2023届高三物理【新教材】一轮复习-2-2-力的合成与分解.pptx

第,2,讲力的合成与分解,必备知识,自主排查,关键能力,分层突破,必备知识,自主排查,【必备知识,自主排查】,一、合力与分力共点力,1,合力与分力,(1),定义：如果一个力单独作用的,_,跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的,_,，这几个力叫作那个力的,_,(2),关系：合力和分力是,_,的关系,效果,合力,分力,等效替代,2,共点力,作用在物体的,_,，或者它们的作用线相交于一点的力如图所示均是共点力,同一点,二、力的合成,1,定义,：求几个力的合力的过程,2,运算法则,(1),平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力时，以表示这两个力的有向线段为,_,作平行四边形，这两个邻边之间的,_,就代表合力的大小和方向如图甲所示,(2),三角形定则：把两个矢量,_,，,从而求出合矢量的方法如图乙所示,邻边,对角线,首尾相接,三、力的分解,1,定义,：求一个力的,_,的过程叫作力的分解,2,运算法则,：,_,定则或,_,定则,3,分解方法,：,(1),按力产生的,_,分解；,(2),正交分解,4,矢量,：既有大小又有,_,的量，运算时遵从,_,定则,5,标量,：只有大小没有方向的量，运算时按,_,相加减,分力,平行四边形,三角形,效果,方向,平行四边形,算术法则,【,生活情境,】,1.,生活中，经常会遇到：一个人提起一个水桶；两个人共同提一个水桶，如下图由此思考并,判断1),一个人提起水桶时施加的力与两个人共同提起水桶施加的两个力的作用效果相同,(,),(2),人提起稍重的箱子时，人会倾斜，对箱子的拉力可分解为向上提起箱子的力和使箱子压紧右腿的力,(,),(3),在对力进行合成或分解时，一定要遵守平行四边形定则或三角形定则,(,),(4),合力一定大于它的两个分力,(,),(5),原则上，一个力可以分解为无数对分力,(,),(6),在两个分力大小一定时，其夹角,(0,180),越大，合力越小,(,),【,教材拓展,】,2.,人教版必修第一册,P,71,T,2,改编,有两个力，它们的合力为,0.,现在把其中一个向东的,6,N,的力改为向南,(,大小不变,)它们的合力大小为,(,),A,6 N,B,6,N,C,12 N D,0,答案：,B,解析：,两个力合力为,0,，其中一个向东的力为,6 N,，则另一个力向西且大小也为,6 N,，将向东的,6 N,的力改为向南，则向西的,6 N,的力与向南的,6 N,的力的合力大小为,6,N,，故,B,正确,关键能力,分层突破,考点一共点力的合成,1,力的合成方法：平行四边形定则或三角形定则,2,几种特殊情况的共点力的合成,情况,两分力互相垂直,两力等大，夹角为,两力等大且夹角为,120,图示,结论,F,F,2F,1,cos,合力与分力等大,例,1,岸边两人同时用力拉小船，两力的大小和方向如图所示请分别用作图法和计算法求出这两个力的合力,解析：,(1),作图法,选定合适的标度，如用,5.0 mm,长的线段表示,150 N,的力，用,O,点代表船依据题意作出力的平行四边形，如图所示用刻度尺量出表示合力,F,的对角线长为,20.0 mm,，可求得合力的大小,F,20.0,N,600 N,用量角器量出,F,与,F,1,的夹角为,60.,故这两个力的合力大小为,600 N,，方向与,F,1,成,60.,(2),计算法,如图所示，平行四边形的对角线,AB,、,OD,交于,C,点，由于,OA,OB,，所以平行四边形,OADB,是菱形，,OD,与,AB,互相垂直平分，,OD,是,AOB,的角平分线，则,AOD60,，,OD,2,OC,2,OA,cos 60,因此，合力的大小,F,2,F,1,cos 60,600 N,方向与,F,1,成,60.,【,跟进训练,】,1.,2022,浙江杭州高三月考,如图为汽车的机械式手刹,(,驻车器,),系统的结构示意图，结构对称当向上拉动手刹拉杆时，手刹拉索,(,不可伸缩,),就会拉紧，拉索,OD,、,OC,分别作用于两边轮子的制动器，从而实现驻车的目的则以下说法正确的是,(,),A.,当,OD,、,OC,两拉索夹角为,60,时，三根拉索的拉力大小相等,B,拉动手刹拉杆时，拉索,AO,上拉力总比拉索,OD,和,OC,中任何一个拉力大,C,若在,AO,上施加一恒力，OD,、,OC,两拉,索夹,角越,小，拉索,OD,、,OC,拉力越大,D,若保持,OD,、,OC,两拉索拉力不变，,OD,、,OC,两,拉索越短，拉动拉索,AO,越省力,答案：,D,2,如图为颈部牵拉器牵拉颈椎肥大患者的示意图当颈部肥大压迫神经时，需要用颈部牵拉器牵拉颈部，以缓解神经压迫症状图中牵拉细绳