第2章 第2讲 牛顿第三定律与受力分析　力的合成与分解-【金版教程】2026年高考物理一轮复习解决方案全书word

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第←讲 牛顿第三定律与受力分析 力的合成与分解 教材阅读指导 (对应人教版必修第一册相关内容及问题) 1 第三章第3节实验]，测力计B受到A的拉力F,测力计A受到B的拉力F,F与F 有什么关系？ 提示：F与F属于相互作用力，大小相等、方向相反，作用在同一直线上。 2第三章第3节，怎样理解牛顿第三定律内容中“总是”一词？ 提示：没有例外，任何物体、任何情况、任意时刻都这样。 3 第三章第3节阅读“物体受力的初步分析”这一部分内容，一对相互平衡的力与一对 作用力和反作用力的主要区别是什么？ 提示：一对相互平衡的力是作用在同一个物体上，力的种类不一定相同：一对作用力和反作 用力是作用在相互作用的两个物体上，且力的种美一定相同。 4第三章第4节图3.44，什么线是虚线？什么线是实线？ 提示：分力、合力是实线，其他辅助线是虚线。 ⑤第三章第4[例题，如何用作图法求出两个力的合力大小和方向？ 提示：选好标度，依据F、F2的大小方向作出这两个力的图示，用平行四边形定则作出合力 F,量出合力F的长度，结合选取标度求出F大小，用量角器测得合力F与分力F的夹角确 定F的方向。 6￥ 第三章第4节练习与应用]T1 提示：根据力的平行四边形定则可知，合力最大等于两分力之和，最小等于两分力之差的绝 对值。 考点一牛顿第三定律受力分析 基础梳理 1.作用力和反作用力 两个物体之间的作用总是sp101)相互的。当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体 一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用 力。 2.牛顿第三定律 (1)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小spl02相篷，方向spl03)相反，作 用在spl04同一条直线上。 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.ZxXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 (2)表达式：F=-F。 等大，反向 (3)意义：建立了相互作用的物体之间的联系，体现了作用力与反作用力的相互依赖关系。 3.受力分析的一般步骤 确定研 先分析重力、 再分析接 最后分析 究对象 静电力、磁场 触力中的 弹力 摩擦力 力和牵引力等 方法：整体 检查与研究对象 检查 法、隔离法 接触的周围物体 弹力 梳理检测 1.先有作用力，然后才有反作用力。() 2.人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。() 3。大小相等，方向相反，作用在同一直线上，而且作用在两个物体上的两个力一定是作用力 与反作用力。() 4.对物体进行受力分析时，只能画该物体受到的力，该物体对别的物体施加的力不能画在该 物体上。() 答案：1.×2×3×4.√ 深化理解 1.作用力与反作用力的“六同、三异、二无关” (1)“六同”：①大小相同：②性质相同；③同一直线；④同时产生；⑤同时变化；⑥同时消 失。 (②)“三异”：①方向不同；②受力物体不同：③产生效果不同。 (③)“二无关”：①与物体的运动状态无关，②与是否和另外物体相互作用无关。 2.一对平衡力和一对作用力与反作用力的比较 一对平衡力 一对作用力与反作用力 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 不同点 不一定同时产生、同时变化、 定同时产生、同时变化、同时消 作用时间 同时消失 失 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 力的性质 不一定相同 ·定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 3受力分析的两条思路 (1)根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力。 (②)根据物体运动状态的变化，应用平衡条件或牛顿第二定律，来分析和判断其受力情况。 4.多物体系统的受力分析 整体法 隔离法 将加速度相同的几个物体作为 概念 将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法 ·个整体来分析的方法 研究系统外的物体对系统整体 选用原则 研究系统内物体之间的相互作用力 的作用力 对整体进行受力分析时，不再 注意事项 般先隔离受力较少的物体作为突破口 考虑系统内物休间的相互作用 题组强化 例1(2025陕西省安康市高三上一模)如图所示，一队消防员在进行高压水枪训练。若用高压 水流冲击静止在水平地面上的小汽车尾部，发现小汽车被推着加速向前运动，下列说法正确 的是() A.水对车的力大于车对水的力 B.水对车的力与车对水的力方向相反 C.水枪先对水产生作用力，然后水对水枪产生作用力 D.水对水枪的作用力与水枪对水的作用力是一对平衡力 [答案]B [解析]水对车的力与车对水的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，两个 力大小相等、方向相反，A错误，B正确：水对水枪的作用力与水枪对水的作用力是一对作 用力与反作用力，两个力同时产生，故C、D错误。 