第3章 第2课时 力的合成和分解受力分析物体的平衡-【学考一号】2025年高中物理学业水平复习方略课堂精讲

对点典例 如图所示袁车停在水平地面 上袁桶放在车上袁则下列属于一对作用力与反 作用力的是 渊 冤 A援 车所受重力与车对地面的压力 B援 桶对车的压力与车对地面的压力 C援 桶所受重力与车对桶的支持力 D援 桶对车的压力与车对桶的支持力 对点训练 咱2024窑杭州测试暂如图所示袁 甲尧乙两同学掰手腕游戏袁甲同学野掰倒冶乙同 学时袁下列说法正确的是 渊 冤 A. 甲对乙的力和乙对甲的力始终大小相等 B. 甲对乙的力小于乙对甲的力 C. 甲对乙的力和乙对甲的力是一对平衡力 D. 甲对乙的力大于乙对甲的力 第 2 课时 力的合成和分解 受力分析 物体的平衡 构·网络体系 力的 合成 和分 解 等效替代关系 如果一个力的作用效果与几个力共同 作用的效果相同袁则这个力叫作那几个 力的合力袁那几个力叫作这个力的分力 关系 合力与分力 求一个力的分力的过程 平行四边形定则 求几个力的合力的过程 力的合成 力的分解 正交分解法 效果分解法 分解方法 Fy 合=0 Fx 合=0 F 合=0 物体处于静止状态或匀速直线运动状态 受力分析的一般顺序院重力尧弹力尧摩擦 力尧其他力袁并画出受力示意图受力分析 平衡状态 平衡条件 作用于物体的同一点或作用线交于一点的力共点力 若处于平衡状态的物体受到三个以上 力的作用袁则其中任意一个力与其他力 的合力一定大小相等尧方向相反 若处于平衡状态的物体受三个力作 用袁 则这三个力中的任意两个力的合力 一定与第三个力大小相等尧方向相反尧作 用在一条直线上 若处于平衡状态的物体仅受到两个 力作用袁则这两个力一定大小相等尧方向 相反尧作用在一条直线上袁即二力平衡 共 点 力 的 平 衡 推 论 揖课程要求铱 殷通过实验袁了解力的合成与分解袁知道矢量和标量遥能用 共点力的平衡条件分析生产生活中的问题遥 揖学业要求铱 殷能对物体进行受力分析袁能用平行四边形法则进行简单 的力的合成和分解计算袁学会共点力平衡条件的应用遥 课 程 标 准 受力分析 共点力的平衡 考点 力的合成和分解 真题归类 2022.1袁6袁3分 2022.1袁22袁10分 2023.1袁7袁3分 2023.1袁8袁3分 2023.1袁14袁3分 2023.1袁22袁10分 第三章 相互作用要要力 11 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 知识点一 力的合成和分解 1. 合力与分力 渊1冤定义院如果一个力产生的效果跟几个 力共同作用的效果相同袁这一个力就叫作那几 个力的合力袁那几个力就叫作这个力的分力遥 渊2冤关系院合力和分力是一种等效替代关系遥 2. 共点力院几个力作用在物体的同一点袁或 它们的作用线的延长线交于同一点的力遥 3. 力的合成和分解院求几个力的合力的过 程叫作力的合成袁求一个力的分力的过程叫作 力的分解遥 4. 力的合成和分解运算法则 平行四边形定则院求两个互成角度的共点 力 F1袁F2的合力袁可以用表示 F1袁F2的有向线段 为邻边作平行四边形袁平行四边形的对角线就 表示合力的大小和方向袁如图所示遥 对点典例 咱2024窑丽水测试暂如图袁把一 个物体放在倾角为 兹的斜面上袁物体受重力 G 渊物体还受到其他力的作用袁图中没有画出冤遥现 在需要沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向 对物体的运动分别进行研究袁把重力 G 沿平行 于斜面和垂直于斜面方向分解为 F1和 F2袁求院 渊1冤在图中画出重力 G 的分解示意图遥 渊2冤F1的大小遥 渊3冤F2的大小遥 揖点拨铱 