为跨过三个光滑小滑轮的同一根绳子，牵拉绳分别为水平、竖直方向，牵拉物,P,的重力为,G,，不计小滑轮重力，则牵拉器作用在患者头部的合力大小是,(,),A,G,B,2G,C,G,D,3G,答案：,C,解析：,对颈部牵拉器进行受力分析，如图所示由平行四边形定则，将力进行合成，则有：同一根绳子上的拉力是处处相等的，,T,1,G,，,T,2,2,G,，那么牵拉器作用在患者颈部的合力大小,F,G,，故选项,C,正确,考点二力的分解,1,效果分解法,2,正交分解法,物体受到多个力,F,1,、,F,2,、,F,3,作用，求合力,F,时，可把各力向相互垂直的,x,轴、,y,轴分解,x,轴上的合力,F,x,F,x1,F,x2,F,x3,y,轴上的合力,F,y,F,y1,F,y2,F,y3,合力大小,F,若合力方向与,x,轴夹角为,，则,tan,.,角度,1,效果分解法,例,2,如图所示，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，,越小，滑块对地面的压力越大,B,当,m,一定时，,越大，轻杆受力越小,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，可悬挂重物,C,的质量,m,越大,答案：,B,解析：,对,ABC,整体分析可知，对地压力为,F,N,(2,M,m,),g,，与,无关，故,A,错误,；将,C,的重力按作用效果分解，如图所示，根据平行四边形定则有,F,1,F,2,，故,m,一定时，,越大，轻杆受力越小，故,B,正确；对,A,分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件有,F,f,F,1,cos,，与,M,无关，故,C,错误；只要动摩擦因数足够大，即满足,F,1,cos,F,1,sin,，不管,M,多大，,M,都不会滑动，所以可悬挂重物,C,的质量大小与,M,无关，故,D,错误,角度,2,正交分解法,例,3,2021,广东卷,3,唐代耒耜经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力设牛用大小相等的拉力,F,通过耕索分别拉两种犁，,F,与竖直方向的夹角分别为,和,，,，如图所示忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是,(,),A,耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大,B,耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大,C,曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力,D,直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力,答案：,B,解析：,曲辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为,F,sin,，直辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为,F,sin,，由于,F,sin,，,A,错误；曲辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为,F,cos,，直辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为,F,cos,，由于,F,cos,，,B,正确；作用力与反作用力大小相等，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用力，故耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，,C,、,D,错误,命题分析,试题情境,属于基础性、应用性题目，以曲辕犁、直辕犁为素材创设生活实践问题情境,必备知识,考查力的合成与分解、牛顿第三定律等知识,关键能力,考查理解能力即由力的分解对实际问题做出分析并比较,学科素养,考查相互作用观念、科学推理要求考生利用相互作用观念分析实际问题并得出结论,【,跟进训练,】,3,如图所示，某钢制工件上开有一个楔型凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形，三个角的度数分别是,A,30,，,B,90,，,C,60.,在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的,AB,边的压力为,F,1,、对,BC,边的压力为,F,2,，则,的值为,(,),A,B,C,D,答案：,C,解析：,将金属球的重力,mg,沿着垂直于,AB,边和垂直于,BC,边分解，,F,1,mg,cos 