专题08 力的分解与合成-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

2023高考一轮知识点精讲 和最新高考题模拟题同步训练 第二章 相互作用 专题08 力的分解与合成 第一部分 知识点精讲 一、力的合成与分解 1．合力与分力 (1)定义：如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫作那几个力的合力，原来那几个力叫作分力。 (2)关系：合力和分力是等效替代的关系。 合力与分力的关系 (1)两个分力一定时，夹角θ越大，合力越小。 (2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大。 (3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力。 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力。如下图所示均是共点力。 3．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，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，如图甲所示。 ②三角形定则：把两个矢量首尾相连，从而求出合矢量的方法，如图乙所示。 特别提醒：首尾相连的三个力构成封闭三角形，则合力为零。 几种特殊情况的共点力的合成 类型 作图 合力的计算 两力互相垂直 F＝ tan θ＝ 两力等大，夹角为θ F＝2F1cos F与F1夹角为 两力等大且夹角为120° 合力与分力等大 4．力的分解 (1)定义：求一个已知力的分力的过程。 (2)运算法则：平行四边形定则或三角形定则。 (3)分解力的两种方法： 效果分解法 (i)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向。 (ii)再根据两个分力方向画出平行四边形。 (iii)最后由三角形知识求出两个分力的大小和方向。 正交分解法：求几个力的合力时，可以先将各力进行正交分解，求出互相垂直方向的合力后合成，分解的目的是为了将矢量运算转化为代数运算，便于求合力。 (i)选取坐标轴及正方向：正交的两个方向可以任意选取，选取的一般原则是： ①使尽量多的力落在坐标轴上； ②平行和垂直于接触面； ③平行和垂直于运动方向。 (ii)分别将各力沿正交的两个方向(x轴和y轴)分解，如图所示。 (iii)求各力在x轴和y轴上的分力的合力Fx和Fy，则有Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…，Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋…。 二、矢量和标量 1．矢量：既有大小又有方向的量，运算时遵从平行四边形定则。 平行四边形定则(或三角形定则)是所有矢量的运算法则。 2．标量：只有大小没有方向的量，运算时按代数法则相加减。 第二部分 最新高考题精选 1. （2022·全国理综乙卷·15）如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时，它们加速度的大小均为（　　） A. B. C. D. 【参考答案】A 【名师解析】当两球运动至二者相距时，,如图所示 由几何关系可知 设绳子拉力为，水平方向有 解得 对任意小球由牛顿第二定律可得 解得，故A正确，BCD错误。 2．（2022年6月浙江选考）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ=60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的 A．作用力为 B．作用力为 C．摩擦力为 D．摩擦力为 【参考答案】B 【命题意图】本题考查受力分析、物体平衡条件，力的分解及其相关知识点。 【解题思路】把轻质晒衣架和重物看作整体，设每根斜杆受到地面的作用力为F，4Fcos30°=G，解得F=，选项A错误B正确；把F沿水平方向和竖直方向分解，在水平方向，每根斜杆受到地面的摩擦力f=Fcos60°=，CD错误。 3．（2021高考新课程II卷海南卷）如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为，其中斜面N光滑．两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则P与M间的动摩擦因数至少为（ ） A． B． C． D． 【参考答案】D 【名师解析】设PQ之间的库仑力为F，滑块质量为m，隔离Q受力分析，沿斜面方向，由平衡条件，可得Fcos30°=mgsin60°，隔离P受力分析，沿斜面方向，由平衡条件，可得μ（mg cos60°+F）=mgsin60°，联立解得：μ=，选项D正确。 4. （2021年高考广东学业水平选择性测试）唐代《未相经》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a和β，a＜β，如图1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