2020版高考物理一轮复习专题2.2力的合成与分解（精讲）（含解析）

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1、专题2.2　力的合成与分解（精讲）1.会用平行四边形定则、三角形定则进行力的合成与分解.2.会用正交分解法进行力的合成与分解．知识点一力的合成1．共点力合成的常用方法(1)作图法：从力的作用点起，按同一标度作出两个分力F1和F2的图示，再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形，画出过作用点的对角线，量出对角线的长度，计算出合力的大小，量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示)．(2)计算法：几种特殊情况的共点力的合成．类型作图合力的计算①互相垂直F＝tanθ＝②两力等大，夹角为θF＝2F1cosF与F1夹角为③两力等大且夹角为120°合力与分力等大(3)力的三角形定则：将表示两个力

2、的图示(或示意图)保持原来的方向依次首尾相接，从第一个力的作用点，到第二个力的箭头的有向线段为合力．平行四边形定则与三角形定则的关系如图甲、乙所示．2．合力的大小范围(1)两个共点力的合成

3、F1－F2

4、≤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

5、F1－F2

6、，当两力同向时，合力最大，为F1＋F2.(2)三个共点力的合成①三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3.②任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力最小值为零；如果第三个力不在这个范围内，则合力最小值等于最大的力减去另外两个力．【归纳总结】三种特

7、殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算①互相垂直F＝tanθ＝②两力等大，夹角θF＝2F1cosF与F1夹角为③两力等大且夹角120°合力与分力等大知识点二力的分解1．矢量、标量(1)矢量既有大小又有方向的量。相加时遵从平行四边形定则。(2)标量只有大小没有方向的量。求和时按代数法则相加。有的标量也有方向。2．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)遵循的原则①平行四边形定则。②三角形定则。3.分解方法（1）按作用效果分解力的一般思路（2）正交分解法①定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．②建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力

8、学中，以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)；在动力学中，通常以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系．③方法：物体受到F1、F2、F3…多个力作用求合力F时，可把各力沿相互垂直的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＝合力方向：与x轴夹角设为θ，则tanθ＝.知识点三轻杆、轻绳、轻弹簧1．三种模型的相同点(1)“轻”——不计质量，不受重力．(2)在任何情况下，沿绳、杆和弹簧伸缩方向的弹力处处相等．2．三种模型的不同点轻杆轻绳轻弹簧形变特点只能发生微小形变，不能弯曲只能发生微小形变，各

9、处弹力大小相等，能弯曲发生明显形变，可伸长，也可压缩，不能弯曲方向特点不一定沿杆，可以是任意方向只能沿绳，指向绳收缩的方向一定沿弹簧轴线，与形变方向相反作用效果特点可提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力能否突变能发生突变能发生突变一般不能发生突变考点一力的合成【典例1】（2019·新课标全国Ⅱ卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为（）A．150kgB．kgC．200kgD．kg【答案】A【解析】T=f+mgsinθ，f=μN，N=

10、mgcosθ，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意。【方法规律】解答共点力的合成问题时的三点注意1.合成力时，要正确理解合力与分力的大小关系：合力与分力的大小关系要视情况而定，不能形成合力总大于分力的思维定势。2.三个共点力合成时，其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差。3.合力与它的分力是等效替代关系，在进行有关力的计算时，如果已计入了合力，就不能再计入分力。如果已计入了分力，就不能再计入合力。【变式1】（2019·河北邯郸一中模拟）我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗．如图所示，质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，OA比OB长

11、，O为结点．重力加速度大小为g.设OA、OB对O点的拉力大小分别为FA、FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则(　　)A．FA小于FBB．FA、FB的合力大于mgC．调节悬点A的位置，可使FA、FB都大于mgD．换质量更大的灯笼，FB的增加量比FA的增加量大【答案】ACD　【解析】对结点O受力分析，画出力的矢量图．由图可知，FA小于FB，FA、FB的合力等于mg，选项A正确，B错误．调节悬点A的位置，只要∠AOB大于120°，则FA、F