30,，,F,2,mg,sin 30,，所以,.,4,如图甲所示，水平地面上固定一倾角为,30,的表面粗糙的斜劈，一质量为,m,的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑，现对小物块施加一水平向右的恒力,F,，使它沿该斜劈表面匀速上滑，如图乙所示，则,F,的大小应为,(,),A,mg,B,mg,C,mg,D,mg,答案：,C,解析,：,小,物块沿着斜劈的表面匀速下滑时，对小物块受力分析可得,mg,sin 30,mg,cos 30,，解得,.,对小物块施加一水平向右的恒力,F,，使它沿该斜劈表面匀速上滑，对小物块受力分析如图所示将力沿平行于斜面和垂直于斜面两方向分解可得,F,N,mg,cos 30,F,sin 30,，,F,f,F,N,，,F,cos 30,F,f,mg,sin 30,，联立解得,F,mg,，故,C,项正确,情境,1,体操比赛,重力为,G,的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为，则,(,),A,当,60,时，运动员单手对地面的正压力大小为,B,当,120,时，运动员单手对地面的正压力大小为,G,C,当,不同时，运动员受到的合力不同,D,当,不同时运动员与地面之间的相互作用力大小不相等,答案：,A,解析,：,运动员处于静止状态，即平衡状态每只手都承受自身重力的一半，和角度无关，所以,A,正确，,B,、,C,错误；由牛顿第三定律知两物体间的相互作用力大小永远相等，故,D,错误,情境,2,刀、斧等切削工具,刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈，如图是用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,F,，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开设劈背的宽度为,d,，劈的侧面长为,l,，不计斧头的自身重力，则劈的侧面推压木柴的力约为,(,),A,F,B,F,C,F,D,F,答案：,B,解析：,斧头劈木柴时，设两侧面推压木柴的力分别为,F,1,、,F,2,且,F,1,F,2,，利用几何三角形与力三角形相似有,，得推压木柴的力,F,1,F,2,F,，所以,B,正确,A,、,C,、,D,错误,情境,3,古代的戽斗,h du,2021,广东东莞模拟,戽斗,h du,是古代一种小型的人力提水灌田农具，是我国古代劳动人民智慧的结晶如图所示，两人双手执绳牵斗取水，在绳子长度一定时,(,),A.,两人站得越近越省力,B,两人站得越远越省力,C,两边绳子与竖直方向夹角为,60,时最省力,D,绳子拉力大小与两人距离远近无关,答案：,A,解析：,设绳长为,l,，两人间距为,d,，选,O,点为研究对象，因,aOb,为同一根绳子，故,aO,、,bO,对,O,点的拉力大小相等，因此平衡时,aO,、,bO,与水平方向的夹角相等，设为,，对,O,点受力情况如图所,示,根据平衡条件得,2,F,T,sin,mg,，由几何关系可得,sin,，联立得,F,T,，由此可知，当,d,减小时，,F,T,减小，,A,项正确,情境,4,“,阻拦索,”,(,多选,),我国第二艘航母,“,山东舰,”,正式入列我国海军，此舰为首艘国产航母，标志着我国的军舰建造技术进入新时代为使舰载机在几秒内迅速停在航母上，需要利用阻拦索将舰载机高速拦停,(,如图,1),，此过程可简化为如图,2,所示模型，设航母甲板为一平面，阻拦索两端固定，并始终与航母甲板平行舰载机从正中央钩住阻拦索，实现减速阻拦索为弹性装置，刚刚接触阻拦索就处于绷紧,状态,下列说法正确的是,(,),A,舰载机落在航母上钩住阻拦索时，只受重力、阻拦索的弹力和航母甲板的摩擦力三个力作用,B,舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索对飞机的弹力在变大,C,当阻拦索被拉至夹角为,120,时，设阻拦索的张力为,F,，则阻拦索对舰载机的弹力大小为,F,D,舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，舰载机所受摩擦力一直在变大,答案：,BC,解析：,舰载机受重力、阻拦索的弹力、航母施加的摩擦力与支持力，,A,错；阻拦索的长度变长，张力变大，对飞机的作用是阻拦索上两个分力的合力，夹角变小，合力变大，,B,对；如图，阻拦索的张力夹角为,120,时，,F,合,F,，,C,对；,F,滑,N,mg,，故舰载机所受摩擦力不变，,D,错,