7.力的合成与分解（讲义）—备战2023年高考物理重点专题讲练特训

人教版物理高考二轮复习--力的合成与分解 力的合成与分解 【知识点分析】 一.力的合成与分解 1.合力与分力 (1)定义：如果一个力F产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，我们就称F为那几个力的合力，原来的几个力叫做分力． (2)合力与分力的相互关系 ①等效性：合力与分力产生的效果相同，可以等效替代． ②同体性：各个分力是作用在同一物体上的．作用在不同物体上的力不能求合力． 2.力的合成 (1)定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成． (2)力的合成遵守平行四边形定则． 3.力的分解 (1)定义：已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解． (2)分解法则：力的分解是力的合成的逆运算，遵守力的平行四边形定则． 4.力的分解的讨论 (1)如果没有限制，一个力可分解为无数对大小、方向不同的分力． (2)有限制条件的力的分解 ①已知合力和两个分力的方向时，有唯一解． ②已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解． (3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时，若F与F1的夹角为α，有下面几种可能： ①当Fsinα<F2<F时，有两解，如图甲所示． ②当F2＝Fsinα时，有唯一解，如图乙所示． ③当F2<Fsinα时，无解，如图丙所示． ④当F2>F时，有唯一解，如图丁所示． 二.力的正交分解法 1．正交分解的目的：当物体受到多个力作用，并且这几个力只共面不共线时，其合力用平行四边形定则求解很不方便，为此先将各力正交分解，然后再合成． 2．正交分解法求合力的步骤 (1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上． (2)正交分解各力，即将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示． (3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即： Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋… Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋… (4)求共点力的合力：合力大小F＝，合力的方向与x轴的夹角为α，则tanα＝. 【例题分析】 【例1】蹦床表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，运动员从高处落下，恰好落在O点上。该处下凹至最低点时，网绳dOe、bOg均为，如图乙所示，此时O点受到向下的冲击力大小为2F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（　　） A．2F B．F C． D． 2．如图所示为剪式千斤顶的截面图，四根等长的支持臂用光滑铰链连接，转动手柄，通过水平螺纹轴减小MN间的距离，以抬高重物，保持重物不变，MP和PN夹角为120时N点受到螺纹轴的作用力为；MP和PN夹角为60°时N点受到螺纹轴的作用力为，不计支持臂和螺纹轴的重力，则和大小之比为（　　） A．1：1 B．1：2 C．：1 D．3：1 3．如图，一重为G的物体用两根等长的轻绳悬挂在天花板上，两绳间夹角为，则下列说法正确的是（　　） A.当时，每根绳子的拉力都等于 B.当时，每根绳子的拉力都等于G C．当不同时，两根绳子的合力不同 D．当增大时，每根绳子的拉力都减小 4．如图所示，力F竖直向下作用于物体的O点，要使物体所受合力的方向沿OO1方向，且与竖直方向成60°角，那么必须同时再加一个力F′，这个力的最小值是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示是户外露营中使用的一种便携式三脚架，它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过纲铁链挂在三脚架正中央，三根杆与竖直方向的夹角均为，吊锅和细铁链的总质量为，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，重力加速度为，则（　　） A．增大时杆对地面压力增大 B．减小时杆对地面摩擦力增大 C．每根杆中的弹力大小为 D．每根杆对地面的摩擦力大小为 6．如图所示，一条不可伸长的轻绳一端固定于悬点O，另一端连接着一个质量为m的小球。在水平力F的作用下，小球处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．绳的拉力大小为 B．绳的拉力大小为 C．水平力F大小为 D．水平力F大小为 7．元代《王祯农书》记载了戽斗，它是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，两边绳，靠两人拉绳牵牛取水如图所示，忽略绳子质量，人拉绳子的作用点高度不变，绳子长度不变，戽斗处于平衡状态时，两人站得越近，则（　　） A．绳子越短、绳子对人的作用力越大 B．绳子越长，绳子对人的作用力越大 C．绳子越短，绳子对戽斗的作用力越大 D．绳子越长，绳子对戽斗的作用力越大 8．如图所示，汽车在水平路面上发生故障失去动力，两人沿水平方向推着小汽车缓慢移动，每人对汽车作用力的大