第二章 第2节 力的合成与分解-【导与练】2022高考物理一轮总复习教师用书word（教科版）

第2节　力的合成与分解 [footnoteRef:2] [2: 1. 科技的发展正在不断地改变着我们的生活,图(甲)是一款放在水平桌面上的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上。图(乙)是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图,若手机的重力为G,手机支架对手机的力有几个? 其对手机的合力多大?方向向哪? 答案:对手机受力分析,受重力、弹力、摩擦力和吸引力,可知手机支架对手机的力有三个。因手机静止,受力平衡,故手机支架对手机的三个力的合力与重力平衡,大小F合=G,方向竖直向上。 2.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时,减速带对车轮的弹力为N,此弹力产生的作用效果是什么?如何把它按照力的作用效果进行分解? 答案:减速带对车轮的弹力有两个作用效果,一个是与运动方向相反的阻力作用,另一个则是向上的作用效果,按照力的作用效果分解如图所示。 3.图(甲)是某同学写字时的握笔姿势,图(乙)是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。 (1)两图中笔是否受到摩擦力的作用?图(甲)中手的握力越大,所受的摩擦力是否增大? (2)两图中手对笔的作用力多大? 方向向哪? 答案:(1)对图(甲)中的笔受力分析,受到手指的压力、重力、摩擦力,如果没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来;对图(乙)中的笔受力分析,受到重力、支持力,如果没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故两图中笔都受到静摩擦力的作用。静摩擦力和握力无关,故图(甲)中握力增大,摩擦力不会增大。 (2)因为两图中的笔都处于静止状态,所以手对笔的作用力应与重力大小相等、方向相反,即竖直向上。] 一、力的合成 1.共点力:作用于物体上同一点,或力的作用线相交于同一点的几个共同作用的力,如图所示。 2.合力与分力 (1)定义:如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的作用效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。 (2)关系:合力和分力是一种等效替代关系。 3.力的合成 (1)定义:求几个力的合力的过程。 (2)运算法则 ①三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法,如图所示。 ②平行四边形定则:如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。 二、力的分解 1.定义:求一个已知力的分力的过程,力的分解是力的合成的逆运算。 2.遵循原则:平行四边形定则或三角形定则。 3.分解方法 (1)按力产生的作用效果分解。 (2)正交分解。 将结点O处所受OC段绳子拉力FC和OB段绳子拉力FB分别按力的作用效果分解和正交分解,如图所示。 三、矢量和标量 1.矢量:既有大小又有方向的量,相加时遵循平行四边形定则。 2.标量:只有大小没有方向的量,求和时按算术法则相加。 考点一　力的合成 　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 1.(合力与分力的关系)(2020·湖北武汉期末)(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为F。以下说法正确的是(　BC　) A.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大 B.合力F可能比分力F1和F2中的一个力小 C.若F1和F2大小不变,夹角θ越小,合力F就越大 D.如果夹角θ不变,F1的大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大 解析:合力F可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故A错误,B正确;若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,故C正确;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力F可能减小,也可能增大,故D错误。 2.(力的合成的有关计算)(2020·安徽皖北协作区联考)航母阻拦索用于拦停高速着舰的舰载机,被喻为“舰载机生命线”。如图所示为其结构简图,滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上,阻拦索绕过滑轮组后闭合。某时刻舰载机的挂钩钩住阻拦索,形成图示的夹角时,舰载机受到阻拦索的合力大小为F。不考虑阻拦索、滑轮的质量及摩擦,则此时单个柱塞所受阻拦索的合力大小为(　B　) A. B.F C.F D.F 解析:某时刻舰载机的挂钩钩住阻拦索,形成图示的60°夹角,设阻拦索中的拉力为F′,根据合力与分力的关系有2F′cos 30°=F,解得F′=F。单个柱塞所受阻拦索的合力大小为F合=2F′cos 60°=F′=F,选项B正确。 (1)合力的大小范围的确定 ①两个共点力的合成:|F1-F2|≤F合≤F1+F2。 ②三个共点力的合成 a.三个力共线且同向时,其合力最大为F1+F2+F3。 b.任取两个力,求出其合力大小的范围,如果第三个力在这个范围之内,则这三个力的