内容正文:
第二讲 力的合成和分解
课前
(1)合力的作用对象与它的分力的作用对象为同一个物体。 ( )
(2)合力及其分力可以同时作用在物体上。 ( )
(3)几个力的共同作用效果可以用一个力代替。 ( )
(4)在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则。 ( )
(5)(人教必修1 P75T5·选摘)两个力F1和F2之间的夹角为θ,其合力为F。判断下列说法的正误:
①合力F总比力F1和F2中的任何一个都大。 ( )
②若力F1和F2大小不变,θ角越小,则合力F就越大。 ( )
(6)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。 ( )
(7)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。 ( )
(8)将力进行分解时,一定要将它分解到水平、竖直两个方向上。 ( )
逐点清(一) 力的合成
|必|备|知|能|
1.合力范围的确定
(1)两个共点力的合力范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
(2)三个共点力的合力范围
①最大值:三个力同向时,其合力最大,为Fmax=F1+F2+F3。
②最小值:以这三个力的大小为边,如果能组成封闭的三角形(三个力首尾相接),则其合力的最小值为零,即Fmin=0;如果不能,则合力的最小值为Fmin=F1-|F2+F3|(F1为三个力中最大的力)。
2.几种特殊情况的共点力的合成
类 型
作 图
合力的计算
互相垂直
F=
tan θ=
两力等大,夹角为θ
F=2F1cos
F与F1夹角为
两力等大且夹角为120°
合力与分力等大
题点1 对合力与分力的理解
1.(多选)如图所示,完全相同的两个吊灯,左边的吊灯只受一个A绳拉力的作用,右边的吊灯受到B绳和C绳拉力的共同作用,两灯均处于静止状态,则下列说法正确的是 ( )
A.A绳对灯的拉力与灯所受的重力是等效的
B.B、C两绳对灯的拉力与A绳对灯的拉力是等效的
C.B绳对灯的拉力和C绳对灯的拉力可以看作A绳对灯拉力的分力
D.A绳对灯的拉力等于B绳对灯的拉力和C绳对灯的拉力的和
题点2 合力的范围
2.(多选)一物体静止于水平桌面上,两者之间的最大静摩擦力为5 N,现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是 ( )
A.物体所受静摩擦力可能为2 N B.物体所受静摩擦力可能为4 N
C.物体可能仍保持静止 D.物体一定被拉动
题点3 合力大小的分析
3.如图所示为汽车的机械式手刹(驻车器)系统的结构示意图,结构对称。当向上拉动手刹拉杆时,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中任何一个拉力大
C.若在AO上施加一恒力,OD、OC两拉索夹角越小,拉索OD、OC拉力越大
D.若保持OD、OC两拉索拉力大小不变,OD、OC两拉索越短,拉动拉索AO越省力
题点4 合力的大小计算
4.如图所示是由F1、F2、…、F6六个力分别首尾相连构成的几何图形,已知F4=10 N,方向水平向右,则这六个力的合力的大小和方向为 ( )
A.10 N,水平向左 B.30 N,水平向右
C.10 N,水平向右 D.20 N,水平向右
5.(2023·重庆高考)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.2Fsin B.2Fcos
C.Fsin α D.Fcos α
点睛与自悟
1.合力与分力的关系
合力与分力是等效替代关系,合力是其所有分力的共同效果,并不是单独存在的一种新力,受力分析中合力与分力不能同时出现。
2.共点力合成的常用方法
(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的大小。(如T4)
(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。(如T5)
逐点清(二) 力的分解
题点1 根据力的作用效果分解
1.(2025·云南昆明模拟)如图甲所示是用刀具切硬物的情境,将刀刃放在硬物上,右手握住刀柄控制右侧刀面始终保持竖直,左手用力按压刀背使刀刃缓慢竖直切入硬物,刀刃切入硬物的横截面如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.刀具左侧对硬物的压力小于刀具右侧对硬物的压力
B.刀具左侧对硬物的压力大于刀具右侧对硬物的压力
C.刀具对硬物的作用力小于硬物对刀具的作用力
D.刀具对硬物的作用力大于硬物对刀具的作用力
题点2 根据具体要求分解
2.如图所示,图甲中X轴和Y轴相互垂直,图乙中X'轴和Y'轴的夹角为127°。已知力F=25 N,sin 37°=0.6,下列关于力F的说法正确的是 ( )
A.图甲中力F沿X轴的分力为15 N
B.图甲中力F沿Y轴的分力为20 N
C.图乙中力F沿X'轴的分力为20 N
D.图乙中力F沿Y'轴的分力为18.75 N
题点3 力的正交分解
3.(2025·浙江杭州质检)如图所示,物体在斜面上匀速下滑,将斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是 ( )
A.F2就是物体对斜面的正压力
B.F1不一定等于f
C.物体受mg、N、f、F1、F2五个力作用
D.F1、F2两个分力共同作用的效果跟重力mg的作用效果相同
4.如图所示,某同学在家用拖把拖地,拖把由拖杆和拖把头构成。设某拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略,拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。该同学用沿拖杆方向的力F推拖把,让拖把头在水平地板上向前匀速移动,此时拖杆与竖直方向的夹角为θ。则下列判断正确的是 ( )
A.地面受到的压力FN=Fcos θ B.拖把头受到地面的摩擦力Ff=μmg
C.推力F= D.推力F=
点睛与自悟
1.当物体受到三个或三个以下的力时,常按实际作用效果进行分解。(如T1)
2.当物体受到三个以上的力时,常用正交分解法,建立坐标轴时,以少分解力和容易分解力为原则。(如T3和T4)
逐点清(三) 两类常见的连结模型
类型(一) “死结”与“活结”模型
1.如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力,则 ( )
A.F1的竖直分力大于F2的竖直分力
B.F1的竖直分力等于F2的竖直分力
C.F1的水平分力大于F2的水平分力
D.F1的水平分力等于F2的水平分力
2.如图所示,钉子A和小定滑轮B均固定在竖直墙面上,它们相隔一定距离且处于同一高度,细线的一端系有一小沙桶D,另一端跨过定滑轮B与动滑轮C后固定在钉子A上。质量为m的小球E与轻质动滑轮C固定连接。初始时整个系统处于静止状态,滑轮C两侧细线的夹角为74°。现缓慢地往沙桶添加细沙,当系统再次平衡时,滑轮C两侧细线的夹角为106°。不计一切摩擦,取cos 37°=0.8,cos 53°=0.6,则此过程中往沙桶D中添加的细沙质量为 ( )
A.m B.m
C.m D.m
类型(二) “定杆”与“动杆”模型
3.(2025·福建三明模拟)如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为5 kg的物体,∠ACB=30°;图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向成30°角,轻杆的G点用细绳GF拉住另一个质量为5 kg的物体。(g取10 m/s2)
(1)分别对C点和G点进行受力分析并作出力的示意图;
(2)分别求出两根杆弹力的大小。
点睛与自悟
1.“死结”两侧的绳子是两根独立的绳子,绳中张力大小不一定相等。(如T1)
2.“活结”改变了绳子拉力的方向,绳子各处张力大小相等。(如T2)
3.轻杆固定不动,杆所受弹力不一定沿杆。(如T3甲图)
4.轻杆可绕转轴或铰链自由转动,杆平衡时所受弹力一定沿杆。(如T3乙图)
课下作业:请完成“课时跟踪检测(六)”
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