专题2.2 力的合成与分解及验证力的平行四边定则【讲】-2022年高考物理一轮复习讲练测

专题2.2力的合成与分解及验证力的平行四边定则—【讲】 目录 一．讲考纲、讲方向 1 二. 讲考点、讲题型 1 考点一、共点力的合成 1 考点二、力的分解 3 考点三、“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 5 考点四、验证力的平行四边形定则 7 一．讲考纲、讲方向 考点内容 考题统计 考查方向 备考方案 力的合成和分解 2019卷Ⅱ，T16，6分 2017卷Ⅲ，T22，5分 1、力的合成与分解、平行四边形定则 2、验证力的平行四边形定则实验 物理观念 掌握力的合成与分解的方法 科学思维 建构轻绳、轻杆、轻质、斜面等物理模型及等效替代的物理思想 科学探究 建立实验验证力的平行四边形定则 绳、杆的弹力分析 实验：验证力的平行四边形定则 二. 讲考点、讲题型 考点一、共点力的合成 1．两个共点力的合成 |F1－F2|≤F合≤F1＋F2，即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小；当两力同向时，合力最大． 2．三个共点力的合成 (1)最大值：三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3. (2)最小值：任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和． 3．几种特殊情况的共点力的合成 类型 作图 合力的计算 互相垂直 F＝ tan θ＝ 两力等大， 夹角为θ F＝2F1cos F与F1夹角为 两力等大， 夹角为120° 合力与分力等大 F′与F夹角为60° 4.力合成的方法 (1)作图法 (2)计算法 若两个力F1、F2的夹角为θ，如右图所示，合力的大小可由余弦定理得到： F＝，tan α＝. 【典例1】力的合成 1. （2021.鄂尔多斯市二模）(多选)5个共点力的情况如图所示，已知F1＝F2＝F3＝F4＝F，且这四个力恰好构成一个正方形，F5是其对角线。下列说法正确的是(　　) A．F1和F5的合力与F3大小相等，方向相反 B．这5个共点力能合成大小为2F、相互垂直的两个力 C．除F5以外的4个力的合力的大小为F D．这5个共点力的合力恰好为F，方向与F1和F3的合力方向相同 2.（2021年湖南省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷）如图，一根质量为m的匀质绳子，两端分别固定在同一高度的两个钉子上，中点悬挂一质量为M的物体。系统平衡时，绳子中点两侧的切线与竖直方向的夹角为，钉子处绳子的切线方向与竖直方向的夹角为，则    A. B. C. D. 【方法总结】 两种求解合力的方法的比较 (1)作图法求合力，需严格用同一标度作出力的图示，作出规范的平行四边形，才能较精确地求出合力的大小和方向． (2)计算法求合力，只需作出力的示意图，对平行四边形的作图要求也不太严格，重点是利用数学方 法求解，往往适用于两力的夹角是特殊角的情况． 考点二、力的分解 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：将已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为原则(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F1、F2、F3、…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Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋… y轴上的合力Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋… 合力大小F＝ 合力方向：与x轴夹角为θ，则tan θ＝. 3．力的分解的唯一性和多解性 (1)已知两个不平行分力的方向，可以唯一地作出力的平行四边形，对力进行分解，其解是唯一的． (2)已知一个分力的大小和方向，力的分解也是唯一的． (3)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，如图所示，有三种可能：(F1与F的夹角为θ) ①F2<Fsin θ时无解． ②F2＝Fsin θ或F2≥F时有一组解． ③Fsin θ<F2<F时有两组解． (4)已知合力和两个不平行分力大小，许多同学认为只有如下两种分解. 事实上，以F为轴在空间将该平行四边形转动一周，每一个平面分力方向均有变化，都是一个解，因此，此情景应有无数组解． 【典例2】按力的效果分解 （2021.云南楚雄模拟）某压榨机的结构示意图如图2－2－7所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用