第二章 第2课时 力的合成和分解（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（单选版 新教材 新高考）

第❷课时　力的合成和分解 一、合力与分力 1．定义 (1)合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。 (2)分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。 2．关系：合力与分力是等效替代的关系。 3．共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力就叫作共点力。 二、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时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。如图甲所示。 (2)三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法。如图乙所示。 首尾相连的三个力构成封闭三角形，则合力为零。 三、力的分解 1．定义：求一个力的分力的过程。 2．运算法则：平行四边形定则或三角形定则。 3．分解方法：(1)按力产生的效果分解；(2)正交分解。 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，分解的目的是将矢量运算转化为代数运算，便于求合力。 四、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。 如图，两个人共同提一个购物篮，一个人提起一个箱子。由此思考并判断： (1)人提起稍重的箱子时，人会倾斜，对箱子的拉力可分解为向上提起箱子的力和使箱子压紧腿部的力。(　　√　　) (2)合力与它的分力是等效替代的关系，合力与它的分力同时作用在物体上。(　　×　　) (3)只要有方向的物理量一定是矢量。(　　×　　) 如图所示，将细线的一端系在右手的中指上，另一端系上一个重物。用铅笔的一端顶住细线上的某点，铅笔的另一端置于右手掌心。则挂重物端的细线竖直向下的力F产生的对铅笔与倾斜细绳的作用效果分别是(　　) A．压力、拉力　　 B．压力、压力 C．拉力、拉力 D．拉力、压力 A　解析：把竖直绳子的拉力F沿着铅笔和倾斜细绳的方向进行分解，作出如图所示的平行四边形， 可知细线竖直向下的力F对铅笔具有压力的作用，对倾斜细绳具有拉力的作用，A正确。 考点一 力的合成 1．合力大小的求解方法 (1)作图法：作出两分力的图示，再根据平行四边形定则求出合力大小； (2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力。 2．合力大小的范围 (1)两个共点力的合成 |F1－F2|≤F合≤F1＋F2，两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小。 (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，则三个力合力的最小值为0；如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值等于最大的力减去另外两个力。 1．(2022·江苏淮安模拟)5个共点力的情况如图所示。已知F1＝F2＝F3＝F4＝F，且这4个力恰好围成一个正方形，F5是其对角线。下列说法正确的是(　　) A．F1和F3的合力与F5大小相等、方向相同 B．F5＝2F C．除F5以外的4个力的合力的大小为F D．这5个力的合力大小为F，方向与F1和F3的合力方向相同 D　解析：力的合成遵从平行四边形定则，根据这5个力的特点，F1和F3的合力与F5大小相等、方向相反；F2和F4的合力与F5大小相等、方向相反；又F1、F2、F3、F4恰好围成一个正方形，合力的大小为2F，F5＝F，所以这5个共点力的合力大小等于F，方向与F5相反，D正确。 2．(2022·山东烟台一模)弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”，弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中一个关键动作，如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为(　　) A．　　　　　 B． C． D．F tan D　解析：设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小都为F1，已知它们之间的夹角为θ，F即为它们的合力的大小，作出平行四边形如图所示，F1cos ＝F，即F1＝，则脚掌对地面竖向下的压力FN＝F1sin ＝F tan ，由牛顿第三定律可知，D正确。 3.(2022·江苏江都中学模拟)2020年11月18日，东北大部分地区发生罕见强雨雪风冻天气，一日之内温度骤降16 ℃，给生产生活带来了诸多不便。如图所示，共享单车上结冻的冰柱都呈现水平方向。若仅从受力角度分析，下列推理可能