第2章 第3讲 力的合成和分解（Word教参）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

第3讲　力的合成和分解 一、共点力　合力和分力 1．共点力 几个力如果都作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 2．合力和分力 (1)定义：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，这一个力就叫作那几个力的合力，那几个力叫作这一个力的分力。 (2)关系：合力和分力是等效替代的关系。 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。 三、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。 3．两种分解方法：正交分解法和效果分解法。 四、矢量和标量 1．矢量：既有大小又有方向，运算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，运算时遵从算术法则的物理量。,　 如图甲所示，两个小孩分别用F1、F2提着一桶水，水桶静止；如图乙所示，一个大人单独用力F提着同一桶水，水桶静止。 微点判断　 (1)F1和F2是共点力。(√) (2)F1和F2的共同作用效果与F的作用效果相同。(√) (3)合力F与分力F1、F2之间满足平行四边形定则。(√) (4)水桶的重力就是F1、F2两个力的合力。(×) (5)几个力的共同作用效果可以用一个力代替。(√) (6)在进行力的合成与分解时，要应用平行四边形定则或三角形定则。(√) (7)两个力的合力一定比任一分力大。(×) (8)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不要重复分析。(√) (一) 力的合成(固基点) [题点全练通] 1．[合力的范围] (多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(　 ) A．物体所受静摩擦力可能为2 N B．物体所受静摩擦力可能为4 N C．物体可能仍保持静止 D．物体一定被拉动 解析：选ABC　两个2 N的力的合力范围为0～4 N，然后与3 N的力合成，则三力的合力范围为0～7 N，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定选项A、B、C正确，D错误。 2．[作图法求合力] 一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是(　 ) A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不确定 B．三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向 C．三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向 D．由题给条件无法求合力大小 解析：选B　先以力F1和F2为邻边作平行四边形，其合力与F3共线，大小F12＝2F3，如图所示，F12再与第三个力F3合成求合力F合，可得F合＝3F3，故选B。 3．[计算法求合力] (2022·重庆高考)如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力(　 ) A．大小等于mg　　　 B．大小等于mg C．方向竖直向上 D．方向水平向左 解析：选B　擦窗工具在竖直玻璃平面上受到重力、拉力和摩擦力，做匀速直线运动，则摩擦力大小等于重力和拉力的合力，拉力大小等于重力，即F摩＝mg，方向斜向左上方与水平方向夹角为45°，故B正确，A、C、D错误。 [要点自悟明] 1．合力大小范围的确定 (1)两个共点力的合力大小范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。 (2)三个共点力的合力大小范围 ①最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax＝F1＋F2＋F3。 ②最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形(三个力首尾相接)，则其合力的最小值为零，即Fmin＝0；如果不能，则合力的最小值为Fmin＝F1－|F2＋F3|(F1为三个力中最大的力) 2．共点力合成的常用方法 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的大小 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 (二) 力的分解(精研点) 1．力的分解的原则 (1)选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若受到三个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法。 (2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。 2．力的效果分解法的步骤 方法1　力的效果分解法 [例1]　某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一