第二章 第2讲 力的合成与分解-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课件PPT

第2讲　力的合成与分解 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课前 双基复盘 课堂 研透考点 01 02 提升 学科素养 03 课后 素养提能 04 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课前 双基复盘 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课堂 研透考点 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 提升 学科素养 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课时作业 点击进入WORD链接 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 [知识点一]　力的合成　 1．合力与分力 (1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，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：合力与分力是　等效替代　关系． 2．共点力 作用在一个物体上，作用线或作用线的　延长线　交于一点的几个力．如图所示均是共点力． 3．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，可以用表示这两个力的线段为　邻边　作平行四边形，这两个　邻边　之间的对角线就表示合力的　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． 甲　　　　　　　　乙 [知识点二]　力的分解　 1．矢量、标量 (1)矢量 既有大小又有　方向　的物理量．运算时遵从　平行四边形定则　(或三角形定则)． (2)标量 只有大小　没有方向　的物理量．运算时按　算术法则　相加减．有的标量也有方向． 2．力的分解 (1)定义 求一个力的　分力　的过程．力的分解是　力的合成　的逆运算． (2)遵循的原则 ①　平行四边形　定则． ②　三角形　定则． (3)分解方法 ①力的效果分解法． ②正交分解法． 1．(人教版必修第一册P75·T5改编)(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F.以下说法正确的是(　　) A．若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越大 B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大 C．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大 D．合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的 答案：AD 2．(人教版必修第一册 P71·T7改编)如图所示，把光滑斜面上的物体所受的重力mg分解为F1、F2两个力．图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是(　　) A．F1是斜面作用在物体上使物体沿斜面下滑的力 B．物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用 C．F2是物体对斜面的压力 D．FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同 解析：D　[F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，但施力物体不是斜面，A项错误；物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2是重力的两个分力，B项错误，F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压紧斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但不是同一个力，C项错误；合力与分力的作用效果相同，D项正确．] 3. (人教版必修第一册P75·T6改编)如图所示，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，现有一个与水平方向成45°角的拉力F斜向上拉着木箱，分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴与y轴建立坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力，则分力Fx和Fy的大小分别为(　　) A．Fcos 15°，Fsin15°　 B．Fcos 30°，Fsin 30° C．Fcos 45°，Fsin 45° D．Fcos 60°，Fsin 60° 解析：B　[将F分解为x方向和y方向，如图所示， 根据平行四边形定则，x方向上分力为Fx＝Fcos(45°－15°)＝Fcos 30°，y方向分力为Fy＝Fsin(45°－15°)＝Fsin 30°，故选B.] 考点一　共点力的合成 1．共点力合成的常用方法 (1)作图法：从力的作用点起，按同一标度作出两个分力F1和F2的图示，再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形，画出过作用点的对角线，量出对角线的长度，计算出合力的大小，量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示)． (2)计算法：几种特殊情况的共点力的合成． 类型 作图 合力的计算 ①互相 垂直 F＝eq \r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2)) tan θ＝eq \f(F1,F2) ②两力等大，夹角为θ F＝2F1coseq \f(θ,2) F与F1夹角为eq \f(θ,2) ③两力等大且夹角为120° 合力与分力等大 (3)力的三角形定则：将表示两个力的图示(或示意图)保持原来的方向依次首尾相接，从第一个力的作用点，到第二个力的箭头的有向线段为合力．