第2章 第2节 力的合成与分解 -2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮教师用书word（老教材，教科版）

第2节　力的合成与分解 一、力的合成 1.共点力:作用于物体上同一点,作用线或作用线的延长线交于一点的几个力,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。 1.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,若手机受到的重力为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.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与重力大小相等、方向相反,即竖直向上。 考点一　力的合成 1.(合力与分力的关系)(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ(θ≠180°),其合力为F。以下说法正确的是(　BD　) A.合力F总比力F1和F2中的任何一个都大 B.若力F1和F2大小不变,θ角越小,则合力F就越大 C.若夹角θ不变,力F1大小不变,F2增大,则合力F一定增大 D.合力F的作用效果与两个力F1和F2共同产生的作用效果相同 解析:由力的合成可知,两共点力合力的范围为|F1-F2|≤F合≤F1+F2,所以合力可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两分力相等,故A错误;若力F1与F2大小不变,θ角越小,则合力F越大,故B正确;如果夹角θ不变,力F1大小不变,F2增大,则合力F可能减小,可能增大,也可能不变,故C错误;合力F的作用效果与两个力F1与F2共同产生的作用效果相同,故D正确。 2.(力的合成的有关计算)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代数和的绝对值。 (2)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的夹角为 两力等大且夹角为120° 合力与分力等大,F′与F的夹角为60° (3)重要结论 ①两个分