高中阶段常见的按效果分解力的 情形院 对点训练 某物体同时受到 2 个共点力 作用袁在如图所示的四种情况中渊坐标纸中每 格的边长均表示 1 N 大小的力冤袁物体所受合 外力最大的是 渊 冤 学·知识清单 F F1 F2 F2平移 F F1 F2 实例 分解思路 拉力 F 可分解为水平分力 F1 = Fcos 琢和竖直分力 F2=Fsin 琢 重力分解为沿斜面向下的力 F1= mgsin 琢和垂直斜面向下的力 F2= mgcos 琢 重力分解为使球压紧挡板的分力 F1=mgtan 琢和使球压紧斜面的分 力 F2= mgcos 琢 重力分解为使球压紧竖直墙壁的 分力 F1=mgtan 琢和使球拉紧悬线 的分力 F2= mgcos 琢 小球重力分解为使物体拉紧 AO 线的分力 F2和使物体拉紧 BO线 的分力 F1袁大小为 F1=F2= mg2sin 琢 拉力 F分解为拉伸 AB的分力 F1= Ftan 琢 和压缩 BC 的分力 F2 = Fcos 琢 琢 F1 F2 F F1 琢 mg F2琢 琢 F1 琢 F2 mg mg 琢 琢 F2 F1 琢 琢 琢琢 A B F2 O F1 mg F1 琢 琢 A B F2 FC F1 F2 F1 F2 F1F2 F1 F2A DC B C G O B 兹A 12 逃 逸 塔 逃逸主 发动机 兹 知识点二 受力分析 1. 受力分析的一般顺序 先分析重力袁然后分析接触力渊弹力尧摩擦 力冤袁最后分析其他力渊电磁力尧浮力等冤遥 2. 受力分析的基本步骤 渊1冤明确研究对象要要即确定分析受力的 物体袁研究对象可以是单个物体袁也可以是多 个物体组成的系统遥 渊2冤隔离物体分析要要将研究对象从周围 的物体中隔离出来袁进而分析周围物体有哪些 对它施加了力的作用遥 渊3冤画受力示意图要要边分析边将力一一 画在受力示意图上袁准确标出力的方向袁标明 各力的符号遥 对点典例 如图所示袁在 2022 年北京冬 奥会单板大跳台比赛中袁一位运动员从跳台 上腾空而起遥运动员和单板在空中时袁受到的 力有 渊 冤 A援 重力尧冲力 B援 重力尧空气阻力 C援 重力尧空气阻力尧冲力 D援 空气阻力尧冲力 对点训练 咱2024窑宁波测试暂如图所示袁 在无风的房间内袁一个氢气球由静止释放袁在浮 力的作用下往上飘后最终静止于倾斜天花板 上袁关于该氢气球的受力袁下列说法正确的是 渊 冤 A. 气球受到四个力的作用 B. 天花板对气球的弹力竖直向下 C. 天花板对气球的弹力是由于气球发生 形变而引起的 D. 气球对天花板的摩擦力沿天花板平面 向下 知识点三 共点力平衡条件及应用 1. 共点力作用下物体的平衡 平衡状态院物体处于静止或匀速直线运动 状态遥 共点力的平衡条件院F 合=0或者 Fx 合=0袁 Fy 合=0遥嗓 2. 共点力平衡的重要推论 如果物体在三个共点力的作用下处于平 衡状态袁其中任意两个力的合力一定与第三个 力大小相等袁方向相反遥 对点典例 如图是位于运载火箭顶部的 逃逸塔袁塔身外侧对称分布四个喷口朝向斜下 方的逃逸主发动机遥 每个主发动机产生的推力 大小为 F袁其方向与逃逸塔身夹角为 兹遥 四个主 发动机同时工作时袁逃逸塔获得的推力大小为 渊 冤 A援 4F B援 4Fsin 兹 C援 4Fcos 兹 D援 Fsin 兹 对点训练 咱2024窑温州测试暂 杂技实现了力与美的完美结合遥 如 图是男演员在水平地面用双手举起 女演员的场景袁两位杂技演员均处于 静止状态袁下列说法正确的是 渊 冤 第三章 相互作用要要力 13 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 A. 男演员受到地面的摩擦力一定存在 B. 男演员对女演员的作用力方向为左上方 C. 