2.3 力的合成与分解 课件 -2027届高三物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“力的合成与分解”专题，依据高考评价体系梳理了共点力合成（合力范围、特殊情况合成）和力的分解（效果分解、正交分解）两大核心考点，通过考向分析明确合力大小范围、正交分解应用等高频题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题解析+技巧提炼+素养提升”，如结合2023广东卷改编题强化效果分解应用，通过典题5（正交分解解斜面问题）培养科学思维（模型建构、科学推理）和物理观念（相互作用观念）。特设易错点警示（如合力与分力关系误区），助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

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 目 录 索 引 考点一　共点力的合成 强基础•教考衔接 一、合力与分力 合力不一定大于分力 1.定义:如果一个力单独作用的　　　　　　　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合力,那几个力叫作这一个力的分力。  2.关系:合力和分力是　　　　　　　　的关系。  二、共点力 作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力。如图所示,均是共点力。 效果 等效替代 三、力的合成 1.定义:求几个力的合力的过程。 2.运算法则 所有矢量的运算法则 (1)平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力时,以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。 (2)三角形定则:把两个矢量　　　　　　,从而求出合矢量的方法。如图乙所示。 邻边 对角线 首尾相连 3.两个共点力的合力大小的范围:　　　　　≤F≤　　　　　　。 (1)两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而　　　　。 (2)当两个力反向时,合力最小,为　　　　　;当两个力同向时,合力最大,为 　　　　　　。 |F1-F2| F1+F2 减小 |F1-F2| F1+F2 × √ √ √ × 研考点•精准突破 1.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、等于分力,也可以小于分力。 2.三个共点力的合力 (1)最大值:当三个分力同方向时,合力最大,即Fmax=F1+F2+F3。 (2)最小值:如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围内,则其合力的最小值为零,即Fmin=0;如果不处于这个范围,则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和,即Fmin=F1-(F2+F3)(F1为三个力中最大的力)。 3.几种特殊情况的共点力的合成 类型 作图 合力的计算 两力互相垂直   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°   F'=F 考向一　合力大小的范围 典题1 (多选)(2025皖豫名校联盟联考)质量为2 kg的物体在4个共点力作用下处于静止状态,其中最大的一个力大小为F1=20 N,最小的一个力大小为F2=2 N。下列判断正确的是(　　) A.其他两个力的合力大小可能等于10 N B.其他两个力的合力大小一定为22 N或18 N C.若保持其他力不变,只撤除F2,物体运动的加速度大小一定是1 m/s2 D.若保持其他力不变,瞬间把F2的方向改变60°,物体运动的加速度大小一定是1 m/s2 CD 解析 物体处于平衡状态,则合力为0,根据力的合成法则,2个力的合力与剩余2个力的合力等大反向。F1与F2的合力范围为F1-F2≤F合≤F1+F2,即18 N≤F合≤22 N,故其他两个力的合力范围为18 N≤F合'≤22 N,A、B错误;其余三个力的合力与F2等大反向,只撤除F2,物体运动的加速度大小为a= m/s2=1 m/s2,C正确;若把F2的方向改变60°,则其余三力的合力与F2大小相等,此时4个力的合力大小F=F2,物体的加速度为a'==1 m/s2,D正确。 考向二　共点力合成的常用方法 典题2 (2025山东菏泽二模)某兴趣小组探究分力F1、F2与合力F的关系。保持合力F的大小和方向不变,分力F2的大小不变,在如图所示平面内改变分力F2的方向,分力F1的箭头的轨迹图形为(　　) A 解析 若以O点为坐标原点,以F的方向为x轴正向建立坐标系,设F2与F的夹角为θ,则分力F1的箭头的坐标满足x+F2cos θ=F,y=-F2sin θ,联立化简得 (x-F)2+y2=,因保持合力F的大小和方向不变,分力F2的大小不变,则使F2与F的夹角从0°逐渐增大到360°的过程中,F1的箭头的轨迹图形为圆,A正确。 