第2章 第3讲 力的合成和分解-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版）

该高中物理高考复习课件聚焦“力的合成和分解”专题，依据高考评价体系明确了共点力合成（平行四边形定则、合力范围）、力的分解（按效果分解、正交分解）、多解问题三大核心考点，通过典例归纳了合力计算、分力分析、多解判断等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+规律总结+素养提升”，如以2024河北卷光滑球体受力分析为实例，示范正交分解法在共点力平衡中的应用，培养科学推理和模型建构素养。总结合力范围“两力|F1-F2|≤F合≤F1+F2，三力看最大力是否在另两力合力范围”等规律，帮助学生掌握解题技巧，教师可据此强化高频考点训练，提升复习效率。

第3讲　力的合成和分解 第二章　相互作用 1 [学习目标]　1.会应用平行四边形定则及三角形定则求合力。2.能利用按实际效果分解法和正交分解法计算分力。3.会分析力的分解的多解问题，并会进行相关计算。 2 考点一　共点力的合成 考点二　力的分解 考点三　力的分解中的多解问题 随堂检测　自我诊断 内容索引 3 考点一　共点力的合成 一 4 1.共点力 作用在物体的__________或作用线的__________交于一点的几个力。下列各图中的力均是共点力。 同一点 延长线 盘点 核心知识 5 2.合力与分力 (1)定义：假设一个力____________________跟几个力共同作用的效果 相同，这个力就叫作那几个力的__________。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_________。 (2)关系：合力和分力是__________的关系。 单独作用的效果 合力 分力 等效替代 6 3.合力的计算 (1)力的合成：求几个力的__________的过程。 (2)作图法 ①平行四边形定则：求两个互成角度的__________的合力，可以用表示这两个力的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__________和__________，如图甲所示。 合力 共点力 大小 方向 7 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。   (3)计算法：根据平行四边形定则作出力的示意图，然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力。 首尾相接 8 [思考讨论]　(1)有两个共点力F1＝8 N，F2＝7 N，则这两个力合力的最大值为__________N，最小值为__________N。  (2)有三个共点力F1＝8 N，F2＝7 N，F3＝10 N，则这三个力合力的最大值为__________N，最小值为__________N。  (3)有三个共点力F1＝8 N，F2＝7 N，F3＝16 N，则这三个力合力的最大值为__________N，最小值为__________N。  15　 1 25　 0 31　 1 9 (4)根据(1)(2)(3)计算结果，总结求两个共点力合力范围及三个力合力最小值的规律。 提示：两个共点力的合力范围：|F1－F2|≤F合≤F1＋F2。 三个力合力最小值的规律：如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围之内，则其合力的最小值为零，即Fmin＝0；否则Fmin＝F3－(F1＋F2)(F3为三个力中最大的力)。 10 [典例1]　(多选)质量为2 kg的物体在四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 提升 关键能力 11 [解析]　物体处于平衡状态则合力为0，根据力的合成法则，F1与F2的合 力与剩余两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，故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＝||＝||＝1 m/s2，故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，方向成120°夹角， 则合力大小F'＝F2，此时物体的加速度大小为a'＝＝1 m/s2，故D正确。 12 [典例2]　某物体同时受到两个共点力作用，在如图所示的四种情况中 (坐标纸中每格的边长均表示1 N 大小的力)，物体所受合外力最大的是 (　　) C 13 [解析]　题图A中，将F1与F2进行合成，求得合力的大小为F合＝3 N，如图甲所示；题图B中，将F1与F2进行合成，求得合力的大小为F合＝ N＝5 N，如图乙所示；题图C中，将F1与F2进行合成，求得合力的大小为F合＝4 N，如图丙所示；题图D中，将F1与F2进行合成，求得合力的大小为F合＝3 N，如图丁所示。图丙所示合外力最大，故选项C符合题意。 14 [典例3]　航母阻拦索用于拦停高速运动的舰载机，被喻为“舰载机生命线”。如图为其结构简图，滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上，阻拦索绕过滑轮组后闭合。某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的夹角时，舰载机受到阻拦索的合力大小为F。不考虑阻拦索、滑轮的质量及一切摩擦， 则此时单个柱塞所受阻拦索的 合力大小为(　　) A.F　　　 B.F　　　 C.F　　　 D.2F B 15 [解析]　某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成题图所示的60°夹角，由于挂钩两侧阻拦索中拉力相等，有2F'cos 30°＝F，解得阻拦索中的拉力F'＝F。由于柱塞两侧阻拦索中拉力相等，其合力方向在两侧阻拦索拉力所成夹角的角平分线上，所以单个柱塞所受阻拦索的合力大小为F合＝2F'cos 60°＝F'＝F，B正确。 16 考点二　力的分解 二 17 1.力的分解 (1)定义：求一个已知力的__________的过程。 (2)遵循原则：______________定则或__________定则。 (3)分解方法：①按力的______________分解；②正交分解。 2.矢量和标量 (1)矢量：既有大小又有_______，相加时遵从_______________的物理量。 (2)标量：只有大小，________方向，相加时遵从__________的物理量。 