2020版高考物理一轮复习第二章第3节力的合成与分解讲义（含解析）

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1、第3节力的合成与分解一、力的合成与分解1．合力与分力(1)定义：如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，原来那几个力叫做分力。(2)关系：合力和分力是等效替代的关系。[注1]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力。如下图所示均是共点力。3．力的合成(1)定义：求几个力的合力的过程。(2)运算法则[注2]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。如图甲所示。②三角形定则：把两个矢量首尾相连，从而求出合矢量的方法。

2、如图乙所示。[注3]4．力的分解(1)定义：求一个已知力的分力的过程。(2)运算法则：平行四边形定则或三角形定则。(3)分解方法：①按力产生的效果分解；②正交分解。二、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：只有大小没有方向的量，运算时按代数法则相加减。[注4]【注解释疑】[注1]合力不一定大于分力，二者是等效替代的关系。[注2]平行四边形定则(或三角形定则)是所有矢量的运算法则。[注3]首尾相连的三个力构成封闭三角形，则合力为零。[注4]有大小和方向的物理量不一定是矢量，还要看运算法则，如电流。[深化理解]1．求几个力的合力时，可

3、以先将各力进行正交分解，求出互相垂直方向的合力后合成，分解的目的是为了将矢量运算转化为代数运算，便于求合力。2．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

4、：①F1

5、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解析：选AD　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为大钝角时，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。2．如图所示，一条鱼在水中正沿

6、直线水平向左加速游动。在这个过程中，关于水对鱼的作用力的方向，图中合理的是(　　)解析：选A　鱼在水中受浮力作用保持竖直方向合力为零，水平方向向左加速游动，必受水对鱼向左的推动力，故水对鱼的作用力是浮力和水平向左的推动力的合力，应沿斜向左上方，选项A正确。3．(教科版必修1P103T6改编)如图所示，用相同的弹簧秤将同一个重物m，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有(　　)A．F4最大　　　　　　　　B．F3＝F2C．F2最大D．F1比其他各读数都小解析：选C　由平衡条件可得，F2cosθ＝mg，F2sinθ＝F1,2

7、F3cosθ＝mg，F4＝mg，可进一步求得：F1＝mg，F2＝mg，F3＝mg，F4＝mg，可知F1＝F3，F2最大，选项C正确。高考对本节内容的考查，主要集中在应用平行四边形定则或三角形定则进行力的合成与分解，常与物体的平衡条件、牛顿第二定律相结合进行综合考查，主要以选择题的形式呈现，难度中等。考点一　力的合成问题[基础自修类][题点全练]1．[合力的大小范围确定]如图所示为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像(0≤θ≤2π)，下列说法中正确的是(　　)A．合力大小的变化范围是0≤F≤14NB．合力大小的变化