2019年高考物理一轮复习 第6讲 力的合成与分解课件 新人教版.ppt

考点分阶突破 高考模拟演练 教师备用习题 考纲解读 第6讲 会用平行四边形定则 三角形定则进行力的合成与分解 会用正交分解法进行力的合成与分解 考点一力的合成 知能必备 1 力的合成 求几个力的的过程 1 合力既可能大于也可能小于任一 2 合力的效果与其所有分力作用的相同 2 运算法则 力的合成遵循定则 合力 分力 共同效果 平行四边形 F1 F2 减小 代数 考向探究 1 二力合成 2017 宜宾一中周考 在如图6 1所示的四图中 滑轮本身的重力忽略不计 滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上 一根轻绳ab绕过滑轮 a端固定在墙上 b端下面挂一个质量都是m的重物 当滑轮和重物都静止时 甲 丙 丁图中杆P与竖直方向夹角均为 乙图中杆P在竖直方向上 假设四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA FB FC FD 则以下判断中正确的是 A FA FB FC FDB FD FA FB FCC FA FC FD FBD FC FA FB FD 图6 1 答案 B 2 三力合成 2017 湖北重点中学联考 某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用 在如图6 2所示的四种情况中 坐标纸中每格边长表示1N的大小的力 该物体所受的合外力大小正确的是 A 甲图中物体所受的合外力大小等于4NB 乙图中物体所受的合外力大小等于2NC 丙图中物体所受的合外力大小等于0D 丁图中物体所受的合外力大小等于0 图6 2 答案 D 答案 AD 4 三角形定则的应用 一物体受到大小分别为F1 F2 F3的三个共点力的作用 其力的矢量关系如图6 4所示 则它们的合力大小是 A 2F1B 2F2C 2F3D F1 F2 F3 图6 4 特别提醒 1 力的分解 求一个力的的过程 1 力的分解是力的合成的 2 力的分解是按照力的进行分解的 2 运算法则 力的分解遵循定则 考点二力的分解 知能必备 分力 逆过程 实际效果 平行四边形 考向探究 例1 2017 云南临沧一中月考 图6 5中按力的作用效果分解正确的是 图6 5 答案 A 变式1 力的分解的多解问题 多选 已知两个共点力的合力的大小为50N 分力F1的方向与合力F的方向成30 角 方向确定 分力F2的大小为30N 则 A F1有两个可能的大小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 变式2 两次分解 多选 2017 宿迁模拟 如图6 6所示 质量均为M的A B两滑块放在粗糙水平面上 两轻杆等长 杆与滑块 杆与杆间均用光滑铰链连接 在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C 整个装置处于静止状态 设杆与水平面间的夹角为 下列说法正确的是 A 当m一定时 越大 轻杆受力越大B 当m一定时 越小 滑块对地面的压力越大C 当 一定时 m越大 滑块与地面间的摩擦力越大D 当 一定时 m越小 轻杆受力越小 图6 6 答案 CD 特别提醒 力的分解中的多解问题 考点三正交分解法 知能必备 1 定义 将已知力按互相的两个方向进行分解的方法 2 建立坐标轴的原则 一般选共点力的作用点为原点 在静力学中 以少分解力和容易分解力为原则 即使尽量多的力在坐标轴上 在动力学中 习惯以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系 垂直 3 正交分解法的基本步骤 1 选取正交方向 正交的两个方向可以任意选取 不会影响研究的结果 但如果选择合理 则解题较为方便 选取正交方向的一般原则 使的矢量落在坐标轴上 平行和垂直于接触面 平行和垂直于运动方向 2 分别将各力沿的两个方向 x轴和y轴 分解 如图6 7所示 3 求分解在x轴和y轴上的各分力的合力Fx和Fy 则有Fx Fy 图6 7 尽量多 正交 F1x F2x F3x F1y F2y F3y 考向探究 例2 2018 西北工大附中月考 如图6 8所示 质量为m的物体置于倾角为 的固定斜面上 物体与斜面之间的动摩擦因数为 先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑 若改用水平推力F2作用于物体上 也能使物体沿斜面匀速上滑 则两次的推力之比F1 F2为 A cos sin B cos sin C 1 tan D 1 tan 图6 8 变式如图6 9所示 放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止 当力F逐渐减小后 下列说法正确的是 A 物体受到的摩擦力保持不变B 物体受到的摩擦力逐渐增大C 物体受到的合力减小D 物体对斜面的压力逐渐减小 图6 9 规律总结 力的合成 分解方法的选取力的效果分解法 正交分解法 合成法都是常见的解题方法 在物体只受三个力的情况下 一般用力的效果分解法 合成法解题较为简单 在三角形中找几何关系 利用几何关系或三角形相似求解 在以下三种情况下 一般选用正交分解法解题 1 物体受三个以上力的情况下 需要多次合成 比较麻烦 2 对某两个垂直方向比较敏感 3 将立体受力转化为平面内的受力 采用正交分解法时 应注意建立适当的直角坐标系 要使尽可能多的力落在坐标轴上 再将没有落在轴上的力进行分解 求出x轴和y轴上的合力 再利用平衡条件或牛顿第二定律列式求解 高考真题 1 