典题3 (2025山东济宁期中)射箭是奥运会比赛项目之一,图甲为运动员射箭的场景。箭被发射时弦和箭可等效为图乙,已知弦均匀且弹性良好,其弹力满足胡克定律,自由长度为l,劲度系数为k,箭被发射时弦的最大长度为l (弹性限度内)。此时弓的顶部跨度(图乙中虚线长)为l,假设箭在弦的正中间,弦夹在类似动滑轮的附加装置上,求箭被发射瞬间所受的最大弹力为 (　　) A.kl B.kl C.kl D.2kl B 解析 设弦达到最大长度时与箭的夹角为θ,由几何关系可得sin θ=, 由数学知识可得cos θ=,箭被发射瞬间所受的最大弹力为Fmax=2k·cos θ=2k·l·kl,故选B。 考点二　力的分解 强基础•教考衔接 力的分解 是力的合成的逆运算 1.定义:求一个已知力的　　　　的过程。 2.运算法则:　　　　　　　　定则或　　　　　　定则。 3.分解方法:(1)按力产生的　　　　分解;  (2)正交分解,即把力沿两个互相　　　　的方向分解。 特别提醒　求几个力的合力时,可以先将各力进行正交分解,求出互相垂直方向上的合力后合成,分解的目的是将矢量运算转化为代数运算,便于求合力。 分力 平行四边形 三角形 效果 垂直 √ × √ √ × 研考点•精准突破 1.效果分解法 2.正交分解法 (1)建立坐标系的原则: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(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。 (2)方法:物体受到多个力F1、F2、F3、…作用,求合力F时,可把各力分别向相互垂直的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= 若合力方向与x轴夹角为θ,则tan θ=。 考向一　力的效果分解法 典题4 (2026重庆九龙坡期中)图甲是《天工开物》中提到的一种古法榨油——撞木榨油。图乙是简化原理图,快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形,撞击木楔的力为F,下列说法正确的是 (　　) A.增大θ可以增大木楔对木块的压力 B.木楔对每个木块的压力可能大于F C.木楔对每个木块的压力均为 D.木块加速挤压油饼的过程中,木块 对油饼的压力大于油饼对木块的压力 B 解析 将力F沿垂直于等腰三角形的两个腰的方向进行分解,如图所示,根据几何关系有F=2FNsin,求得FN=,故木楔对每个木块的压力均为,若θ增大,则FN减小,即木楔对木块的压力减小,A、C错误;由FN=可知,若sin,则木楔对每个木块的压力大于F,B正确;根据牛顿第三定律,可知木块加速挤压油饼的过程中,木块对油饼的压力等于油饼对木块的压力, D错误。 考向二　力的正交分解法 典题5 (河北卷)如图所示,弹簧测力计下端挂有一质量为0.2 kg的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向,示数为1.0 N,g取10 m/s2,挡板对球体支持力的大小为( 　) A. N B.1.0 N C. N D.2.0 N A 解析 对小球受力分析如图所示,正交分解可得FNsin 30°=Fsin 30°, FNcos 30°+Fcos 30°+FT=mg,解得F=FN= N,选项A正确。 考向三　非共面力的合成与分解 典题6 (2025四川成都模拟)如图所示,手提袋装满东西后总重力为G,轻质提绳与手提袋的4个连接点M、N、P、Q形成边长为L的正方形。竖直外力F作用在提绳中点O将手提袋提起,4段提绳OM、ON、OP、OQ等长且与竖直方向均成30°夹角,则下列说法正确的是(　　) A.提绳OM对手提袋的作用力为G B.提绳OM对手提袋的作用力为G C.若增大提绳的长度,提绳OM和ON 对手提袋的合力将减小 D.若增大提绳的长度,提绳OM和OP 对手提袋的合力将减小 C 解析 依题知4段提绳与竖直方向均成30°夹角,设4段提绳的拉力均为FT,对手提袋受力分析可知,竖直方向有4FTcos 30°=G,解得FT=G,A、B错误;设提绳OM和ON对手提袋的合力F1与上表面的夹角为α,根据受力平衡得F1sin α=,解得F1=,若增大提绳的长度,则α增大,故提绳OM和ON对手提袋的合力将减小,C正确;由对称性可知,提绳OM和OP对手提袋的合力方向为竖直向上,提绳ON和OQ对手提袋的合力方向也为竖直向上,由于四根提绳拉力大小相等,相邻提绳夹角相同,根据对称性与受力平衡可知,提绳OM和OP对手提袋的合力F2与提绳ON和OQ对手提袋的合力F3满足F2=F3=,若增大提绳的长度,则提绳OM和OP对手提袋的合力大小不变,故D错误。 $