平行四边形定则与三角形定则的关系如图甲、乙所示． 2．合力的大小范围 (1)两个共点力的合成 |F1－F2|≤F合≤F1＋F2 即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|，当两力同向时，合力最大，为F1＋F2. (2)三个共点力的合成 ①三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3. ②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，则三个力的合力最小值为零；如果第三个力不在这个范围内，则合力最小值等于最大的力减去另外两个力． [典例1]　(多选)在探究共点力合成的实验中，得到如图所示的合力F与两力夹角θ的关系图像，则下列说法正确的是(　　) A．2 N≤F≤14 N B．2 N≤F≤10 N C．两分力大小分别为2 N和8 N D．两分力大小分别为6 N和8 N 解析：AD　[由题图可知eq \r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝10 N，F1－F2＝2 N．所以F1＝8 N，F2＝6 N，合力最大值为14 N，最小值为2 N．] [典例2]　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．如图甲所示，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，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示，则弓弦的夹角α应为(cos53°＝0.6)(　　) A．53°　 B．127°　　 C．143°　　 D．106° 解析：D　[弓弦拉力的合成如题图所示，由于F1＝F2，由几何关系得2F1coseq \f(α,2)＝F，解得coseq \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°，故D正确．] [典例3]　(2023·浙江6月，6)如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为(　　) A．Fa＝0.6G，Fb＝0.4G B．Fa＝0.4G，Fb＝0.6G C．Fa＝0.8G，Fb＝0.6G D．Fa＝0.6G，Fb＝0.8G 解析：D　[对光滑圆柱体受力分析如图 由题意有Fa＝Gsin 37°＝0.6 G， Fb＝Gcos 37°＝0.8G，故选D.] 　合力与分力的关系 (1)两个分力一定时，夹角θ越大，合力越小． (2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大． (3)合力可以大于分力，可以等于分力，也可以小于分力． 　如图为汽车的机械式手刹(驻车器)系统的结构示意图，结构对称．当拉动手刹拉杆时，手刹拉索(不可伸缩)就会拉紧，拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器，从而实现驻车的目的．则以下说法正确的是(　　) A．当OD、OC两拉索夹角为60°时，三根拉索的拉力大小相等 B．拉动手刹拉杆时，拉索AO上拉力总比拉索OD和OC中任何一根拉力大 C．若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，则拉索OD、OC拉力越大 D．若保持OD、OC两拉索拉力大小不变，OD、OC两拉索越短，则拉动拉索AO越省力 解析：D　[A.当OD、OC两拉索夹角为120°时，三根拉索的拉力大小才相等，选项A错误；B.拉动手刹拉杆时，当OD、OC两拉索夹角大于120°时，拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一个拉力都小，选项B错误；C.根据平行四边形定则可知，若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越小，选项C错误；D.若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，则两力夹角越大，合力越小，即拉动拉索AO越省力，选项D正确．故选D.] 考点二　力分解的两种方法 1．按作用效果分解力的一般思路 2．正交分解法 (1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法． (2)建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)；在动力学中，通常以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系． (3)方法：物体受到F1、F2、F3…多个力作用求合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解． x轴上的合力： Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋… y轴上的合力： Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋… 合力大小：F＝eq \r(F\o\al(2,x)＋F\o\al(2,y)) 合力方向：与x轴夹角设为θ，则tan θ＝eq \f(Fy,Fx). [典例4]　 (多选)将一个F＝10 N的力分解为两个分力，如果已知其中一个不为零的分力F1方向与F成30°角，则关于另一个分力F2，下列说法正确的是(　　) A．F2的方向不可能与F平行 B．F1的大小不可能小于5 N C．F2的大小可能小于5 N D．F2的方向与F1垂直时，F2最小 [解析]　AD　[根据力的平行四边形定则，F2的方向不可能与F平行，故A正确；两个分力和合力只要组成一个矢量三角形即可，因此F1的大小可能小于5 N，故B错误；当F2的方向与F1垂直时F2最小，大小为Fsin 30°＝5 N，故C错误，D正确．] [典例5]　 (多选)如图所示为缓慢关门时(图中箭头方向)门锁的示意图，锁舌尖角为37°，此时弹簧弹力为24 N，锁舌表面较光滑，摩擦不计(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，下列说法正确的是(　　) A．