2022-2023年高考物理一轮复习 第2章物体间的相互作用第2讲力的合成和分解课件

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 第2章物体间的相互作用第2讲力的合成和分解课件，共49页。PPT课件主要包含了知识梳理回顾，知识一力的合成，等效替代，同一点，延长线，共点力，首尾相接，知识二力的分解，平行四边形，三角形等内容，欢迎下载使用。
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，这一个力就叫作另外几个力的__________，那几个力叫作这一个力的__________．(2)关系：合力与分力是__________关系．
2．共点力：作用在物体的________，或作用线的________交于一点的力．如图所示均是共点力．
3．力的合成(1)定义：求几个力的________的过程．(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的______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_______和________．如图甲所示．②三角形定则：把两个矢量____________，从而求出合矢量的方法．如图乙所示．
【小题自测】1．一物体受到大小分别为F1、F2、F3的三个共点力的作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是(　　)A．2F1B．2F2C．2F3D．F1＋F2＋F3【答案】A
1．定义：求一个已知力的________的过程．2．运算法则：__________定则或_______定则．3．力的分解的两种方法(1)效果分解法：按力产生的______分解．(2)正交分解法：如图所示，将结点O所受的力F1、F2进行分解．
【小题自测】2．如图所示，物体静止在倾角为θ的斜面上，物体所受重力G沿垂直于斜面方向和平行于斜面方向分解为F1和F2，以下说法正确的是(　　)A．F1就是物体对斜面的压力B．F1与斜面对物体的支持力是一对相互作用力C．F2就是斜面作用在物体上的静摩擦力D．F2与斜面作用在物体上的静摩擦力大小相等，方向相反【答案】D
命题点一　共点力的合成及合力范围的确定　[自修掌握类]
1．力的合成的重要结论(1)两个分力一定时，夹角越大，合力越小．(2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大．(3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力．
2．合力大小的范围(1)两个共点力的合成|F1－F2|≤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|F1－F2|；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，求出其力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的和的绝对值．
例1　如图所示，一个物体由绕过定滑轮的绳拉着，分别用图中所示的三种情况拉住物体静止不动．在这三种情况下，若绳的张力分别为FT1、FT2、FT3，定滑轮对轴心的作用力分别为FN1、FN2、FN3，滑轮的摩擦、质量均不计，则(　　)A．FT1＝FT2＝FT3，FN1＞FN2＞FN3B．FT1＞FT2＞FT3，FN1＝FN2＝FN3C．FT1＝FT2＝FT3，FN1＝FN2＝FN3D．FT1＜FT2＜FT3，FN1＜FN2＜FN3【答案】A
【解析】物体静止时绳的张力等于物体重力的大小，所以FT1＝FT2＝FT3＝mg．用图解法确定FN1、FN2、FN3的大小关系．与物体连接的这一端，绳对定滑轮的作用力FT的大小也为mg，作出三种情况下的受力图如图所示，可知FN1＞FN2＞FN3，故A正确．
1．三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们的合力F的大小，下列说法中正确的是(　　)A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3B．F至少比F1、F2、F3中的某一个大C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
【答案】C【解析】合力不一定大于分力，B错误；三个共点力的合力的最小值能否为零，取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内，因为三个力大小未知，所以三个力的合力的最小值不一定为零，A错误；当三个力的大小分别为3a、6a、8a时，其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内，故C正确；当三个力的大小分别为3a、6a、2a时，不满足上述情况，D错误．
命题点二　力的分解　[自修掌握类]
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，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)．
(3)方法：物体受到多个力F1、F2、F3…作用，求合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解．
例2　如图所示，电灯的重力G＝10 N，AO绳与顶板间的夹角为45°，BO绳水平，试求AO绳和BO绳拉力的大小？
【答案】A【解析】将小球m2的重力按效果根据平行四边形定则进行分解如图，由几何知识得T＝m2g，对m1进行受力分析，由平衡条件，在沿杆的方向有m1gsin 30°＝T1sin 30°，得T1＝m1g．T＝T1，可见m1∶m2＝1∶1．
2．(多选)下图中按力的作用效果分解合理的是(　　)【答案】AD
【解析】对B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图，按照力的作用效果，拉力分解如图乙所示，故C错误；A、D图中力的分解是合理的．
命题点三　绳之“死结”与“活结”　[师生共研类]
1．“死结”模型的3个特点(1)“死结”是不可以沿绳子移动的结；(2)“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳；(3)“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等．
2．“活结”模型的4个特点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)“活结”可理解为把绳子分成两段；(2)“活结”是可以沿绳子移动的结点；(3)“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的．绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳；(4)“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线．
例3　如图甲所示，细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求：(1)细绳AC段的张力与细绳EG的张力之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力．
解：题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图a和b所示，根据平衡规律可求解．
2．(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N．另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中(　　)A． 水平拉力的大小可能保持不变B． M所受细绳的拉力大小一定一直增加C． M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D． M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD
【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加．B、D正确．
1．(多选)一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3的作用，其大小分别为F1＝42 N、F2＝28 N、F3＝20 N，且F1的方向指向正北．下列说法中正确的是(　　)A．这三个力的合力可能为零B．F1、F2两个力的合力大小可能为20 NC．若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48 N，方向指向正南D．若物体处于静止状态，则F2、F3的合力大小一定为42 N，方向指向正南
【答案】ABD【解析】F1、F2的合力F的大小范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即14 N≤F≤70 N，B正确；F3的大小处于F1、F2的合力范围之内，所以这三个力的合力可能为零，A正确；若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，则其中两个力的合力一定与第三个力等大、反向，C错误，D正确．
4．如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处．绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β．若α＝70°，则β等于(　　)A． 45°B． 55°C． 60°D． 70°【答案】B