2019版高考物理创新大一轮复习教科版文档:第二章第2讲力的合成与分解Word版含答案.doc.pdf
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1、第 2讲力的合成与分解 过好双基关 回扣基础知识训练Sttfi目 一、力的合成 1.合力与分力 (1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力 的合力 , 那几个力叫做这一个力的分力. (2)关系:合力与分力是等效替代关系. 2.共点力 作用在物体的同一点, 或作用线的延长线交于一点的几个力. 如圈1均为共点力 . “叹 图1 3.力的合成 (1)定义:求几个力的合力的过程. (2)运算法则平行叫边形定则:求两个互成角度的分力的合力,可以用表示这两个力的线段为 Hi垫作平 行四边形,这两个邻边之间的过息缝就表示合力的大小和方向. 如图2甲所示,6、心为
2、分力, F 为合力. 图2 三角形走则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的直西线段 为合矢呈 . 如阁乙,F 、厂 2为分力, F为合力. 【自测1】( 多选) 关于几个力及其合力,下列说法正确的是() A.合力的作用效果跟原来几个力共冋作用产生的效果相冋 B.合力与原來那儿个力同时作用在物体上 C.合力的作用可以替代原來那几个力的作川 G D.求几个力的合力遵循平行网边形定则 答案ACD 【自测2】教材P64第4题改编 ( 多选) 两个力6和间的夹角为氏两力的合力为E以下说法 正确的 是() A.若尺和厂 2大小不变,6角越小,合力F就越大 B.合力F总比分力K和
3、厂 2屮的任何一个力都大 C.如果夹角67不变,门大小不变,只要厂 2增大,合力F就必然增大 D.合力F的作用效果与两个分力尺和馬共同产生的作用效果是相同的 答案AD 二、力的分解 1.定义:求一个力的分力的过程. 力的分解是力的合成的逆运算. 2.遵循的原则 (1)平行四边形定则.(2)三角形定则 . 3.分解方法 (1)效果分解法 . 如阁3所示,物体重力G的两个作用效果,一是使物体沿斜而下滑,二是使物体 压紧斜面,这两个分力与合力间遵循平行四边形定则,其大小分别为仏G2= Geos 3. 图3 (2)正交分解法 . 【自测3】已知两个共点力的合力为50 N,分力6的方向与合力F的方向成3
4、0 Q 角,分力F2 的大小 为30队则() A.F,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 答案 C 解析由门、A和F的矢量三角形图可以看出: 因F2=30 NF2() =Fsin 30 = 25 N 且F2F2, 则F=FF2,门增大时,F增大,厂 2增大且小于厂1时,厂减小,所以D 正确. 【例2】(多选)一物体静止于水平桌面上,两者之间的最大静摩擦力为5 N,现将水平面内三个 力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别力2 N、2N、3 N.下列关于物体的受力情况和运 动情况判断正确的是() A.物体所受静摩擦力可能为2 N B.物体所受静摩
5、擦力可能为4 N C.物体可能仍保持静止 D.物体一定被拉动 答案ABC 解析两个2N力的合力范围为0?4N,然后与3N的力合成,则三个力的合力范围为0?7 N,由于最大 静摩擦力为5 N,因此可判定A、B、C正确,D错误 . 【变式1】(多选)已知力厂,且它的一个分力6跟厂成30角,大小未知,另一个分力 厂2的大 方向未知,则6的大小可能是() A?誓B?誓C?穿 D.V3F 答案AC 【变式2】 水平横梁一端插在墙壁内, 另一端装光滑小滑轮且一轻绳的?一端C固定于墙壁上, 另 一端跨过滑轮后悬挂一质呈7=10 kg的重物,ZCT/f = 30.如图5所示,则滑轮受到绳子的作用 力为(g取1
6、0 m/s 2)() A. 50 N B.5OV3 N C.100N D.IOO N 答案C - - +能力考点师生共研 1.效果分解法 按力的作用效果分解 ( 思路图 ) 2.正交分解法 (1)定义:将己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: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 力原则 ( 使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐 标轴建立坐标系 . (3)方法:物体受到多个力厂2、厂3、作用,求合力F时,可把各力向相互垂直的x轴、 轴分 解. x轴上的合力。 =心+心 2+心3+ ) ,轴上的合力F
