第2章 第2课时 力的合成和分解（课件PPT）-【优化指导】2025年高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教多选版）

第二章　相互作用——力 第2课时　力的合成和分解 单独 共同 相同 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 等效替代 同一点 相交 合力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 邻边 对角线 首尾相接 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 分力 平行四边形 三角形 效果 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 方向 平行四边形 算术法则 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第二章　相互作用——力 谢谢观看！ 一、合力与分力 1．定义 (1)合力：假设一个力____作用的效果跟某几个力____作用的效果____，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________的关系。 3．共点力：几个力如果都作用在物体的______，或者它们的作用线____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____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____作平行四边形，这两个邻边之间的______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________，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____的过程。 2．运算法则：__________定则或______定则。 3．分解方法：(1)按力产生的____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再合成，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____，相加时遵从__________定则的物理量。 2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从________的物理量。 [链接1] 人教必修第一册P75T4： 4．一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于240 N，求另一个分力的大小和方向。 (2023·重庆卷)矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙齿受到牵引线的两个作用力大小均为F，夹角为α(如图)，则该牙所受两牵引力的合力大小为(　　) A．2F sin eq \f(α,2) 　　　　 B．2F cos eq \f(α,2) C．F sin α D．F cos α B　解析：根据平行四边形定则可知，该牙所受两牵引力的合力大小为F合＝2F cos eq \f(α,2) ，B正确。 [链接2] 人教必修第一册P80T5： 5．生活中经常用刀来劈开物体。图3­3是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，求刀劈物体时对物体侧向推力FN的大小。 (多选)(经典高考题)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：‘无烦也，我能正之。’”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则(　　) A．若F一定，θ大时FN大 B．若F一定，θ小时FN大 C．若θ一定，F大时FN大 D．若θ一定，F小时FN大 BC　解析：选木楔为研究对象，木楔受到的力有： 水平向左的力F和两侧给它的与它的斜面垂直的弹力， 由于木楔处于平衡状态，所以两侧给木楔的垂直斜面的 弹力与F沿两侧分解的推力是相等的，力F的分解如图所示。则F＝FN1sin eq \f(θ,2) ＋FN2sin eq \f(θ,2) ＝2FN1sin eq \f(θ,2) ，又因为 FN＝FN1＝FN2，故解得FN＝ eq \f(F,2sin \f(θ,2)) ，所以F一定时，θ越小，FN越大；θ一定时，F越大，FN越大，B、C正确。 ) eq \a\vs4\al( 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．(2024·福建漳州模拟)如图所示，有5个力作用于同一点O，表示这5个力的有向线段恰好构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，已知F1＝10 N，则这5个力的合力大小为(　　) A．50 N B．30 N C．20 N D．10 N B　解析：利用三角形定则可知，F2和F4的合力等于F1，F5和F3的合力也等于F1，所以这5个力的合力大小为3F1＝30 N，B正确。 2．(2024·广东汕尾模拟)射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目，中国队有较强的实力。射箭时，刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N，对箭产生的作用力为120 N，其弓弦的拉力如图中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图中F所示，则弓弦的夹角α应为(cos 53°＝0.6)(　　) A．53° B．127° C．143° D．106° D　解析：弓弦拉力的合成如图所示，由于F1＝F2，由几何关系得2F1cos eq \f(α,2) ＝F，有cos eq \f(α,2) ＝ eq \f(F,2F1) ＝ eq \f(120 N,2×100 N) ＝0.6，所以 eq \f(α,2) ＝53°，即α＝106°，D正确。 考点二　力的分解 巧选分解方法 1.力的效果分解法 (1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向； (2)再根据两个实际分力的方向画平行四边形； (3)最后由三角形知识求解两分力的大小。 2．力的正交分解法 (1)建立坐标轴的原则：在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则，尽可能让更多的力在坐标轴上；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向建立坐标系。 (2)求多个力的合力的思路：将各个力沿x轴，y轴分解，如图所示。 x轴上的合力： Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋… y轴上的合力：Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋… 合力的大小：F＝ eq \r(Fx2＋Fy2) 合力方向：与x轴夹角为θ，其中tan θ＝ eq \f(Fy,Fx) 。 [典例1] (2024·湖南岳阳测试)质量为m的物体置于倾角θ＝30°的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ＝ eq \f(\r(3),3) 。如图甲所示，先用水平推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑。如图乙所示，若改用平行于斜面的推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力大小之比F1∶F2为(　　) A．1∶ eq \r(3) B． eq \r(3) ∶1 C．