(shí)(2)選取坐標(biāo)軸時(shí)應(yīng)做到盡量讓更多的力落在坐標(biāo)軸上，盡量少的分解力跟蹤訓(xùn)練3風(fēng)箏(圖7甲)借助于均勻的風(fēng)對(duì)其作用力和牽線對(duì)其拉力的作用，才得以在空中處于平衡狀態(tài)如圖乙所示，風(fēng)箏平面AB與地面夾角為30，風(fēng)箏質(zhì)量為300 g，求風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力的大小(風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面相垂直，g取10 m/s2)圖7考點(diǎn)三物體的受力分析考點(diǎn)解讀1受力分析在中學(xué)物理中具有相當(dāng)重要的地位，無論是牛頓運(yùn)動(dòng)定律，還是機(jī)械能守恒、電場(chǎng)、磁場(chǎng)問題都離不開受力分析，解決上述問題的基礎(chǔ)是對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析2正確選取研究對(duì)象是受力分析的關(guān)鍵

9、受力分析的對(duì)象可以是一個(gè)物體或物體的一部分，也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)，還可以是某一個(gè)結(jié)點(diǎn)或交點(diǎn)典例剖析圖8例4一傾角為30的斜劈放在水平地面上，一物體沿斜劈勻速 下滑現(xiàn)給物體施加如圖8所示的力F，F(xiàn)與豎直方向夾角為 30，斜劈仍靜止，則此時(shí)地面對(duì)斜劈的摩擦力 ()A大小為零 B方向水平向右C方向水平向左 D無法判斷大小和方向思維突破受力分析的基本思路跟蹤訓(xùn)練4如圖9所示，物體A靠在傾斜的墻面上，在與墻面和B垂直的力F作用下，A、B保持靜止，試分析A、B兩物體受力的個(gè)數(shù)A組合力與分力間的關(guān)系1互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力，有關(guān)它們的合力與分力關(guān)系的下列說法中，正確的是 ()A合力的大小一定大于小的分力

10、、小于大的分力B合力的大小隨分力間夾角的增大而增大C合力的大小一定大于任意一個(gè)分力D合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力2下列關(guān)于合力的敘述中正確的是 ()A合力是原來幾個(gè)力的等效代替，合力的作用效果與分力的共同作用效果相同B兩個(gè)力夾角為(0)，它們的合力隨增大而增大C合力的大小總不會(huì)比分力的代數(shù)和大D不是同時(shí)作用在同一物體上的力也能進(jìn)行力的合成的運(yùn)算B組按力的實(shí)際作用效果分解力圖103小明想推動(dòng)家里的衣櫥，但使出了很大的力氣也沒推動(dòng)， 于是他便想了個(gè)妙招，如圖10所示，用A、B兩塊木板，搭 成一個(gè)底角較小的人字形架，然后往中央一站，衣櫥居然 被推動(dòng)了！下列說法正確的是 ()A這是不

11、可能的，因?yàn)樾∶鞲緵]有用力去推衣櫥B這是不可能的，因?yàn)闊o論如何小明的力氣也沒那么大C這有可能，A板對(duì)衣櫥的推力有可能大于小明的重力D這有可能，但A板對(duì)衣櫥的推力不可能大于小明的重力C組正交分解法的應(yīng)用圖114. 一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B(中央有孔)，A、B間由細(xì)繩連接著，它們處于如圖11所示位置時(shí)恰好都 能保持靜止?fàn)顟B(tài)此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，與水平線成30角，已知B球的質(zhì)量為3 kg，求細(xì)繩對(duì)B球的拉力和A球的質(zhì)量mA.(g10 m/s2)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(限時(shí)：30分鐘)圖11 如圖1所示，有2n個(gè)大小都為F的共點(diǎn)力，沿著頂

