备战2020年高考物理 一遍过考点06 力的合成与分解（含解析）

力的合成与分解一、力的合成1合力与分力（1）定义：如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力。（2）逻辑关系：合力和分力是一种等效替代关系。2共点力：作用在物体上的力的作用线或作用线的反向延长线交于一点的力。3力的合成的运算法则（1）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的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线（在两个有向线段F1、F2之间）就表示合力的大小和方向，如图甲所示。（2）三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地画出，把F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力的大小和方向，如图乙所示。4力的合成方法及合力范围的确定（1）共点力合成的方法作图法计算法：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。（2）合力范围的确定两个共点力的合力范围：|F1F2|FF1+F2，即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小。当两个力反向时，合力最小，为|F1F2|；当两个力同向时，合力最大，为F1+F2。三个共点力的合成范围A最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax=F1+F2+F3。B最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力的最小值为零，即Fmin=0；如果不能，则合力的最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力和的绝对值，即Fmin=F1|F2+F3|（F1为三个力中最大的力）。（3）解答共点力的合成问题时的两点注意合成力时，要正确理解合力与分力的大小关系。合力与分力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势。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的和与第三个较大的力之差。二、力的分解1概念：求一个力的分力的过程。2遵循的原则：平行四边形定则或三角形定则。3力的分解方法（1）力的效果分解法根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；再根据两个实际分力的方向画出平行四边形；最后由平行四边形和数学知识求出两个力的大小。（2）按问题的需要进行分解已知合力F和两个分力的方向，可以唯一地作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解是唯一的。已知合力F和一个分力的大小与方向，力F的分解也是唯一的。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：AF2Fsin 时无解。BF2=Fsin 或F2F时有一组解。CFsin F20，a0B匀加速直线运动中，v0C匀减速直线运动中，v0D匀减速直线运动中，v0，ax乙B甲、乙两物体运动的位移大小均为50 m，这两个物体的位移必定相同C温度计读数有正有负，所以温度也是矢量D温度计读数的正负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量3（2019广东省普通高中学业水平）一物体只受到两个共点力的作用，力的大小分别为10 N和20 N，物体受到的合力大小可能为A0B5 NC25 ND35 N4如图，在水平晾衣杆（可视为光滑杆）上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆。随着细杆位置的不同，细杆上边两侧床单间夹角(150)将不同。设床单重力为G，晾衣杆所受压力大小为N，下列说法正确的是A当=60时，N=GB当=90时，N=GC只有当=120时，才有N=GD无论取何值，都有N=G5（2019湖南省安乡县第五中学高三月考）几个共点力作用在一个物体上，使物体处于平衡状态，下列说法正确的是几个力的合力一定为零，各个力在任意方向上分力的合力也为零合力一定为零，但故Fx、Fy不一定为零其中任意一个力的大小一定与其它几个力的合力大小相等，而方向相反只改变一个力的大小或方向，物体的状态可能不变A B C D 6两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角固定不变，使其中一个力增大，则A合力F一定增大B合力F的大小可能不变C合力F可能增大，也可能减小D当090时，合力F可能减小7（2019北京市顺义区高考一模）如图，通过细绳栓在一重物上的氢气球，在水平向右的风力作用下处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为已知风力大小正比于风速，则当风速改变时，始终保持不变的是A细绳与竖直方向的夹角B细绳对重物的拉力C地面对重物的摩擦力D地面对重物的支持力8（2019河北省辛集中学高二期中）生活中的物理知识无处不在，如图所示是我们衣服上的拉链的一部分，在把拉链拉合的时候，我们可以看到有个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接拉合的拉链很容易地拉合，关于其中的物理原理以下说法正确的是A在拉开拉链的时候，三角形的物体增大了分开两拉链的力B在拉开拉链的时候，三角形的物体只是为了将拉链分开并没有增大分开的力C合上拉链时，三角形的物体减小了的合上拉链的力D合上拉链时，三角形的物体增大了的合上拉链的力9（2019新课标全国卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为A150 kgB kgC200 kgDkg10（2014山东卷）如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木反拉力的大小，则维修后AF1不变，F2变大 BF1不变，F2变小CF1变大，F2变大 DF1变小，F2变小11（2013广东卷）如图所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上，则AP向下滑动 BP静止不动CP所受的合外力增大 DP与斜面间的静摩擦力增大1D【解析】匀加速直线运动中，若取初速度v0方向为正，则肯定存在，AB错误。匀减速直线运动中，若取初速度v0方向为正，可能存在或者，所以D正确。2D【解析】在矢量中，正负表示方向，不表示大小，故x甲x乙，故A错；位移为矢量，既有大小，又有方向，大小相同，方向不一定就一样，故两矢量不一定相同，B错；CD两选项中，温度计读数的正负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量，D对，C错。3C【解析】由平行四边形定则可知10 N和20 N的两个力的合力的大小范围应该是10 N合30 N，所以可能的是25 N，不可能为0，5 N或35 N，故选项C正确，A、B、D错误。4D【解析】对晾衣杆受力分析，被子对杆两相等的对称的支持力，由于被子处于平衡，则两支持力的合力等于重力，则根据牛顿第三定律知，无论夹角取何值都有N=G，故A、B、C错误，D正确。5D【解析】物体处于平衡状态时，合力为零，根据正交分解法，各个力在任意方向上分力的合力也为零，否则物体的合力一定不为零。故正确。物体处于平衡状态时，合力一定为零，由正交分解法得到，根据数学知识得知，Fx、Fy一定都为零。故错误。根据平衡条件的推论可知，物体平衡时，任意一个力的大小一定与其它几个力的合力大小相等，方向相反。故正确。物体原来处于平衡状态，只改变一个力的大小或方向，物体的合力将不为零，状态一定改变。故错误。故选D。6BC【解析】设两共点力Fa、Fb之间的夹角为钝角，由图示平行四边形可知，当Fa逐渐增大为Fa1、Fa2、Fa3时，其合力由原来的F1变为F2、F3、F4，它们可能小于F1、可能等于F1，可能大于F1，故A错误，BC正确。当090时，随着其中的一个力增大，合力一定增大，D错误。7D【解析】对气球受力分析，受重力、浮力、细线的拉力和水平风力，如图所示，根据平衡条件，有：TsinF，F浮Tcosmg0，解得：，正切值为：，可知拉力随着风力的增加而增加，而细线对物体的拉力等于细线对气球的拉力，细绳与竖直方向的夹角随着风力的增加而增加，故AB错误；对气球和重物整体受力分析，受重力（M+m）g、浮力F浮、支持力N、风力F和摩擦力f，根据平衡条件，有：N（M+m）gF浮，fF，可知地面对重物的支持力不变，地面对重物的摩擦力随着风力的变化而变化，故C错误，D正确。8AD【解析】在拉开拉链的时候，三角形物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形物体上产生了两个分力，分力的大小大于拉力的大小，即三角形的物体增大了分开两拉链的力，所以将拉链很容易拉开，故A正确，B错误；合上拉链时，三角形的物体增大了的合上拉链的力，故C错误，D正确。9A【解析】T=f+mgsin，f=N，N=mgcos，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意10A【解析】前后两次木板始终处于静止状态，因此前后两次木板所受合力F1都等于零，保持不变，CD错误；绳子剪去一段后长度变短，悬挂木板时绳子与竖直方向夹角变大，将力沿水平方向和竖直方向正交分解，在竖直方向上，而物体的重力不变，因此单根绳的拉力变大，A正确，B错误。11BD【解析】由于物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P重力，整体法分析受力知，P仍静止不动，P与斜面间的静摩擦力增大，故BD正确。13