例2如图所示，水平地面上的物体A、B在水平力F作用下处于静止状态，现对A、B进行 受力分析，以下关于A、B受力的情况中说法正确的是() 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 A.B受到重力、支持力和摩擦力 B.A受到重力、支持力、压力和两个摩擦力 C,A受到重力、支持力、压力和地而对它的摩擦力 D.通过B的传递，A亦受到力F的作用 [答案]B [解析]物体B静止在A上，受重力G、支持力M、水平力F和摩擦力∫作用，如图1所 示，故A错误：对物体A受力分析，受到重力Ga,由牛顿第三定律和A项分析知，受到B 对其的压力N'和摩擦力f,以A、B整体为研究对象，可知A还将受到地面对其向左的摩 擦力f地和向上的支持力M,如图2所示，A不受力F的作用，故B正确，C、D错误。 +V G 图1 图2 关键能力升华 受力分析的三个技巧 ()不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。 (②)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力的存在与否及方向的常用 方法。 (3)要善于转换研究对象，尤其是对于摩擦力不易判定的情形，可以先分析与之相接触、受力 较少的物体的受力情况，再应用牛顿第三定律判定。 考点二力的合成 基础梳理 1.合力与分力 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 ()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，这个力就叫作那几个 力的sp1O1)合力。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s吧l02分力 (2)关系：合力与分力是spl03)等效替代关系。 2.共点力 作用在物体的s四l04同一点，或作用线相交于一点的几个力。如图1所示均为共点力。 图1 3.力的合成 (1)定义：求几个力的spl05)合力的过程。 (2)运算法则 的有关量的足第法则 ①平行四边形定则：两个力sp106)合成时，如果以表示这两个力的yp107)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表示合力的splO8)大小和supl09方向。如 图2甲所示。 ②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的 sp110)有向线段为合矢量。如图2乙所示。 F平移 图2 注：关量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量。如速度、力等。 b.标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量。如路程、质量等。 梳理检测 1.一个力及其分力同时作用于同一物体上。() 2.两个力的合力一定大于这两个力中的任一个。() 3.既有大小又有方向的量一定是关量。() 答案：1.×2.×3× 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 深化理解 1.共点力合成的常用方法 (1)作图法：从力的作用点O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O的对角线，量出对角线的长度，计算出合力F的 大小，量出对角线与某一分力的夹角，确定合力F的方向（如图所示）。 0 (2)计算法：若两个力F、F2的夹角为8，如图所示，合力的大小可由余弦定理得： F=2122F+F+2FIF2cos0, tan a =F2sinOF I F2cos0 F B 几种特殊情况的共点力的合成： 类型 作图 合力的计算 F=2122F+F 互相垂直 tan 0 =FIF2 F=2Fcos02 两力等大，夹角为日 F与F1夹角为2 (当0=120°时，F=F) F=F 合力与其中一个分力垂 F=2122F-F 直 sin 0=F2F1 2.合力大小的范围 (I)两个共点力的合成：F一F2≤F≤F1+F2。 即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两个力反向时，合力最小，为 F一F:当两个力同向时，合力最大，为F1十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F=F1+F2十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 6 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 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。 题组强化 例3(2024海南省高三下一模)歼-35舰载机在航母上降落，需利用阻拦系统使之迅速停下。 如图所示，某次着舰时，飞机钩住阻拦索中间位置，两段绳索夹角为120”时阻拦索中张力 为F,此刻飞机受阻拦索作用力的大小为 A.F B.3F C.32F D.2F [答案]A [解析]由力的合成的平行四边形定则，可知歼-35舰载机所受阻拦索作用力的大小为 2Fcos1202=F,故选A。 