12、角為120的圓錐體的母線方向，相鄰兩個(gè)力的夾角都是相等的則這2n個(gè) 力的 合力大小為 ()A2nF BnFC2(n1)F D2(n1)F2如圖2所示，將足球用網(wǎng)兜掛在光滑的墻壁上，設(shè)繩對(duì)球的拉力為F1，墻壁對(duì)球的支持力為F2，當(dāng)細(xì)繩長(zhǎng)度變短時(shí) ()AF1、F2均不變BF1、F2均增大CF1減小，F(xiàn)2增大圖2DF1、F2均減小3如圖3所示，斜面小車M靜止在光滑水平面上，一邊緊貼墻壁若再在斜面上加一物體m，且M、m相對(duì)靜止，此時(shí)小車受力個(gè)數(shù)為 ()圖3A3 B4 C5 D64作用于O點(diǎn)的三力平衡，設(shè)其中一個(gè)力的大小為F1，沿y軸正方向，力F2大小未知，與x軸負(fù)方向夾角為，如圖4所示，下列關(guān)于第三個(gè)

13、力F3的判斷正確的是 ()A力F3只能在第象限圖4B力F3與F2夾角越小，則F2和F3的合力越小CF3的最小值為F1cos D力F3在第象限的任意區(qū)域5如圖5所示是某同學(xué)為頸椎病人設(shè)計(jì)的一個(gè)牽引裝置的示意圖，一根繩 繞過兩個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪，兩端各掛著一個(gè)相同的重物，與動(dòng)滑輪 相連的帆布帶拉著病人的頸椎(圖中是用手指代替頸椎做實(shí)驗(yàn))，整個(gè)裝 圖5置在同一豎直平面內(nèi)如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是 ()只增加繩的長(zhǎng)度只增加重物的重量只將手指向下移動(dòng) 只將手指向上移動(dòng)A B C D6三個(gè)共點(diǎn)力大小分別是F1、F2、F3，關(guān)于它們的合力F的大小，下列說法中正確的是 ()AF大小的取值范圍一

14、定是0FF1F2F3BF至少比F1、F2、F3中的某一個(gè)大C若F1F2F3368，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零D若F1F2F3362，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零7兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖6所示，OA、OB與水平面的夾角分別為30、60，M、m均處于靜止?fàn)?態(tài)則 ()A繩OA對(duì)M的拉力大小大于繩OB對(duì)M的拉力圖6B繩OA對(duì)M的拉力大小等于繩OB對(duì)M的拉力Cm受到水平面的靜摩擦力大小為零Dm受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左8如圖7所示，水平細(xì)桿上套一環(huán)A，環(huán)A與球B間用一輕繩相連，質(zhì)量分別為mA、mB，由于B球受到風(fēng)力作用，環(huán)A與球B一起向右

15、勻速運(yùn)動(dòng)已知細(xì)繩與豎直方向的夾角為.則下列說法圖7中正確的是 ()A風(fēng)力增大時(shí)，輕質(zhì)繩對(duì)球B的拉力保持不變B球B受到的風(fēng)力F大小等于mBgtan C桿對(duì)環(huán)A的支持力隨著風(fēng)力的增加而增加D環(huán)A與水平細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為復(fù)習(xí)講義基礎(chǔ)再現(xiàn)一、基礎(chǔ)導(dǎo)引1.只有可能等于10 N12 N8 N2.3(1)正確(2)錯(cuò)誤(3)錯(cuò)誤知識(shí)梳理1.(1)作用效果合力分力(2)等效替代2.力的作用線反向延長(zhǎng)線3合力4.(1)鄰邊對(duì)角線大小方向(2)首尾合力思考：兩個(gè)力大小不變時(shí)，其合力隨兩分力夾角的增大而減??；當(dāng)兩力反向時(shí)，合力最小，為|F1F2|；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1F2.二、基礎(chǔ)導(dǎo)引1.300 N，方向與豎直線夾角為arctan 2.甲、乙兩種情況的解是唯一的，而丙有兩解知識(shí)梳理1.分力2.平行四邊形三角形3.(1)實(shí)際效果(2)正交思考：合力可能大于分力，也可能等于或小于分力三、基礎(chǔ)導(dǎo)引知識(shí)梳理1.受力2.場(chǎng)力接觸力課堂探究例1A跟蹤訓(xùn)練1100 N例2C跟蹤訓(xùn)練2AC例3D跟蹤訓(xùn)練34.6 N例4A跟蹤訓(xùn)練4A受5個(gè)力，B受4個(gè)力分組訓(xùn)練1D2.AC3.C460 N6 kg課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練1B2B3B4C5B6C7.D8B