高考物理一轮复习第2章相互作用共点力的平衡第2节力的合成与分解课件

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一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一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①:合力与分力是 等效替代　关系。 
2.共点力作用在物体的 同一点　,或作用线的 延长线　交于一点的几个力。 3.力的合成(1)定义:求几个力的 合力　的过程。 
①平行四边形定则:求两个互成角度的 共点力　的合力,可以用表示这两个力的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 大小　和 方向　(图甲)。 ②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的 有向线段　为合矢量(图乙)。 
二、力的分解1.定义求一个力的 分力　的过程。力的分解是 力的合成　的逆运算。 2.遵循的法则(1) 平行四边形　定则。 (2) 三角形　定则。 3.力的正交分解把力沿两个互相 垂直　的方向分解,叫力的正交分解。 
三、矢量和标量1.矢量:既有大小又有 方向　的量,运算时遵从 平行四边形　定则。 2.标量③:只有大小没有方向的量,运算时按 代数法则　相加减。 
1.判断下列说法的正误。(1)两个力的合力一定大于任何一个分力。( ×　)(2)共点力一定是作用点为同一点的力。( ×　)(3)三个共点力合力的最大值是三力的绝对值之和。 ( √　)(4)合力和分力可以同时作用在物体上。( ×　)(5)2 N的力能够分解成6 N和3 N的两个分力。( ×　)(6)将一个力F分解为两个分力,力F是物体实际受到的力。( √　)(7)力是矢量,相加时可以直接用算术加法直接求和。 ( ×　)
2.(多选)(新教材人教版必修第一册P71习题改编)两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为F。以下说法正确的是( 　)A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越大B.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C.如果夹角θ不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大D.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
答案AD　解析若F1和F2大小不变,θ越小,合力F越大,故A正确;当F1与F2等大反向时,其合力为零,小于任一分力,故B错误;由合力与分力的定义可知,D正确;当θ为钝角时,如果θ不变,F1大小不变,只增大F2时,合力F可能减小,也可能增大,故C错误。
3.(新教材人教版必修第一册P71习题改编)有两个力,一个是10 N,一个是2 N,它们的合力有可能等于5 N、10 N、15 N吗?合力的最大值是多少?最小值是多少?如果有三个力6 N、8 N、10 N,合力的最大值是多少?最小值是多少?答案两个力,一个是10 N,一个是2 N,合力最大是12 N,最小是8 N,所以有可能等于10 N;三个力6 N、8 N、10 N合力的最大值是24 N,最小是0。
1.共点力合成的常用方法(1)作图法(2)计算法
2.几种特殊情况的共点力的合成
3.两个共点力的合力的最大值与最小值(1)当两个力方向相同时,合力最大,Fmax=F1+F2。(2)当两个力方向相反时,合力最小,Fmin=|F1-F2|。(3)合力大小的变化范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2。
4.三个共点力的合力的最大值与最小值(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:①当两个分力的代数和大于或等于第三个分力时,合力最小为零。②当最大的一个分力大于另外两个分力的代数和时,其最小的合力值等于最大的一个力减去另外两个分力的代数和。
1.(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 NB.物体所受静摩擦力可能为4 NC.物体可能仍保持静止D.物体一定被拉动
答案ABC　解析三力的合力范围为0~7 N,由于最大静摩擦力为5 N,因此可判定选项A、B、C正确,D错误。
2.(2020浙江杭州高三月考)如图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两拉索拉力不变,OD、OC两拉索越短,拉动拉索AO越省力
答案 D解析 当OD、OC两拉索夹角为120°时,三根拉索的拉力大小相等,选项A错误;拉动手刹拉杆时,当OD、OC两拉索夹角大于120°时,拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一个拉力都小,选项B错误;根据平行四边形法则可知,若在AO上施加一恒力,OD、OC两拉索夹角越小,拉索OD、OC拉力越小,选项C错误;若保持OD、OC两拉索拉力不变,OD、OC两拉索越短,则两力夹角越大,合力越小,即拉动拉索AO越省力,选项D正确。
答案AD　解析力的合成遵从平行四边形定则,根据这五个力的特点,F1和F3的合力与F5大小相等,方向相反,可得F1和F5的合力与F3大小相等,方向相反,A正确;F2和F4的合力与F5大小相等,方向相反;又F1、F2、F3、F4恰好构成一个正方形,所以F5为 F,可得除F5以外的4个力的合力的大小为2 F,C错误;这5个共点力的合力大小等于 F,方向与F5方向相反,D正确,B错误。
1.力的分解的四种情况(1)已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小,有唯一解。(2)已知合力和一个分力(大小、方向)求另一个分力(大小、方向),有唯一解。(3)已知合力和两分力的大小求两分力的方向:①F>F1+F2,无解;②F=F1+F2,有唯一解,F1和F2跟F同向;③F=F1-F2,有唯一解,F1与F同向,F2与F反向;④F1-F2