安徽省高中物理总第一轮复习 第2章2力的合成与分解课件 新人教版

2 2 力的合成与分解力的合成与分解 如图如图225所示，所示，2008北京奥运会上中国选手北京奥运会上中国选手曹磊毫无悬念地以总成绩曹磊毫无悬念地以总成绩282kg轻取金牌赛前曹磊轻取金牌赛前曹磊在一次训练中举起在一次训练中举起125kg的杠铃时，两臂成的杠铃时，两臂成120，此时曹磊沿手臂向上撑的力此时曹磊沿手臂向上撑的力F及曹磊对地面的压力及曹磊对地面的压力N的大小分别是的大小分别是(假设她的体重为假设她的体重为75kg，g取取10m/s2)() AF=1250N，FN=2000N BF=1250N，FN=3250N CF=625N，FN=2000N DF=722N，FN=2194N1.力的合成、合力和分力的关系力的合成、合力和分力的关系图图225 解析：解析：对运动员和杠铃，整体处于平衡，对运动员和杠铃，整体处于平衡，有：有：FN=m人人g+m杠杠g=2000N； 对杠铃，受力如图所示，对杠铃，受力如图所示， 杠铃处于平衡，所以，杠铃处于平衡，所以，2Fcos60=m杠杠g 可得：可得：F=m杠杠g=1250N. A正确正确 点评：点评：根据题给条件手臂伸直后所受力根据题给条件手臂伸直后所受力沿手臂方向，故可知杠铃受到三个力的作用，沿手臂方向，故可知杠铃受到三个力的作用，而两手对杠铃的作用力的合力与杠铃的重力相而两手对杠铃的作用力的合力与杠铃的重力相平衡平衡 （2009山东泰安一模）如图2-2-6所示，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为F1，沿-y方向，大小未知的力F2与+x方向夹角为，下列说法正确的是( )A.力F3只能在第二象限B.力F3可能在第三象限的任意方向上C.力F3与F2夹角越小，则F3与F2的合力越小D.F3的最小值F1cos图图226D2.按照力的作用效果分解力按照力的作用效果分解力 如图如图227所示，在倾角为所示，在倾角为q q的斜面上有一的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面间搁有一个重为块竖直放置的挡板，在挡板和斜面间搁有一个重为G的光滑圆球，试求该球对斜面的压力和对挡板的的光滑圆球，试求该球对斜面的压力和对挡板的压力压力图图227 解析：解析：对小球的重力按作用效果分解，如图对小球的重力按作用效果分解，如图可得可得F1=Gtanq q，F2=G/cosq q 点评：点评：在进行力的分解时，要先弄清楚这在进行力的分解时，要先弄清楚这个力的作用效果，然后根据作用效果确定分力个力的作用效果，然后根据作用效果确定分力的方向，重力产生两个效果：一是压斜面；二的方向，重力产生两个效果：一是压斜面；二是压挡板是压挡板3.用图解法分析动态变化问题（2009山东威海一中）如图2-2-8所示，在固定于地面的光滑斜面上垂直安放一个挡板，截面为 圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态.图图22814现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中( )A.F1缓慢增大，F2缓慢增大B.F1缓慢增大，F2缓慢减小C.F1缓慢减小，F2缓慢增大D.F1缓慢减小，F2不变 以甲、乙为整体，分析沿斜面方向上系统受到的外力有：两者重力分力（M+m)gsin、F及挡板对乙的弹力F1，则有F1=(M+m)gsin+F;在垂直斜面方向上有：F2=(M+m)gcos,保持不变，乙受力如图，由图可知F1缓慢减小，故正确选项为D. 点评：点评：物体受同一平面内三个互不平行的物体受同一平面内三个互不平行的力作用而平衡时，如果这三个力的矢量箭头首力作用而平衡时，如果这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法求得未知力为零，利用三角形法求得未知力 如图如图229所示，一个重为所示，一个重为G的匀质球的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为放在光滑斜面上，斜面倾角为a a，在斜面上有一光，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态今使板与斜面的夹角态今使板与斜面的夹角b b缓慢增大，问：在此过缓慢增大，问：在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？