第二章 第3讲 力的合成与分解 共点力的平衡条件-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 （新教材，鲁科版，福建专用）

第3讲　力的合成与分解　共点力的平衡条件 (对应学生用书第28页) 本讲关联考题 试题命制情境 本讲考情分析 2021·广东卷,T3 以曲辕犁相对直辕犁的优势为背景考查力的合成与分解(生活实践问题情境) 力的合成与分解及共点力的平衡条件是力学的基础,其考查方式通常是应用力的合成与分解的方法结合平衡条件求解平衡问题,题型多为选择题,也常以计算题中某一问的方式出现。 2021·福建卷·T13 火星探测器着陆火星之前的悬停避障阶段,能借助变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量的求解 (生活实践问题情境) 2020·全国Ⅲ卷,T17 以甲、乙两物体通过定滑轮连接在同一结点为背景考查力的合成与分解(学习探索问题情境) 2020·山东卷,T8 考查共点力的平衡条件 (学习探索问题情境) (对应学生用书第28～29页) 一、力的合成 1.共点力:如果几个力同时作用在物体上的同一点,或它们的作用线相交于同一点,这几个力叫作共点力,如图所示。 2.合力与分力 (1)定义:当物体同时受到几个力的作用时,我们可用一个力来代替它们,且产生的作用效果相同。这个力称为那几个力的合力,那几个力则称为这个力的分力。 (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平行四边形定则:若以表示互成角度的两共点力的有向线段为邻边作平行四边形,则两邻边间的对角线所对应的这条有向线段就表示这两个共点力的合力大小和方向。如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力。 ②三角形定则:把表示两个力的有向线段首尾相接,从第一个力的始端到第二个力的末端的有向线段就表示两个力的合力。如图乙所示,F1、F2为分力,F为合力。 二、力的分解 1.定义:求一个已知力的分力的过程。 2.遵循原则:平行四边形定则或三角形定则。 三、矢量和标量 1.矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量。 2.标量:只有大小没有方向,相加时遵从算术法则的物理量。 四、共点力的平衡 1.平衡状态:物体静止或做匀速直线运动时所处的状态。 2.平衡条件:F合=0。 1. 如图所示,一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动。用G表示无人机重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是(　B　) 解析:由于无人机正沿直线朝斜向下方向匀速运动,即所受合力为零,所以只有图B受力可能为零,故B正确。 2.某物体受到四个力的作用而处于静止状态,保持其中三个力的大小和方向均不变,使另一个大小为F的力方向逆时针转过90°,则欲使物体仍能保持静止状态,必须再加上力的大小为(　B　) A.F B.F C.2F D.3F 解析:物体受到四个力的作用而处于静止状态,由物体的平衡条件可知,力F与另三个力的合力一定等大反向。当力F转过90°时,力F与另三个力的合力大小为F,因此,欲使物体仍能保持静止状态,必须再加一个大小为F的力,故B项正确。 3. (粤教版必修第一册第81页第4题改编)(多选)如图所示,甲、乙两人共同提一桶水匀速前行,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶受到的总重力为G,则下列说法中正确的是(　AC　) A.当θ=120°时,F=G B.不管θ为何值时,都有F= C.当θ=0°时,F= D.θ越大,则F越小 解析:由力的合成可知,在两分力相等,θ=120°时,F合=F=G;θ=0°时,F=F合=,故选项A、C正确,B错误;在合力一定时,分力间的夹角θ越大,则分力越大,故选项D错误。 (对应学生用书第29～32页) 考点一　共点力的合成 1.合力的大小范围 (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代数和的绝对值。 三力合成时,合力的最小值一定是零吗?有三个力,分别为12 N、6 N、4 N,则这三个力的合力的最小值是多少? 提示:不一定;最小值为2 N。 2.共点力合成的方法 (1)作图法:从力的作用点起,按同一标度作出两个分力F1和F2的图示,再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,画出过作用点的对角线,量出对角线的长度,计算出合力的大小,量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示)。 (2)计算法:几种特殊情况的共点力的合成。 类型 作图 合力的计算 两