第二章 第3讲 力的合成与分解-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用课件

第3讲　力的合成与分解 考点一　共点力的合成 考点二　力的分解 学习目标 学后评价 1.会应用平行四边形定则及三角形定则求合力 完成□　　　继续□ 2.能利用效果分解法和正交分解法计算分力 完成□　　　继续□ 3.能应用力的合成与分解的知识,分析解决实际问题 完成□　　　继续□ 返回 考点一　共点力的合成 返回 【核心要点】 几种特殊情况的共点力的合成 类型 图解 两力互 相垂直 两力等大, 夹角为θ 两力等大, 夹角为120° 返回 【典例剖析】 角度1　合力范围的分析 【典例1】(多选)(2024·铜川模拟)如图所示为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力大小F与θ角之间的关系图像(0≤θ<360°),下列说法中正确的是(　　) A.合力大小的变化范围是0≤F≤10 N B.合力大小的变化范围是2 N≤F≤14 N C.这两个分力的大小分别为6 N和8 N D.这两个分力的大小分别为2 N和8 N 返回 【解析】选B、C。 返回 　[变式训练](多选)(2024·泉州模拟)下列几组共点力同时作用在同一物体上,这个物体受到合力可能为零的是(　　)　　　　　 　　　　　 　　　　　 　　　　　 A.8 N、18 N和9 N B.4 N、30 N和28 N C.3 N、5 N和10 N D.20 N、20 N和20 N 【解析】选B、D。8 N和18 N的合力范围是10 N≤F≤26 N,9 N不在这个范围内,所以合力不可能为0,A错误;4 N和30 N的合力范围是26 N≤F≤34 N,28 N在这个范围内,所以合力可能为0,B正确;3 N和5 N的合力范围是2 N≤F≤8 N,10 N不在这个范围内,所以合力不可能为0,C错误;20 N 和20 N的合力范围是0≤F≤40 N,20 N在这个范围内,所以合力可能为0,D正确。 返回 角度2　力的合成的应用 【典例2】(2024·通辽模拟)我国北方小孩在秋天常玩的一种游戏叫“拔老根儿”,如图所示。其实就是两个人,每人手里拿着长长的杨树叶根,把两个叶根十字交错在一起,两人各自揪住自己手里叶根的两头,同时使劲往自己怀 里拽,谁手里的叶根儿断了谁输。假如两小孩选用的叶根所 能承受的最大拉力相等, 则下列说法正确的是(　　) A.叶根夹角较小的一方获胜 B.力气较大的小孩获胜 C.叶根夹角较大的一方的叶根对另一方的叶根的作用力更大些 D.叶根夹角较大的一方的叶根对另一方的叶根的作用力更小些 返回 【解析】选A。根据牛顿第三定律可知,叶根夹角较大的一方的叶根与另一方的叶根的作用力大小相等;以两个叶根十字交错点为对象,可知每个叶根对交错点的作用力的合力大小相等,画出受力分析图 根据F合=2Fcosθ 可知叶根夹角θ较小的一方,叶根产生的拉力较小,则叶根夹角较大的一方先达到叶根所能承受的最大拉力,故叶根夹角较小的一方获胜。 返回 　[变式训练]图甲所示是古代某次测量弓力时的情境,图乙为其简化图,弓弦挂在固定点O上,弓下端挂一重物,已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳,重物质量增减时弓弦始终处于弹性限度内,不计弓弦的质量和O点处的摩擦,忽略弓身的形变,则(　　) A.若减少重物的质量,OA与OB的夹角不变 B.若增加重物的质量,OA与OB的夹角减小 C.若减少重物的质量,弓弦的长度不变 D.若增加重物的质量,弓弦的长度变短 返回 【解析】选B。设弓弦的张力为F,两侧弓弦与竖直方向夹角为θ,重物质量为m,根据平衡条件公式有2Fcosθ=mg,增加重物质量,θ减小,OA与OB的夹角减小,根据胡克定律可知,弓弦的长度变长。反之,减小重物质量,OA与OB的夹角增大,弓弦的长度变短。 返回 考点二　力的分解 返回 【核心要点】 1.按力的作用效果分解的五种常见情形 模型 分解思路 拉力F可分解为水平方向分力F1=Fcosα和竖直方向分力F2=Fsinα 重力分解为沿斜面向下的力F1=mgsinα和垂直斜面向下的力F2=mgcosα 返回 模型 分解思路 重力分解为使球压紧挡板的分力F1=mgtanα和使球压紧斜面的分力F2= 重力分解为使球压紧竖直墙壁的分力F1=mgtanα和使球拉紧绳的分力F2= 重力分解为拉紧AO线的分力F2和拉紧BO线的分力F1,大小F1=F2= 返回 2.按照力的实际作用效果分解的“三步曲” 返回 【典例剖析】 角度1　力的分解的多解性 【典例3】 (多选)将力F分解为两个力,若已知其中一个分力F1的方向 与F的夹角为θ(如图所示),另一个分力F2未知,则(　　) A.只要知道另一个分力的方向就可以确定另一个分力的大小 B.只要知道F1的大小,就可以确定另一个分力的大小和方向 C.如果知道另一个分力的大小,一定可以确定它的唯一方向 D.另一个分力的最小值是Fsinθ 返回 【解析】选A、B、D。根据平行四边形定则,若知道另一个分力的方向,就能够作出唯一一个确定的平行四边形,从而就可以确定另一个分力大小,A正确;根据平行四边形定则,若知道F1的大小,就能够作出唯一一个确定的平行四边形,从而就可以确定另一个分力的大小和方向,B正确;根据平行四边形定则,若知道另一个分力的大小,当F>F2>Fsinθ时,能够作出两个确定的三角形,即能够作出两个确定的平行四边形。如图所示: 可知另一个分力的方向不唯一,C错误;由上述分析 可知,另一个分力的最小值为F2min=Fsinθ,D正确。 返回 角度2　正交分解法 【典例4】(2024·湖北选择考)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.f B.f C.2f D.3f 返回 关键点拨　解答本题要抓住关键词“分解” 返回 【解析】选B。根据题意对S受力分析如图甲 正交分解可知2Tcos30°=f 所以有T=f 对P受力分析如图乙 则有(Tsin30°)2+(f+Tcos30°)2=F2 解得F=,故选B。 返回 角度3　按实际作用效果分解 【典例5】(多选)教材习题改编(必修一第三章复习与提高A组T5)生活中经常用刀来劈开物体。图中是刀刃的横截面,F是作用在刀背上的力,若刀刃的横截面是等腰三角形,刀刃两侧面的夹角为θ。则下列说法正确的是(　　) A.F一定,θ越大,对外界产生的推力FN就越大 B.F一定,θ越小,对外界产生的推力FN就越大 C.θ一定,F越大,对外界产生的推力FN就越大 D.θ一定,F越小,对外界产生的推力FN就越大 返回 【解析】选B、C。对F进行分解如图所示 FN= 故F一定,θ越大,对外界产生的推力FN就越小;θ越小,对外界产生的推力FN就越大。 θ一定,F越大,对外界产生的推力FN就越大;F越小,对外界产生的推力FN就越小。B、C正确。   返回 $