水平地面对男演员的支持力和男演员 的重力是一对平衡力 D. 女演员对男演员的作用力大小等于男 演员对女演员的作用力大小 知识点四 动态平衡 1. 动态平衡院是指平衡问题中的一部分力 是变力袁随着问题情景的变化袁某些力的大小 和方向均要发生变化袁所以叫动态平衡遥 2. 基本思路院化野动冶为野静冶袁野静冶中求野动冶遥 3. 基本方法院图解法和解析法遥 对点典例 如图所示袁吊环比赛中体操 运动员双臂缓慢对称撑开袁两吊绳的张角逐渐 增大的过程中袁以下说法正确的是 渊 冤 A. 每根吊绳的拉力变小 B. 每根吊绳的拉力变大 C. 两吊绳对运动员拉力的合力变小 D. 两吊绳对运动员拉力的合力变大 对点训练 咱2024窑杭州测试暂如图所示袁 某同学将一块物块轻放在塑料直尺的一端袁并 将该端伸出水平桌面边缘遥 现将直尺缓慢向外 移动袁弯曲程度变大袁物块相对直尺始终保持 静止袁则在此过程中 渊 冤 A. 物块对直尺的压力是直尺发生形变而 产生的 B. 物块受到的摩擦力在不断减小 C. 直尺对物块的作用力大于物块对直尺 的作用力 D. 直尺对物块的作用力方向始终竖直向上 直尺 物块 14 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 揖对点训练铱 C揖解析铱由 h越 12 gt2得 t越 2hg姨 遥 知识点四 匀变速直线运动的综合应用 揖对点典例铱 D揖解析铱根据 v-t图像与时间轴所围的面积 表示位移袁可知该物体的位移大于 v0t02 袁A 错误曰由图可得表 达式为 v2=x袁根据公式 v2-v02=2ax袁可得加速度大小 a=0.5 m/ s2袁B错误曰根据 驻v=a驻t可知袁阴影面积表示 t1到 t2时间内物体 的速度变化量袁C错误曰由图可得 xt =5t-5袁根据 x=v0t+ 12 at2袁变 形得 xt =v0+ 12 at袁可得 v0=-5 m/s袁a=10 m/s2袁则 t=2 s时物体的 速度大小 v=v0+at=15 m/s袁D正确遥 揖对点训练铱 渊1冤v0=108 km/h=30 m/s袁t=2 s袁则 L=v0t=60 m遥 渊2冤汽车刹车后 2 s的速度大小为 v=v0-at=0遥 渊3冤汽车刹车后 2 s停止运动袁则 3 s内位移是 x=v02 t=30 m遥 第三章 相互作用要要力 第 1课时 相互作用要要力 揖学窑知识清单铱 知识点一 重力 揖对点典例铱 D揖解析铱只有两极和赤道处重力指向地心袁 A错误曰重心与物体的形状和质量分布有关袁几何中心不一定 与其重心重合袁B错误曰悬挂法只能用于测定具有固定形状物 体的重心袁C错误曰物体所受重力大小取决于物体质量和当地 的重力加速度袁D正确遥 揖对点训练铱 C揖解析铱在赤道上袁不同海拔高度上的重力 加速度不相等袁C错误遥 知识点二 弹力 揖对点典例铱 D揖解析铱脚运动状态不能确定袁则足球对脚 的弹力方向也不能确定袁A尧B错误曰足球对脚的弹力是由球的 形变产生的袁C错误袁D正确遥 揖对点训练铱 B揖解析铱设弹簧的原长为 L袁则有 k渊l1-L冤= fmax袁k渊L-l2冤=fmax袁联立可得 L= l1+l22 遥 知识点三 摩擦力 揖对点典例铱 C揖解析铱物体刚要开始运动时弹簧的弹力大 小为 F1=kx1=300伊3伊10-2 m=9 N袁A错误曰 物体匀速运动时受到 的摩擦力大小等于弹簧弹力的大小袁为 f=F2=kx2=300伊2伊10-2 m= 6 N袁B错误曰fmax=F1=9 N袁C正确曰根据 f=滋FN=滋mg袁解得 滋=0.2袁D 错误遥 揖对点训练铱 B揖解析铱若斜面光滑袁物块会下滑袁说明物 块相对于斜面有向下滑动的趋势袁故物块受到沿斜面向上 的静摩擦力袁B正确遥 知识点四 牛顿第三定律 