必修 第一册 第2单元 第2课时 力的合成与分解（PPT教学课件）-【百汇大课堂】2026年高考物理总复习上册·第1轮（浙江专用）

高考总复习 物理 必修　第一册 第2课时　力的合成与分解 第二单元　相互作用 合力 分力 等效替代 考点一　共点力的合成 合力 邻边 对角线 考点一　共点力的合成 有向线段 考点一　共点力的合成 考点一　共点力的合成 考点一　共点力的合成 考点一　共点力的合成 考点一　共点力的合成 考点一　共点力的合成 平行四边形 三角形 效果 考点二　力的分解 考点二　力的分解 考点二　力的分解 考点二　力的分解 考点二　力的分解 考点二　力的分解 D 考点二　力的分解 考点二　力的分解 考点二　力的分解 C 考点二　力的分解 考点二　力的分解 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 B 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 D 考点三　力的分解的图解分析 B 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 D 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 B 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 考点三　力的分解的图解分析 请完成：课时提升训练（6） 温馨提示 谢谢观看！ 目标 定位 1.会用平行四边形定则及三角形定则求合力。2.能利用效果分解法和正交分解法计算分力。3.能应用力的合成与分解的知识，分析实际问题。 1．合力与分力 (1)定义：如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力叫作那几个力的______，那几个力叫作这个力的______。 (2)关系：合力与分力是____________关系。 2．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：求两个互成角度的分力的合力，可以用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_________就表示合力的大小和方向。如图甲所示，F1、F2为分力，F为合力。 ②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的____________为合矢量。如图乙所示，F1、F2为分力，F为合力。 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的和的绝对值。 [典例1] 上海的杨浦大桥是我国自行设计建造的双塔双索面叠合梁斜拉桥，如图甲所示。挺拔高耸的208 m主塔似一把利剑直刺苍穹，塔的两侧32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，如图乙所示，每根钢索中的拉力都是3×104 N，那么每对钢索对塔柱形成的合力有多大？方向如何？ 答案：5.2×104 N　方向竖直向下 解析：法一　作图法 如图1所示，自O点引两根有向线段OA和OB，它们跟竖直方向的夹角都为30°，取单位长度为1×104 N，则OA和OB的长度都是3个单位长度，量得对角线OC长约为5.2个单位长度，所以合力的大小为F＝5.2×1×104 N＝5.2×104 N，方向竖直向下。 法二　计算法 如图2所示，根据这个平行四边形是一个菱形的特点，连接AB，交OC于D，则AB与OC互相垂直平分，即AB⊥OC，且AD＝DB、OD＝OC。对于直角三角形AOD，∠AOD＝30°，则有F＝2F1cos 30°＝2×3×104× N≈5.2×104 N，方向竖直向下。 1．力的分解是力的合成的逆运算，遵循的法则：_______________定则或_________定则。 2．分解方法 (1)按力产生的______分解； (2)正交分解。 如图，将结点O的受力进行分解。 1．力的分解的两种常用方法 (1)按照力的实际作用效果分解 (2)正交分解法 ①建系原则：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，常以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴方向建立坐标系。 ②分解步骤：把物体受到的多个力F1、F2、F3、…、依次分解到x轴、y轴上。 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＝(如图所示) 合力方向：若F与x轴夹角为θ，则tan θ＝。 2．力的分解方法选取原则 (1)一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，优先选用正交分解法。 (2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。 考向1 力的效果分解法的应用 [典例2] (2025·金华检测)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则(　　) A．F1＝mg，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝mg C．F1＝mg，F2＝mg D．F1＝mg，F2＝mg 解析：将圆筒的重力垂直于斜面 Ⅰ、Ⅱ 进行分解，如图所示，由几何关系可知，F1＝mg cos 30°＝mg，F2＝mg sin 30°＝mg，D正确。 考向2 力的正交分解法的应用 [典例3] (2024·杭州联考)图为一名健身者正在拉绳锻炼，已知健身者质量为50 kg，双手对绳的拉力均为100 N，两根绳间夹角θ＝60°，两根绳关于上方连接的总绳对称且跟总绳处于同一平面，总绳与竖直方向的夹角为30°。若健身者处于静止状态，健身者与地面的动摩擦因数为0.5，绳的质量忽略不计，则健身者受地面的支持力FN和摩擦力Ff分别为(　　) A．FN＝350 N，Ff＝25 N B．FN＝(500－50) N，Ff＝50 N C．FN＝350 N，Ff＝50 N D．FN＝350 N，Ff＝175 N 解析：根据题意可知，总绳对人的作用力大小为F＝2×100×cos 30°＝100 N，对人受力分析，如图所示，由平衡条件有Ff＝F·sin 30°＝50 N， F cos 30°＋FN＝mg，解得FN＝350 N，C正确。 对力的分解的理解 已知条件 示意图 解的情况 已知合力与两个分力的方向 已知条件 示意图 解的情况 已知合力与两个分力的大小 在同一平面内有两解或无解(当F<|F1－F2|或F>F1＋F2时无解) 已知合力与一个分力的大小和方向 有唯一解 已知条件 示意图 解的情况 已知合力与一个分力的大小和方向 有唯一解 已知条件 示意图 解的情况 已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向 在0°<θ<90°时有三种情况： (1)当F1＝F sin θ或F1>F时，有一组解； (2)当F1<F sin θ时，无解； (3)当F sin θ<F1<F时，有两组解。 若90°<θ<180°，仅F1>F时有一组解，其他情况无解 [典例4] 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)，那么必须同时再加一个力F2，则F2的最小值是(　　) A．F1cos θ B．F1sin θ C．F1tan θ D． 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，F2＝F1sin θ，B正确。 1．(2025·嘉兴模拟)如图所示，某物体同时受到共面的三个共点力作用，坐标纸小方格边长的长度对应1 N大小的力。甲、乙、丙、丁四种情况中，关于这三个共点力的合力大小，下列说法正确的是(　　) A．图甲中最小 B．图乙中为8 N C．图丙中为5 N D．图丁中为1 N 2．(2023·重庆卷)矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙受到牵引线的两个作用力大小均为F，夹角为α，如图所示，则该牙所受牵引力的合力大小为(　　) A．2F sin 　　　　　 C．2F cos B．F sin α D．F cos α 解析：如图所示，根据平行四边形定则可知F合＝2F cos ，B正确。 3．(2025·浙江1月卷)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为605 N C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 解析：双臂所受杠铃作用力的合力的大小等于杠铃的重力大小，与双臂的夹角无关，A错误；杠铃的重力为G＝mg＝121×10 N＝1 210 N，手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可知2F cos θ＝G，结合cos θ<1，解得杠铃对手臂的作用力F> 605 N，B错误；杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误；加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力，D正确。 4.如图甲所示，将由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图乙所示。当钢绳向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，当摩擦力足够大时，就能将罐提升起来，且罐越重，短杆提供的压力越大。若罐的质量为m，短杆与竖直方向的夹角θ＝60°，匀速吊起该罐时，短杆对罐壁的压力大小为(短杆的质量不计，重力加速度为g)(　　) A．mg B．mg C．mg D．mg 解析：先对罐整体受力分析，罐受重力和拉力，根据平衡条件，拉力等于重力，故T＝mg；再将细线的拉力沿着两个短杆方向分解，如图1所示，解得T1＝T2＝＝mg。最后将短杆方向分力沿着水平和竖 直方向正交分解，如图2所示。T1x＝T1cos 30°＝mg，根据牛顿第三定律可知短杆对罐壁的压力为mg，B正确。 $$