7、y=Fy X+F+F+- 合力大小F=ylFx 2 + F ) 2 合力方向:与x轴夹角为氏KiJ tan 3=. 命题点二力分解的两种常用方法 想 3 法 【例3】如图6所示,墙上有两个钉子67和仏它们的连线与水平方向的夹角为45 ,两者的 商度差 为/. 一条不可伸长的轻质细绳一端固定于点,另一端跨过光滑钉子悬挂一质量为 /?, 的重物 . 在绳上距端的c点有一固定绳圈 . 若绳圈上悬挂质量为所 2的钩码,平衡后绳的 ac段正好水平,则重物和钩码的质量比为() 答案 B 解析減速带对车轮的弹力方向垂直车轮和減速带的接触面,指向受力物体,故A、C错误; 按照力的 A,V5 B.2 C 寿 D
8、./2 答案 C 解析解法一(力的效果分解法): 钩码的拉力尸等于钩码重力将尸沿6ZC和方向分解,两个分力分别为F。、什,如图 r 1 甲所示,其中Fh=tng9由几何关系可得cos 6?=丁=, 又由几何关系得cos沒=一/ ,. 联立解得 r. 乙 解法二(正交分解法): 绳圈受到Frt、F;,、F三个力作用,如图乙所示,将八沿水平方向和竖直方向正交分解,由竖tn y5 直方向受力平衡得 ZWigCOS 由几何关系得cos, 联立解得 ni2 2 * 【变式3】(2018?山东烟台模拟)减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要 减速,以保障行人的安全. 当汽车前轮刚爬上减速带
9、时,减速带对车轮的弹力为凡下图中弹力 F 画法正确且分解合理的是() AB 作用效果分解,将尸分解为水平方向和竖直方向,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直 方向的分力产生向上运动的作用效果,故B正确,D错误. 【变式4】(多选)(2016. 全国卷I .19)如图7,一光滑的轻滑轮用细绳06/悬挂于O点;另一 细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块6Z,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块外力F向右上 方拉仏 整个系统处于静止状态 . 若F方向不变,大小在一定范围闪变化,物块乃始终保持静止,则() A.绳的张力也在一定范围内变化 B.物块所受到的支持力也在一定范围内变化 C.连接tz和的绳的张力
10、也在一定范围内变化 D.物块与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 答案BD 解析由于物块“、6均保持静止,各绳角度保持不变,对a受力分析得,绳的拉力F/ = m(lgf所以物块 6/ 受到的绳的拉力保持不变. 由滑轮性质,滑轮两侧绳的拉力相等,所以6受 到绳的拉力大小、方向 均保持不变,C选项错误;a、受到绳的拉力大小、方向均不变,所 以0(9的张力不变,A 选项错误; 对Z?进行受力分析,如图所示. 由平衡条件得:FTCOSP+ 77f=Fcos a, Fsin ?+FN+FTsin 其中Fr和始终 不变,当Z7大小在一定范围内变 化时,支持力在一定范围内变化,B选项正确;摩擦力也在一定范围内
11、发生变化,D选项正确. 命题点三力合成与分解的两个重要应用 ?能力考点师生共研 应用1斧头劈木柴问题 【例4】刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈,如图8是斧头劈木柴的示意图 . 劈的纵截面是一 个 等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力凡这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧而推 压木柴,把木柴劈开 . 设劈背的宽度为么劈的侧而长为/, 不计斧头的自身重力,则劈的侧面推压 木柴的力约为 () her A 和 B.k C 合 D 合 答案 B 解析斧头劈木柴时,设两侧面推压木柴的力分别为厂, 、厂 2且 6=F2,利用几何三角形与力的三角形相 似有多 =+,得推压木柴的力所以B正确,A、C、D错
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