揖对点典例铱 D揖解析铱根据相互作用力的定义可知桶对车 的压力与车对桶的支持力是一对作用力与反作用力袁D正确遥 揖对点训练铱 A揖解析铱甲对乙的力和乙对甲的力是一对作 用力与反作用力袁大小始终相等遥 第 2课时 力的合成和分解 受力分析 物体的平衡 揖学窑知识清单铱 知识点一 力的合成和分解 揖对点典例铱 渊1冤受力分析如图所示遥 渊2冤渊3冤F1=Gsin 兹袁F2=Gcos 兹遥 揖对点训练铱 C揖解析铱A中合力的大小为 F合=3 N袁如图 1 所示曰B中合力的大小为 F合= 32+42姨 N=5 N袁 如图 2所示曰C 中合力的大小为 F合=4 2姨 N袁 如图 3所示曰D中合力的大小 为 F合=3 N袁如图 4所示遥 知识点二 受力分析 揖对点典例铱 B揖解析铱运动员和单板在空中时袁受到重力 和空气阻力袁没有冲力袁B正确遥 揖对点训练铱 A揖解析铱气球受重力尧天花板对气球的弹力袁 天花板对气球的摩擦力以及空气浮力这四个力的作用袁A 正 确曰天花板对气球的弹力垂直于天花板斜向下袁B错误曰天花板 对气球的弹力是由于天花板发生形变而引起的袁C错误曰气球 能够上飘袁说明浮力大于重力袁天花板对气球的摩擦力沿着天 花板斜面向下袁根据牛顿第三定律可知袁气球对天花板的摩擦 力沿天花板平面向上袁D错误遥 知识点三 共点力平衡条件及应用 揖对点典例铱 C揖解析铱将力 F分解到水平和竖直方向袁四 个主发动机同时工作时袁水平方向分力平衡袁则逃逸塔获得的 推力为竖直方向分力的合力袁大小为 F 推=4Fcos 兹袁C正确遥 揖对点训练铱 D揖解析铱以两位演员整体为研究对象袁由于 处于静止状态袁与水平地面之间没有相对运动趋势袁因此男演 员与地面之间没有摩擦力袁A错误曰以女演员为研究对象袁男演 员对女演员的作用力和女演员受到的重力等大反向袁因此男演 员对女演员的作用力方向竖直向上袁B错误曰 水平地面对男演 员的支持力和男女演员的总重力是一对平衡力袁C错误曰 由牛 顿第三定律可知袁相互作用力大小相等袁D正确遥 F1F2 F合 F1 F2 图 2 F合 图 1 F1 F2 F合 图 3 F1 F2 F合 图 4 C G O B 兹A 兹 F2 F1 82 知识点四 动态平衡 揖对点典例铱 B揖解析铱设吊绳与竖直方向夹角为 兹袁根据 平衡条件有 2Tcos 兹=mg袁夹角 兹增大袁则绳拉力 T增大袁两吊绳 拉力的合力不变袁B正确遥 揖对点训练铱 D揖解析铱物块对直尺的压力是物块发生形变 而产生的袁A错误曰直尺的右端斜面与水平方向的夹角逐渐变 大袁则摩擦力 f=mgsin 兹不断增大袁B错误曰直尺对物块的作用 力与物块对直尺的作用力是相互作用力袁总是等大反向袁C错 误曰直尺对物块的作用力与物块的重力等大反向袁D正确遥 第四章 运动和力的关系 第 1课时 运动和力的关系 揖学窑知识清单铱 知识点一 牛顿第一定律 揖对点典例铱 D揖解析铱野冲淡冶重力是指铜球的加速度变小 了袁A错误曰伽利略的时代还不能准确测量物体的瞬时速度袁 也就无法测出铜球速度随时间的变化规律袁B错误曰伽利略对 倾角为 90毅的情况进行了合理外推袁C错误遥 揖对点训练铱 A揖解析铱质量是物体惯性的量度袁A正确曰在 野空间站冶工作的宇航员在舱中悬浮或静止是处于完全失重状 态袁B错误曰牛顿第一定律是牛顿总结归纳前人学说袁通过推理 得出的袁C错误曰形状规则的物体袁如果质量分布不均匀袁其重 心不一定与它的几何中心重合袁D错误遥 知识点二 牛顿第二定律 揖对点典例铱 B揖解析铱根据 F=ma可知袁如果加速度很大袁 所受的合外力不一定很大袁A错误曰物体所受的合力方向和加 速度方向相同袁但是与速度方向不一定相同袁C错误曰一旦物体 所受的合力为零袁则运动物体的加速度立即为零袁但是其运动 