《2023届高考物理统考版一轮学案-2.2力的合成与分解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届高考物理统考版一轮学案-2.2力的合成与分解.docx（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第2讲力的合成与分解必备知识自主排查一、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，这一个力就叫做那几个力的_，那几个力叫做这一个力的_(2)关系：合力与分力是_关系2共点力作用在物体的同一点，或作用线的_交于一点的几个力如图所示均为共点力3力的合成(1)定义：求几个力的_的过程(2)运算法则平行四边形定则：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_作平行四边形，这两个邻边之间的_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_为合矢量如图乙，F1、F2
2、为分力，F为合力4力的分解(1)定义：求一个已知力的_的过程(2)遵循原则：_定则或_定则(3)分解方法：按力产生的_分解；正交分解二、矢量和标量1矢量：既有大小又有_的物理量，相加时遵循_定则，如速度、力等2标量：只有大小没有_的物理量，求和时按_法则相加，如路程、速率等, 生活情境1.生活中，经常会遇到：一个人提起一个购物篮；两个人共同提一个购物篮；一个人提起稍微重箱子的情形，如下图由此思考并判断(1)一个人提起购物篮时施加的力与两个人共同提起购物篮施加的两个力的作用效果相同()(2)人提起稍重的箱子时，人会倾斜，对箱子的拉力可分解为向上的力提起箱子和使箱子压紧右腿的力()(3)在对力进行
3、合成或分解时，一定要遵守平行四边形定则或三角形定则()(4)合力一定大于它的两个分力()(5)原则上，一个力可以分解为无数对分力()(6)在两个分力大小一定时，其夹角(0180)越大，合力越小() 教材拓展2.人教版必修1P64T2改编有两个力，它们的合力为0.现在把其中一个向东6 N的力改为向南(大小不变)，它们的合力大小为()A6 NB62 NC12 N D03人教版必修1P66T2改编一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于240 N，则另一个分力的大小为()A60 N B240 NC300 N D420 N关键能力分层突破考点一共点力的合成1力的合成方法：
4、平行四边形定则或三角形定则2几种特殊情况的共点力的合成例1岸边两人同时用力拉小船，两力的大小和方向如图所示请分别用作图法和计算法求出这两个力的合力跟进训练1.2022宁夏银川市联考如图所示，两人同时用大小相等的力沿不同方向拉小船，且两力关于小船轴线对称，下列几种情况中，合力最大的是()2(多选)5个共点力的情况如图所示，已知F1F2F3F4F，且这四个力恰好构成一个正方形，F5是其对角线下列说法正确的是()AF1和F5的合力与F3大小相等，方向相反B这5个共点力能合成大小为2F、相互垂直的两个力C除F5以外的4个力的合力的大小为2FD这5个共点力的合力恰好为2F，方向与F1和F3的合力方向相同
5、考点二力的分解方法1效果分解法方法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，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上)；在动力学中，往往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：物体受到多个力F1、F2、F3作用，求合力F时，可把各力向相互垂直的x轴、y轴分解x轴上的合力FxFx1Fx2Fx3y轴上的合力FyFy1Fy2Fy3合力大小FFx2+Fy2若合力方向与x轴夹角为，则tan FyFx.角度1效果分解法例2 (多选)下图中按力的作用效果分解合理的是()角度2正交分解法例3 2021
6、广东卷，3唐代耒耜经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，如图所示忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是()A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力命题分析试题情境属于基础性、应用性题目，以曲辕犁、直辕犁为素材创设生活实践问题情境必备知识考查力的合成与分解、牛顿第三定律等知识关键能力考查理解能力即由力的分解对实际问题做出分析并比较学科素养考查相互作用观念、科学推理要求
7、考生利用相互作用观念分析实际问题并得出结论跟进训练3.如图甲所示，水平地面上固定一倾角为30的表面粗糙的斜劈，一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑，现对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑，如图乙所示，则F的大小应为()A 36mg B 33mgC3mg D 34mg考点三力的合成与分解中的STSE问题素养提升情境1体操运动重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为，则()A当60时，运动员单手对地面的正压力大小为G2B.当120时，运动员单手对地面的正压力大小为GC当不同时，运动员受到的合力不
8、同D当不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等情境2刀、斧等切削工具刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈，如图是用斧头劈木柴的示意图，劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力F，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开，设劈背的宽度为d，劈的侧面长为l，不计斧头的自身重力，则劈的侧面推压木柴的力约为()A dlF B ldFC l2dF D d2lF情境3剪式千斤顶(多选)如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起当车轴刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120，则下列判断正确的是()