2014 全国卷 如图6 10所示 用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上 系统处于平衡状态 现使小车从静止开始向左加速 加速度从零开始逐渐增大到某一值 然后保持此值 小球稳定地偏离竖直方向某一角度 橡皮筋在弹性限度内 与稳定在竖直位置时相比 小球的高度 A 一定升高B 一定降低C 保持不变D 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 图6 10 答案 A 2 多选 2016 全国卷 如图6 11所示 一光滑的轻滑轮用细绳OO 悬挂于O点 另一细绳跨过滑轮 其一端悬挂物块a 另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b 外力F向右上方拉b 整个系统处于静止状态 若F方向不变 大小在一定范围内变化 物块b仍始终保持静止 则 A 绳OO 的张力也在一定范围内变化B 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 图6 11 答案 BD 精选模拟 3 2018 湖北松滋一中月考 如图6 12所示 质量为m的物体静止在倾角为 的斜面上 为了证明它对斜面的压力等于mgcos 必须用到下列哪些知识 力的合成与分解 物体平衡条件 牛顿第三定律A 只需要 B 只需要 C 只需要 D 全部需要 图6 12 答案 BD 解析 重力垂直斜面向下的分力等于mgcos 与垂直斜面向上的支持力为一对平衡力 支持力与压力是一对作用力与反作用力 选项D正确 4 2018 山东潍坊中学期末 某同学做引体向上 开始两手紧握单杠 双臂竖直 身体悬垂 如图6 13所示 接着用力向上拉使下颌超过单杠 身体无摆动 然后使身体下降 最终悬垂在单杠上 下列说法正确的是 A 在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力B 在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力C 若增加两手间的距离 最终悬垂时单臂的拉力变大D 若增加两手间的距离 最终悬垂时单臂的拉力不变 图6 13 5 2018 烟台期中 如图6 14所示 a b间是一根沿水平方向拉直的琴弦 长为L 现用一只弹簧测力计从琴弦的中点竖直向上拉 使琴弦的中点向上发生侧移量d d L 此时弹簧测力计的示数为F 已知弹簧测力计的量程为F0 全部刻度的长度为x0 求 琴弦重力不计 1 弹簧测力计中弹簧的劲度系数 2 此时琴弦中张力的大小 图6 14 1 三个共点力大小分别是F1 F2 F3 关于它们的合力F的大小 下列说法中正确的是 A F大小的取值范围一定是0 F F1 F2 F3B F至少比F1 F2 F3中的某一个大C 若F1 F2 F3 3 6 8 只要适当调整它们之间的夹角 一定能使合力为零D 若F1 F2 F3 3 6 2 只要适当调整它们之间的夹角 一定能使合力为零 答案 C 解析 合力不一定大于分力 选项B错误 三个共点力的合力的最小值能否为零 取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内 由于三个力大小未知 所以三个力的合力的最小值不一定为零 选项A错误 1 三个共点力大小分别是F1 F2 F3 关于它们的合力F的大小 下列说法中正确的是 A F大小的取值范围一定是0 F F1 F2 F3B F至少比F1 F2 F3中的某一个大C 若F1 F2 F3 3 6 8 只要适当调整它们之间的夹角 一定能使合力为零D 若F1 F2 F3 3 6 2 只要适当调整它们之间的夹角 一定能使合力为零 当三个力的大小分别为3a 6a 8a时 其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内 选项C正确 当三个力的大小分别为3a 6a 2a时 不满足上述情况 选项D错误 3 2016 昆明质检 大小分别为F1 F2 F3的三个力恰好围成一个封闭的三角形 且这三个力的大小关系是F1 F2 F3 则如图所示的四个图中 这三个力的合力最大的是 答案 C 解析 由力的三角形定则 A中三力的合力为2F1 B中三力的合力为0 C中三力的合力为2F3 D中三力的合力为2F2 可得2F3最大 选项C正确 4 如图所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图 一根绳绕过两个定滑轮后两端各挂着一个相同质量的重物 与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎 整个装置在同一竖直平面内 如果要增大颈椎所受的拉力 不可采取的办法是 A 只增加绳的长度B 只增加重物的重力C 只将手指向下移动D 只将两个滑轮的悬点相互靠近 答案 A 解析 根据力的合成 颈椎所受的拉力F 2mgcos 增加mg或减小 可以增大F 选项A正确 5 多选 某同学用同一弹簧测力计按图甲 乙两种方式测量某小桶的重力 甲图中系小桶的轻绳较长 下列说法中正确的是 A 甲图中弹簧测力计的示数比乙图中的大B 两图中弹簧测力计的示数一样大C 甲图中绳的拉力比乙图中的大D 乙图中绳的拉力比甲图中的大 答案 BD 解析 由题意可知 弹簧测力计测量小桶的重力 其示数等于小桶的重力 而与绳子的长短无关 故A错误 B正确 对力进行分解时 两等大分力的夹角越小 对应的两分力越小 甲图中绳的拉力之间的夹角小于乙图中的夹角 则甲图中绳的拉力比乙图中的小 故C错误 D正确