1∶1 D．2 eq \r(3) ∶1 B　解析：物体做匀速运动，对题图甲中物体受力分析，如图甲所示，可得F1cos θ＝mg sin θ＋μ(mg cos θ＋F1sin θ)；对题图乙中物体受力分析，如图乙所示，可得F2＝μmg cos θ＋mg sin θ，可得 eq \f(F1,F2) ＝ eq \f(\f(sin θ＋μcos θ,cos θ－μsin θ),μcos θ＋sin θ) ＝ eq \r(3) ∶1，B正确。 INCLUDEPICTURE "2025版优化指导.高考总复习.第1轮.物理（配人教多选版）教用/ylwle578.tif" \* MERGEFORMAT 甲 乙 力的分解中的多解问题 1.同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力，如图甲所示。 2．已知合力F的大小和方向及一个分力F1的方向，当两个分力垂直时，另一个分力F2有最小值F2min＝F sin α，如图乙所示。 3．已知合力F的方向及一个分力F1的大小和方向，当另一个分力与合力方向垂直时，另一个分力F2有最小值F2min＝F1sin α，如图丙所示。 [典例2] (2024·浙江桐乡模拟)已知两个共点力的合力为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30 N，则(　　) A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的 C．F2有两个可能的方向 D．F2可取任意方向 C　解析：如图所示，由F1、F2和F的矢量三角形图可以看出，因F2＝30 N＞F20＝25 N且F2＜F，所以F1的大小有两个，即F1′和F1″，F2的方向有两个，即F2′的方向和F2″的方向，C正确。 3．(2024·安徽合肥八中模拟)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对铅笔的作用效果为压力，对倾斜细绳的作用效果为拉力，A正确。 4．(2024·重庆主城区模拟)如图所示，物体静止于光滑水平面M上，水平恒力F1作用于物体上，现要使物体沿着OO′方向做直线运动(F1和OO′都在M平面内)，那么必须同时再施加一个力F2，则F2的最小值是(　　) A．F1cos θ B．F1sin θ C．F1tan θ D． eq \f(F1,tan θ) B　解析：要使物体沿OO′方向做直线运动，则物体受到的合力F沿OO′方向，如图所示，由三角形定则知，当F2方向垂直OO′时，F2有最小值，F2min＝F1sin θ，B正确。 考点三　突破“活结、死结”及“动杆、定杆”问题的方法 1．“活结”两侧绳子中的弹力一定相等，它们合力的方向一定沿两绳的角平分线方向；“死结”两侧是两根独立的绳子，两绳中的弹力不一定相等。 2．受力平衡时，“动杆”自由端受到的合力一定沿轻杆的方向，而“定杆”自由端受到的合力不一定沿轻杆的方向。 [典例3] (多选)如图所示，杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮。重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，整个装置处于静止状态。若将绳的A端沿墙缓慢向下移，同时使杆绕B缓慢转动，该过程中可认为装置仍然处于静止状态。(杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)则(　　) A．绳的拉力不变，BC杆所受绳的压力增大 B．绳的拉力不变，BC杆所受绳的压力减小 C．必须使杆绕B顺时针转动 D．必须使杆绕B逆时针转动 AD　解析：动滑轮不改变力的大小，绳的拉力始终等于重物重力的大小；绳的拉力不变时，夹角越小，合力越大，则BC杆所受绳的压力增大，A正确，B错误；由平行四边形定则作图可知，将绳的A端沿墙缓慢向下移，则AC绳逆时针转动，其对角线即合力也逆时针转动，所以必须使杆绕B逆时针转动，C错误，D正确。 5．(2024·山东青岛模拟)如图，A、B两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态。现将绳子一端P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是(　　) A．夹角θ将变小 B．夹角θ将变大 C．物体B位置将变高 D．绳子张力将增大 C　解析：由题意知绳子张力始终与物体B的重力等大，所以绳子张力不变，D错误；因为物体A的重力不变，所以绳子与水平方向的夹角不变，A、B错误；当绳子一端从P点缓慢移到Q点，物体A会下落，则物体B位置会升高，C正确。 6．如图甲所示，吊车是建筑工地常用的一种大型机械。为了便于研究问题，将它简化成如图乙所示的模型，硬杆OB的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上；质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升，不计定滑轮的质量以及滑轮与轴承之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　) A．OA段绳索受到的拉力小于mg B．OA段绳索受到的拉力大于mg C．OB杆对定滑轮的支持力小于2mg D．绳索对定滑轮的作用力大于2mg C　解析：物体被匀速提升，所以绳索的拉力F与物体的重力mg平衡，则F＝mg，A、B错误；定滑轮处受力如图所示，设两绳索之间的夹角为2α，则绳索对定滑轮的作用力F合＝2mg cos α，由于0＜α＜ eq \f(π,2) ，则F合＜2mg；定滑轮受到两根绳索的拉力F和杆的支持力，三力平衡，所以OB杆对定滑轮的支持力与F合等大反向，则OB杆对定滑轮的支持力小于2mg，C正确，D错误。 1．(经典高考题)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则 (　　) A．只要有方向的物理量一定是矢量 B．F与F1、F2是等效替代的关系，F与F1、F2同时作用在物体上 C．F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变 D．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍 D　解析：相加时遵循平行四边形定则的物理量才是矢量，A错误；只有真实的力才是作用在物体上的，F与F1、F2仅仅是等效替代的关系，B错误；根据平行四边形定则可知，F1增加10 N，F2减少10 N，F一定变化，C错误；F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，D正确。 2．(2021·重庆卷)如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为30°，则该力在水平方向的分力大小为(　　) A．2F B． eq \r(3) F C．F D． eq \f(\r(3),2) F D　解析：沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为F cos 30°＝ eq \f(\r(3),2) F，D正确。 3．(2021·广东卷)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(　　) A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 B　解析：将拉力F正交分解，在x方向可得出Fx曲＝F sin α，Fx直＝F sin β；在y方向可得出Fy曲＝F cos α，Fy直＝F cos β；由题意可知α < β，则sin α＜sin β，cos α＞cos β，因此Fx曲 <Fx直，Fy曲 > Fy直，A错误，B正确；耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，时刻等大、反向，与两种犁的运动状态无关，C、D错误。 $$