2020届高考物理总复习第二单元相互作用课时2力的合成与分解教师用书（含解析）

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1、课时2　力的合成与分解　　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:合力与分力是等效替代关系。说明:合力与分力的作用效果等效,但它们并不是同时作用在物体上的。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。(2)运算法则①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力,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,F1、F2为分力,F为合力。

2、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。如图乙所示,F1、F2为分力,F为合力。二、力的分解1.定义已知一个力求它的分力的过程叫作力的分解。2.力的分解法则力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则。把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力。3.力的分解依据(1)一个力可以分解为两个力,如果没有限制,同一个力可以分解为无数大小、方向不同的分力。(2)在实际问题中,要依据力的实际作用效果分解。三、合力与分力的关系说明1.作用在一个物体上的两个力的合力范围为

3、

4、F1-F2

5、≤F合≤F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为

6、F1-F2

7、;当两力同向时,合力最大,为F1+F2。2.合力可以比分力大,也可以比分力小,还可以等于分力。3.两个分力一定时,夹角θ越小,合力越大。4.合力一定时,两等大分力的夹角越大,两分力也越大。1.(2019湖南长沙开学质检)(多选)某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1N),下列说法正确的是(　　)。A.图甲中物体所受的合外力大小等于5NB.图乙中物体所受的合外力大小等于2NC.图丙中物体所受的合外力大小等

8、于0D.图丁中物体所受的合外力大小等于0答案　AD2.(2019四川绵阳第一次测验)将物体所受重力按力的效果进行分解,下图中错误的是(　　)。答案　C3.(2019贵州安顺学情调研)图甲为我国女子射箭队运动员方玉婷的射箭场景。已知弓的顶部跨度为l,弦均匀且弹性良好,其自由长度为l。发射时弦和箭可等效为图乙的情景,假设弓的跨度保持不变,即箭在弦的正中间,弦夹住类似动滑轮的附加装置,将箭发射出去。已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为2l(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)(　　)。A.kl　　　　B.1615kl　　　　C.3kl

9、　　　　D.2kl答案　C1.(2017天津卷,8)(多选)如图甲所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是(　　)。A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移解析　设两杆间距离为d,绳长为l,Oa、Ob段长度分别为la和lb,则l=la+lb,两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β,受力分析如图乙所示。绳子中各部分张力相等,Fa=Fb=F,

10、则α=β,满足2Fcosα=mg,d=lasinα+lbsinα=lsinα,即sinα=dl,F=mg2cosα,d和l均不变,则sinα为定值,α为定值,cosα为定值,绳子的拉力保持不变,衣服的位置不变,故A项正确,C、D两项错误;将杆N向右移一些,d增大,则sinα增大,cosα减小,绳子的拉力增大,故B项正确。答案　AB2.(2018天津卷,7)(多选)明朝谢肇淛《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ

11、,现在木楔背上加一力F,方向如图甲所示,木楔两侧产生推力FN,则(　　)。甲A.若F一定,θ大时FN大B.若F一定,θ小时FN大C.若θ一定,F大时FN大D.若θ一定,F小时FN大解析　选木楔为研究对象,木楔受到的力有水平向左的力F和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力,由于木楔处于平衡状态,所以两侧给木楔的弹力与F沿两侧的分力大小相等,FN=FN1=FN2,力F的分解如图乙所示,则F=FN1cos90°-θ2+FN2cos90°-θ2=2FN1cos90°-θ2=2FN1sinθ2,解得FN=F2sinθ2。所以F一定时,θ越小,FN越大;