9、A此时两臂受到的压力大小均为5.0104NB此时千斤顶对汽车的支持力为1.0105 NC若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大D若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小情境4阻拦索(多选)我国第二艘航母“山东舰”正式入列我国海军，此舰为首艘国产航母，标志着我国的军舰建造技术进入新时代为使舰载机在几秒内迅速停在航母上，需要利用阻拦索将舰载机高速拦停(如图1)，此过程可简化为如图2所示模型，设航母甲板为一平面，阻拦索两端固定，并始终与航母甲板平行舰载机从正中央钩住阻拦索，实现减速阻拦索为弹性装置，刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，下列说法正确的是()A舰载机落在航母上钩住阻拦索时，只
10、受重力、阻拦索的弹力和航母甲板的摩擦力三个力作用B舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索对飞机的弹力在变大C当阻拦索被拉至夹角为120时，设阻拦索的张力为F，则阻拦索对舰载机的弹力大小为FD舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，舰载机所受摩擦力一直在变大第2讲力的合成与分解必备知识自主排查一、1（1）合力分力（2）等效替代2延长线3（1）合力（2）邻边对角线有向线段4（1）分力（2）平行四边形三角形（3）效果二、1方向平行四边形（或三角形）2方向算术生活情境1（1）（2）（3）（4）（5）（6）教材拓展2答案：B3答案：C关键能力分层突破例1解析：（1）作图法选定合适的标度，如用5.0
11、mm长的线段表示150 N的力，用O点代表船依据题意作出力的平行四边形，如图所示用刻度尺量出表示合力F的对角线长为20.0 mm，可求得合力的大小F20.01505.0N600 N用量角器量出F与F1的夹角为60.故这两个力的合力大小为600 N，方向与F1成60角（2）计算法如图所示，平行四边形的对角线AB、OD交于C点，由于OAOB，所以平行四边形OADB是菱形，OD与AB互相垂直平分，OD是AOB的角平分线，则AOD60，OD2OC2OA cos 60因此，合力的大小F2F1cos 60600 N方向与F1成60角答案：600 N，方向与F1成60角1解析：合力与分力的关系遵循平行四边形
12、定则，两等大分力夹角越小，合力越大，故选项A正确答案：A2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2F，可得除F5以外的4个力的合力的大小为22F，C错误；这5个共点力的合力大小等于2F，方向与F5相反，D正确，B错误答案：AD例2解析：对B项图，物体的重力按效果分解成垂直斜面的力与垂直挡板的力，如图甲所示，故B错误；对C项图，按照力的作用效果，拉力分解成如图乙所示，故C错误；A、D图中力的
13、分解是合理的答案：AD例3解析：曲辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为F sin ，直辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为F sin ，由于F sin ，A错误；曲辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为F cos ，直辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为F cos ，由于F cos ，B正确；作用力与反作用力大小相等，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用力，故耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，C、D错误答案：B3解析：小物块沿着斜劈的表面匀速下滑时，对小物块受力分析可得mg sin 30mg cos 30，解得33.对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑，对小物块受力分析
14、如图所示将力沿平行于斜面和垂直于斜面两方向分解可得FNmg cos 30F sin 30，FfFN，F cos 30Ffmg sin 30，联立解得F3mg，故C项正确答案：C情境1解析：运动员处于静止状态，即平衡状态，每只手都承受自身重力的一半，和角度无关，A正确，B、C错误；由牛顿第三定律知当不同时，运动员与地面间的相互作用力大小相等，D错误答案：A情境2解析：斧头劈木柴时，设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1F2，利用几何三角形与力三角形相似有dFlF1 ，得推压木柴的力F1F2ldF，所以B正确，A、C、D错误答案：B 情境3解析：将汽车对千斤顶的压力F分解为沿两臂的两个分力F1、F2，如图所示，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，即F1F2.由2F1cos F得F1F2F2cos 601.0105 N，选项A错误；根据牛顿第三定律可知，千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力，为1.0105 N，选项B正确；由F1F2F2cos 可知，当F不变、减小时，cos 增大，F1、F2减小，选项C错误，D正确答案：BD情境4解析：舰载机受重力、阻拦索的弹力、航母施加的摩擦力与支持力，A错；阻拦索的长度变长，绳索上的张力变大，对飞机的作用是绳索上两个分力的合力，夹角变小，合力变大，B对；夹角为120时，F合F，C对；F滑Nmg，故舰载机所受摩擦力不变，D错答案：BC