并不一定停止袁D错误遥 揖对点训练铱 B揖解析铱从起跳至最低点 B经历三个阶段院 到 A 点前只受重力袁做自由落体运动曰过 A 点后开始受弹力袁 加速度向下且减小袁做加速度减小的变加速运动袁当弹力等于 重力时袁加速度减为零袁速度达到最大袁此后弹力大于重力袁加 速度向上袁向下做加速度增大的变减速运动袁至 B点速度减为 零遥最大速度在 A尧B两点之间的某一位置曰在 B点袁虽然速度 为零袁但合外力向上且最大袁B正确遥 知识点三 力学单位制 揖对点典例铱 A 揖对点训练铱 D揖解析铱米尧千克尧秒是基本单位袁A错误曰力 的单位野牛顿冶是国际单位制中的一个导出单位袁B错误曰所有 单位制都是由基本单位和导出单位组成袁C错误曰根据 F=滓L袁 物理量 滓的单位可表示为Nm = kg窑m/s 2 m =kg/s2袁D正确遥 第 2课时 牛顿运动定律的应用 揖学窑知识清单铱 知识点一 超重与失重 揖对点典例铱 C揖解析铱手机和手先一起向下加速袁再自由 下落袁当碰到手掌时袁手机向下减速遥 t1时刻对应的是手机自由 下落的时刻袁手机的加速度为 g袁t1到 t2先失重再超重袁t2时刻 手机的加速度向上袁运动方向竖直向下袁C正确遥 揖对点训练铱 B揖解析铱网球从接触鼓面到运动至最低点过 程中袁鼓面对网球的弹力逐渐增大袁刚开始鼓面对网球的弹力 小于网球的重力袁网球向下做加速度逐渐减小的加速运动袁当 鼓面对网球的弹力等于网球的重力时袁 网球速度达到最大袁此 后鼓面对网球的弹力大于网球的重力袁网球向下做加速度逐渐 增大的减速运动袁网球离开鼓面后袁只受重力作用袁有向下的加 速度袁在空中失重袁B正确遥 知识点二 整体法与隔离法 揖对点典例铱 渊1冤对 A 球受力分析袁如 图 1 所示袁F1a= Gcos 兹1 =2G遥 F1b =Gtan 兹1 = 3姨 G遥 同理袁对 B球受力分析可得 F1c= Gcos 兹1 =2G遥 渊2冤将 A尧B两球看作整体受力分析袁 如图 2 所示袁F2a= 2Gcos 兹2 = 4 3姨3 G遥 F2c= 2Gtan 兹2= 2 3姨3 G遥 对 B球受力分析可得 F2b= F2c2+G2姨 = 21姨3 G遥 揖对点训练铱 D揖解析铱在断裂后瞬间袁4号灯笼只受到重 力作用袁所以加速度大小为 g袁A错误曰在绳子断裂前袁设竹竿对 灯笼的作用力为 F袁对整体有 F=4mg袁绳子突然断裂的一瞬间袁 竹竿对灯笼的作用力不变袁则 1号灯笼与竹竿间绳子的张力大 小为 F=4mg袁D正确曰对 1尧2尧3号灯笼整体分析可得 F-3mg= 3ma袁联立解得 a= 13 g袁方向竖直向上袁B错误曰设 2号灯笼对 3 号灯笼的作用力为 F23袁以 3号灯笼为对象袁有 F23-mg=ma袁解得 F23= 43 mg袁C错误遥 知识点三 已知运动情况求受力 揖对点典例铱 渊1冤渊2冤设划水阶段和挥桨阶段赛艇的加速 度大小均为 a袁设赛艇的最大速度为 vmax袁x 加=v0t+ 12 at2袁x 减=vmaxt- 12 at2袁x=x 加+x 减袁vmax=v0+at袁由题意知 x=4.5 m袁v0=4 m/s袁t=0.5 s袁 解得 a=2 m/s2袁vmax=5 m/s袁x 加=2.25 m遥 渊3冤设动力大小为 F袁阻力大小为 f袁由牛顿第二定律可得袁 划水阶段有 F-f=ma袁空中挥桨阶段有 f=ma袁解得 F=960 N遥 揖对点训练铱 渊1冤如图所示遥 渊2冤根据运动学公式有 L= 12 at2袁 解得 a= 2Lt2 =2.5 m/s2遥 渊3冤f=滋FN=滋mgcos 兹袁根据牛顿第二定律得 mgsin 兹-f=ma袁 图 2 2G F2c 兹2 F2a 图 1 G F1b兹1 F1a 课堂精讲参考答案与解析 G FNf 兹 83