分力 平行四边形 三角形 实际作用效果 方向 平行四边形定则 没有 算术法则 盘点 核心知识 18 3.力的分解常用的方法   正交分解法 按实际效果分解法 分解 方法 将一个力沿着两个互相垂直的方向进行分解 按照力的实际作用效果进行分解 实例 分析   x轴方向上的分力Fx＝Fcos θ y轴方向上的分力Fy＝Fsin θ   F1＝ F2＝Gtan θ 19 [典例4]　(2026·重庆一中高三开学考)如图所示为“古法榨油”简化原理图，用力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，则下列说法正确的是(　　) A.木楔加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力 大于油饼对木块的压力 B.木块对各个油饼的压力大小相等 C.为了增大木块对油饼的压力，θ通常设计得较大 D.为了增大木块对油饼的压力，θ通常设计得较小 D 提升 关键能力 20 [解析]　由牛顿第三定律可知，木块对油饼的压力与油饼对木块的压力等大反向，故A错误；木块只与最左侧油饼接触，与其他的油饼不接触，所以只对最左侧的油饼有挤压作用，对其他油饼没有挤压作用，故B错误；将F分解如图所示， 由图可知F1＝，当F不变时，θ设计得越 小，木楔对每个木块的压力F1越大，木块对油 饼的压力也会越大，故C错误，D正确。 21 [典例5]　(2024·河北卷)如图，弹簧测力计下端挂 有一质量为0.20 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，读数 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 22 [解析]　对小球受力分析，如图所示，由几何关系易得力F、力FN与竖直方向的夹角均为30°，因此由正交分解可得FNsin 30°＝Fsin 30°，FNcos 30°＋Fcos 30°＋T＝mg，解得F＝FN＝ N，故选A。 23 力的分解方法的选取原则 1.一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际作用效果进行分解；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。 规律方法 24 考点三　力的分解中的多解问题 三 25 1.同一个力可以分解为无数组大小、方向不同的分力，因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无数多个，如图所示。 盘点 核心知识 26 2.多解问题的常见情景 已知条件 示意图 解的情况 已知合力与两个分力的方向     27 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 28 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＝Fsin θ或F1＞F时，有一组解； (2)当F1＜Fsin θ时无解； (3)当Fsin θ＜F1＜F时，有两组解。 若90°＜θ＜180°，仅F1＞F时有一组解，其余情况无解 29 [典例6]　(多选)如图所示，将力F分解为F1和F2两个分力，已知F1的大 小和F2与F之间的夹角α，且α为锐角，则( 　　) A.当F1＞Fsin α时，一定有两解 B.当F1＝Fsin α时，有唯一解 C.当F1＜Fsin α时，无解 D.当Fsin α＜F1＜F时，一定有两解 BCD 提升 关键能力 30 [解析]　将一个力分解为两个分力，由三角形定则知分力与合力可构成封闭三角形，当F1＜Fsin α时，三个力不能构成封闭三角形，故不可能分解为这样的一对分力F1和F2，选项C正确；当F1＝Fsin α时，可构成唯一一个直角三角形，选项B正确；当Fsin α＜F1＜F时，F1、F2与F可构成两个矢量三角形，即有两解，选项D正确；对于选项A，由于不能确定F1是否小于F，结合前面的分析知，选项A错误。 31 [典例7]　(多选)已知力F，且它的一个分力F1跟F成30°角，大小未知， 另一个分力F2的大小为F，方向未知，则F1的大小可能是(　　) A.　　　　　 B. C. D.F AC 32 [解析]　根据题意，作出矢量三角形，如图所示，通过几何关系得F1＝F或F1＝F，故A、C正确，B、D错误。 33 随堂检测　自我诊断 四 34 1.2025年5月19日至23日，极地科考破冰 船“雪龙2”号访问泰国，并向公众开放 参观。破冰船可以滑上冰层借助自身重 力破冰。在破冰船的船头相对冰层向上 滑动的瞬间，船头受到冰层的支持力和摩擦力作用，题图所示的a、b、 c、d四个方向中，这两个力的合力方向可能是(　　) A.a　　　　　　 B.b C.c D.d C 35 解析：由题意可知，船头受到冰层的支持力垂直于冰面向上，摩擦力沿着冰面向下，根据平行四边形定则可知，这两个力的合力方向可能是c。 36 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 解析：根据平行四边形定则可知，该牙所受两牵引力的合力大小为F合＝2Fcos，故选B。 B 37 3.(2023·浙江6月卷)如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则圆柱体受到 的支持力Fa、Fb大小为(　　) A.Fa＝0.6G，Fb＝0.4G B.Fa＝0.4G，Fb＝0.6G C.Fa＝0.8G，Fb＝0.6G D.Fa＝0.6G，Fb＝0.8G D 38 解析：将圆柱体的重力分解为压向两个半圆柱的力，如图所示，则Fa＝F1＝Gsin 37°＝0.6G，Fb＝F2＝Gcos 37°＝0.8G，故选D。 39 4.(2026·四川攀枝花高三诊断)如图所示，一质量为0.8 kg的木块在水平面上向左运动，受到一个与水平面成30°角的拉力F＝8 N作用，木块与地面间的动摩擦因数是0.5，则下列说法正确的是(　　) A.木块受到的弹力大小是8 N B.摩擦力大小为4 N，方向向右 C.合力大小是8 N D.摩擦力大小是2 N，方向向右 D 40 解析：对木块进行受力分析，根据力的合成与 分解，竖直方向受力平衡，有N＋Fsin 30°＝ mg，整理并代入数据得N＝mg－Fsin 30°＝ 8 N－4 N＝4 N，A错误；木块受到的是滑动摩 擦力，则f＝μN＝0.5×4 N＝2 N，方向水平向右，B错误，D正确；F合＝f＋Fcos 30°，代入数据得F合＝2 N＋8× N＝(2＋4N，C错误。 41 $