此时锁壳碰锁舌的弹力为40 N B．此时锁壳碰锁舌的弹力为30 N C．关门时锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大 D．关门时锁壳碰锁舌的弹力保持不变 [解析]　AC　[锁壳碰锁舌的弹力分解如图所示， 其中F1＝FNsin 37°，且此时F1大小等于弹簧的弹力24 N，解得锁壳碰锁舌的弹力为40 N，A正确，B错误；关门时，弹簧的压缩量增大，弹簧的弹力增大，故锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大，C正确，D错误．] [典例6]　 (2024·湖北卷，6)如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°.假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为(　　) A.eq \f(\r(3),3)f　　　　　　 B.eq \f(\r(21),3)f C．2f D．3f [解析]　B　[根据题意对S受力分析如图 正交分解可知2Tcos30°＝f，所以有T＝eq \f(\r(3),3)f，对P受力分析如图 则有(Tsin30°)2＋(f＋Tcos30°)2＝F2， 解得F＝eq \f(\r(21)f,3)，故选B.] 　(本题源于粤教版必修第一册P100·例题)岸边两人同时用力拉小船，两力的大小和方向如图所示．请分别用作图法和计算法求出这两个力的合力． 两人拉小船示意图 答案：600 N，方向与F1成60° 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、骨骼关节等部位进行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.eq \f(F,2sin\f(θ,2))　　　　　　 B.eq \f(F,2cos\f(θ,2)) C.eq \f(F,2tan\f(θ,2)) D.eq \f(1,2)F tan eq \f(θ,2) [解析]　D　[把F分解到沿大腿骨和沿小腿骨方向上，则它们之间的夹角为θ，若两个分力的大小为F1，则有2F1cos eq \f(θ,2)＝F.若忽略小腿的重力，力F沿小腿方向的使小腿蹬地面的力等于脚掌对地面的作用力F1′.把力F1′分解为竖直和水平两个方向，竖直方向上的分力F2″＝F1sin eq \f(θ,2)，联立可得：F2″＝eq \f(1,2)F tan eq \f(θ,2)；根据牛顿第三定律，地面对脚掌的弹力N＝F2″＝eq \f(1,2)F tan eq \f(θ,2)，故选D.] “活结”和“死结”及“动杆”和“定杆”模型 “活结”和“死结”模型 模型概述 模型示例 死结 理解为绳子的结点是固定的，“死结”两侧的是两根独立的绳，两根绳产生的弹力不一定相等 活结 理解为绳子的结点可以移动，一般是由绳跨过滑轮或光滑挂钩而形成的．“活结”两侧的两个弹力大小一定相等，它们合力的方向一定沿两绳的角平分线 [典例1]　(2024·浙江1月考题)如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡．已知小球A、B和配重P、Q质量均为50 g，细线c、d平行且与水平方向成θ＝30°角(不计摩擦)，则细线a、b的拉力分别为(　　) A．2 N,1 N　　　　　 B．2 N,0.5 N C．1 N,1 N D．1 N,0.5 N 　由于不计摩擦，所以滑轮两侧的绳子上的拉力大小相等，对配重P、Q分别受力分析，由力的平衡条件列方程求解． [解析]　D　[由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可知细线a的拉力大小为Ta＝(mA＋mB)g＝1 N，设细线b与水平方向夹角为α，对A、B分析分别有Tbsin α＋Tcsin θ＝mAg， Tbcos α＝Tdcos θ， 解得Tb＝0.5 N．] “动杆”和“定杆”模型 模型概述 模型示例 “动杆”：是可以绕轴自由转动的轻杆．当杆处于平衡时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆 “定杆”：被固定了的不发生转动的轻杆．杆所受到的弹力方向可以沿着杆，也可以不沿杆 [典例2]　如图甲所示，轻绳AD跨过固定在竖直墙上的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体M1，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上，另一端P通过细绳EP拉住，EP与水平方向也成30°，轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体M2.g取10 m/s2，求： 甲　　　　 　　　乙 (1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP之比； (2)横梁BC对C端的支持力； (3)轻杆HP对P端的支持力． [解析]　分别对C点和P点受力分析如图所示． 甲　　　　　　　　乙 (1)图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住物体的质量为M1，物体处于平衡状态， 绳AC段的拉力FAC＝FCD＝M1g， 图乙中由FEPsin 30°＝FPQ＝M2g得 FEP＝2M2g， 所以得eq \f(FAC,FEP)＝eq \f(M1g,2M2g)＝eq \f(10×10,2×10×10)＝eq \f(1,2). (2)图甲中，根据几何关系得 FC＝FAC＝M1g＝100 N， 方向和水平方向成30°角斜向右上方． (3)图乙中，根据平衡条件有 FEPsin 30°＝M2g，FEPcos 30°＝FP， 所以FP＝eq \f(M2g,tan 30°)＝eq \r(3)M2g≈173 N，方向水平向右． [答案]　(1)1∶2　(2)100 N，方向与水平方向成30°角斜向右上方　(3)173 N，方向水平向右 $$