跟进训练(2025，贵州省贵阳市高三上模拟预测)如图所示，作用在一个物体上的两个力，F =30N,F2=40N,它们之间的夹角为90°，则它们的合力大小是(） A.10N B.35N C.50N D.70N 答案：C 解析：由平行四边形定则和勾股定理可知，F1和F2的合力大小为F=2122F+F=302十402N =50N,故选C。 例4（人教版必修第一册第三章第4节[练习与应用]T,改编（多选）两个力F和F2间的夹角为 日，两力的合力为F,以下说法正确的是() A.若F、F2的大小和方向一定，则F的大小和方向一定 B.若F与F2大小不变，0角越小，合力F就越大 C.如果夹角不变，F大小不变，只要增大F2,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]ABD 「解析]根据平行四边形定则，若F、F2的大小和方向一定，则F的大小和方向一定，A正 7 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 确： 若F1与F2大小不变，0角越小，合力F就越大，故B正确：若8角为钝角且不变，F大小 不变，增大F2时，合力F可能先变小后增大，如图所示，故C错误：合力与分力的作用效 果是相同的，故D正确。 考点三 力的分解 基础梳理 1.定义 求一个力的splO1)分力的过程。 2.遵循的原则 因为力的分解是w102)力的合成的逆运算，所以遵循sp(O3)平行四边形定则和spl04红 三角形定则。 深化理解 1.力的分解常用的方法 正交分解法 效果分解法 将一个力沿着两个互.相垂直的 分解方法 根据一个力产生的实际效果进行分解 方向进行分解的方法 x轴上的合力：F=Fa十F2十 F=Gcos0 F1=mgsin a Fa十…，y轴上的合力：F,= F2=Gtan 0 F2=mgcos a 实例分析 F1+F2十Fg+ A aB 合力大小： F=2x2yF+F, F 合力方向：与x轴夹角为0，则 F=mgtan a F1=F2= tan 0=FyFx F2-mgcosa mg2sina 说明：力的正交分解法建立坐标轴的原则：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（即使尽量多的力在坐标轴上）：在动力学中，一般以加速度方 向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。 2.力的分解的唯一性和多解性 8 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 15.2 zxxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 己知条件 示意图 解的情况 F的方向 已知合力与两个分力的方向（两 个分力不共线) F的方向 唯一解 已知合力与一个分力的大小和 方向 有唯一解 ①当F1=Fsin0或F1≥F时，有 己知合力与一个分力的大小及 组解： 另一个分力的方向 F的方向 ②当F1<Fsin0时，无解： ③当Fsn0<F1<F时，有两组解 注：已知合力和两个不在同一直线上的分力的大小，许多同学认为只有如下两种分解。 事实上，以F为轴在空间将该平行四边形转动一周，每一个平面分力方向均不同，因此，此 情形应有无数组解。 题组强化 例5(2025四川省自贡市第一中学高三上开学考试)我们在进行古建筑复原时，需要用各种各 样的凿子制作卯眼，如图甲所示为木工常用的一种凿子，其截面如图乙所示，侧面与竖直面 间的夹角为？。当在顶部施加竖直向下的力F时，其侧面和竖直面对两侧木头的压力分别为 F,和F2,不计凿子的重力和摩擦阻力，下列说法正确的是( A.力F一定小于F B.力F一定大于F2 C.F1和F2之间的大小关系满足Fsn0=F D.夹角8越大，凿子越容易进入木头 9 学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 15.2 zxxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 [答案]A [解析按效果将力F分解为F’、F2',如图所示，由几何关系结合F1=F1'、F2=F2 可知F1cos0=F2,F=F1sin0,解得F1=Fsin0,F2=F1an0,可知F-定小于F1,由于不知 道的具体大小，故F和F2的大小关系不能确定，且在顶部施加同样的力F时，夹角越大， 力F和F2越小，酱子越不容易进入木头，故A正确，B、C、D错误。 例6在Oy平面内作用于同一点O的六个力如图所示，大小分别为F=10N,F2=203N, F3=12N,F4=103N,F5=30N,F6=12N。 0 (1)将F2、F4、F;分别沿x轴和y轴进行分解，以x轴正方向为x轴分力的正方向，以y轴正 方向为y轴分力的正方向，求这三个力沿x轴和y轴的分力： (2)求六个力合力的大小和方向。 [答案](1)F2x=30NF4=-15NFx=-15NF2,=103NF=53NFy=-153N (2)10N沿x轴正方向 [解析](1)根据平行四边形定则，可得F2、F4、F;沿x轴方向的分力分别为 Fzx=Fcos30°=30N F4k=-F4cos30°=-15N Fx=-Fssin.30°=-15N F2、F4、F5沿y轴方向的分力分别为 F,=F2sin30°=103N Fy=F4sin30°=53N F3=-F5cos30°=-153N。 (2)根据力的合成法则可知，六个力在x轴方向的合力为F=F1十F十F4x十Fx=10N 六个力在y轴方向的合力为 F,=F3-F6十Fy十F十F=0 所以六个力合力的大小为F=10N,方向沿x轴正方向。 10