2019-2020年高考物理一轮复习专题2.3力的合成与分解教学案

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1、2019-2020年高考物理一轮复习专题2.3力的合成与分解教学案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．一、力的合成和分解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，原来的几个力叫做分力。(2)关系：合力和分力是等效替代的关系。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：求两个互成角度的共点力的合力

2、，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。②三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法。图14．力的分解(1)定义：求一个已知力的分力的过程。(2)遵循原则：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，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。高频考点一　共点力的合成　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．两个共点力的合力范围

3、F1－

4、F2

5、≤F≤F1＋F2。2．重要结论(1)二个分力一定时，夹角θ越大，合力越小。(2)合力一定，二等大分力的夹角越大，二分力越大。(3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力。【例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5N，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2N、2N、3N.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2NB.物体所受静摩擦力可能为4NC.物体可能仍保持静止D.物体一定被拉动答案　ABC【变式探究】一物体受到三

6、个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图3所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是(　　)图3A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不确定B．三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向C．三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向D．由题给条件无法求合力大小解析　沿F3方向和垂直于F3方向建立x轴、y轴，将不在坐标轴上的力F1、F2沿坐标轴正交分解，然后再合成。如图所示，假设图中的方格边长代表1N，则F3＝4N，沿x轴方向有：Fx＝F1x＋F2x＋F3x＝(6＋2＋4)N＝12N，沿y轴方向有

7、：Fy＝F1y＋F2y＋F3y＝(3－3)N＝0，F合＝3F3。答案　B高频考点二　对力的效果分解的理解按力的实际情况分解的方法(1)分解法则：力的分解是力的合成的逆运算，遵循的法则也是平行四边形定则或三角形定则。(2)如果没有条件限制，同一个力F可以分解为大小、方向各不相同的无数组分力，但是我们在分解力时，往往要根据实际情况进行力的分解，所谓的实际情况，可理解为实际效果和实际需要。【例2】　如图4所示，重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上，将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，那么(　　)

8、图4A．F1就是物体对斜面的压力B．物体对斜面的压力方向与F1方向相同，大小为GcosαC．F2就是物体受到的静摩擦力D．物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用答案　B【变式探究】(多选)将物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中正确的是(　　)解析　A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2；B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2，A、B项图均画得正确。C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力

9、G1和G2，故C项图画错。D项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2，故D项图画得正确。答案　ABD高频考点三　力的正交分解【例3】　(多选)如图5所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ＝30°。不计小球与斜面间的摩擦，则(　　)图5A．轻绳对小球的作用力大小为mgB．斜面对小球的作用力大小为mgC．斜面体对水平面的压力大小为(M＋m)gD．斜面体与水平面间的摩擦力大小为mg解析

10、　以B为研究对象，受力如图甲所示，由几何关系知θ＝β＝30°。根据受力平衡可得FT＝FN＝mg以斜面体为研究对象，其受力如图乙所示　　　甲　　　　　　　　　乙答案　AD【变式探究】如图6所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为(　　)图6A.B.C.D.