图图229 解析：解析：取球为研究对象，如图甲所示，球受重力取球为研究对象，如图甲所示，球受重力G，斜面支持力斜面支持力F1，挡板支持力，挡板支持力F2.因球始终处于平衡状态，因球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，将三个力构成封闭的矢量三故三个力的合力始终为零，将三个力构成封闭的矢量三角形角形F1的方向不变，始终与斜面垂直的方向不变，始终与斜面垂直F2的大小、方的大小、方向均改变，随着挡板逆时针转动时，向均改变，随着挡板逆时针转动时，F2的方向也逆时针的方向也逆时针转动，动态矢量三角形转动，动态矢量三角形(如图乙所示如图乙所示)中，画出的一系列虚中，画出的一系列虚线表示变化的线表示变化的F2，由此可知，由此可知，F2先减小后增大，先减小后增大，F1随随b b增增大而始终减小大而始终减小 4.运用力的分解和合成分析判断物体的临界状态或计算极值 三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图2-2-10所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳是( )图图2210A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB，也可能是OC 由于重物重力作用使细绳OC对O点有向下的拉力FC，大小等于重物的重力，拉力FC有两个效果，一是产生拉细绳OA的拉力FA(大小等于OA承受的拉力)，二是产生拉细绳OB的拉力FB(大小等于OB承受的拉力)，作出FC的分解图如图所示.从图中可以看出，FA最大，即若逐渐增加C端所挂物体的质量，细绳OA最先断.答案：A 点评：点评：若此题变形为一个物体受到三个力若此题变形为一个物体受到三个力(或或可等效为三个力可等效为三个力)而平衡，其中一个力的大小和方而平衡，其中一个力的大小和方向是确定的向是确定的(如重力如重力)而另一个力的方向始终不变，而另一个力的方向始终不变，第三个力的大小和方向都可改变问第三个力取第三个力的大小和方向都可改变问第三个力取什么方向这个力有最小值当第三个力的方向跟什么方向这个力有最小值当第三个力的方向跟第二个力垂直时，有最小值，这一规律搞清楚后，第二个力垂直时，有最小值，这一规律搞清楚后，运用作图法或计算法就比较方便了运用作图法或计算法就比较方便了 易错题：易错题：起重机的钢丝绳子上系着一个重起重机的钢丝绳子上系着一个重G的物体，绳子的拉力为的物体，绳子的拉力为F，则，则() A物体静止时，物体静止时，F1=G B物体以物体以0.1米米/秒匀速上升时，秒匀速上升时，F2G C物体以物体以0.2米米/秒匀速上升时，秒匀速上升时，F3F2 D物体水平匀速移动时，物体水平匀速移动时，F4G 错解：错解：B、C、D 错解分析：错解分析：选选B、C的认为：速度越大，的认为：速度越大，重力和拉力的合力为重力和拉力的合力为FG也越大，有也越大，有F3F2G的错误结论选的错误结论选D的认为：物体水平匀速移动的认为：物体水平匀速移动时，绳子拉力也应大于重力时，绳子拉力也应大于重力 正解：正解：上面四种情况，物体都是处于平衡上面四种情况，物体都是处于平衡状 态 ， 拉 力 都 与 重 力 大 小 相 等 ， 有状 态 ， 拉 力 都 与 重 力 大 小 相 等 ， 有F1=F2=F3=F4.选项选项A正确正确 点评：点评：只有在匀速直线运动时，上面的结论只有在匀速直线运动时，上面的结论才是正确的如果物体加速上升或减速下降，有才是正确的如果物体加速上升或减速下降，有拉力大于重力，即拉力大于重力，即FG；如果物体加速下降或减；如果物体加速下降或减速上升，则有拉力小于重力，即速上升，则有拉力小于重力，即FG.分析受力时分析受力时需要明确题意，千万不能凭主观想象去猜需要明确题意，千万不能凭主观想象去猜