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    新高考物理一轮复习精讲精练第2章 相互作用 第2讲 力的合成与分解(含解析)

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    这是一份新高考物理一轮复习精讲精练第2章 相互作用 第2讲 力的合成与分解(含解析),共8页。试卷主要包含了合力与分力,力的合成,6,cs 37°=0等内容,欢迎下载使用。
    第二讲 力的合成与分解        知识梳理1.合力与分力(1)定义:如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力叫作那几个力的合力,那几个力叫作这个力的分力.(2)关系:合力与分力是等效替代关系.2.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程.(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有向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,F1F2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,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的有向线段为合矢量.如图乙,F1F2为分力,F为合力.1.力的分解是力的合成的逆运算,遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则.2.分解方法(1)按力产生的效果分解;(2)正交分解如图,将结点O的受力进行分解.        知识训练考点一、力的合成1.求合力的方法(1)作图法:作出力的图示,结合平行四边形定则,用刻度尺量出表示合力的线段的长度,再结合标度算出合力大小.(2)计算法:根据平行四边形定则作出力的示意图,然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力.2.合力范围的确定(1)两个共点力的合力大小的范围:|F1F2|≤FF1F2.两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小.合力的大小不变时,两分力随夹角的增大而增大.当两个力反向时,合力最小,为|F1F2|;当两个力同向时,合力最大,为F1F2.当两个力大小都为F,夹角为时,其合力大小F(2)三个共点力的合力大小的范围最大值:三个力同向时,其合力最大,为FmaxF1F2F3.最小值:如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围内,则其合力的最小值为零,即Fmin0;如果不处于,则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和,即FminF1(F2F3)(F1为三个力中最大的力)1、如图所示,有5个力作用于同一点O,表示这5个力的有向线段恰好构成一个正六边形的两邻边和三条对角线,已知F110 N,则这5个力的合力大小为(  )A50 N          B30 NC20 N   D10 N【答案】B解析利用三角形定则可知,F2F4的合力等于F1F5F3的合力也等于F1,这5个力的合力大小为3F130 N2、两个力F1F2间的夹角为θ,两力的合力为F。以下说法正确的是(  )A.合力F总比分力F1F2中的任何一个力都大B.合力F一定总比分力F1F2中的一个力大C.若F1F2大小不变,θ越小,合力F就越大D.如果夹角θ不变,若F1的大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大【答案】C解析二力平衡时,合力为零,此时合力F比分力中的任何一个力都小,AB错误;若F1F2大小不变,θ越小,合力F越大,C正确;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力F可能减小,也可能增大,故D错误。3(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5 N,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2 N2 N3 N.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2 NB.物体所受静摩擦力可能为4 NC.物体可能仍保持静止D.物体一定被拉动答案ABC解析两个2 N的力的合力范围为04 N,然后与3 N的力合成,则三力的合力范围为07 N由于最大静摩擦力为5 N,因此可判定选项ABC正确,D错误.课堂随练训练1一物体受到三个共面共点力F1F2F3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是(  )A.三力的合力有最大值F1F2F3,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答案B解析先以力F1F2为邻边作平行四边形,其合力与F3共线,大小F122F3,如图所示,F12再与第三个力F3合成求合力F,可得F3F3,故选B.训练2(2021江苏前黄高级中学高三一模)如图所示一个“Y”形弹弓顶部跨度为L两根相同的橡皮条自由长度均为L在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律且劲度系数为k发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L(弹性限度内)则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为(  )A BkL          CkL        D2kL【答案】B【解析】根据胡克定律知每根橡皮条的最大弹力F=k(1.5L-L)=0.5kL设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ根据几何关系知sin θ=根据平行四边形定则知弹丸被发射过程中所受的最大作用力F=2Fcos θ=kL,故选B训练3、三个共点力大小分别是F1F2F3,关于它们合力F的大小,下列说法正确的是(  )AF大小的取值范围一定是0≤FF1F2F3BF至少比F1F2F3中的某一个力大C.若F1F2F33∶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F1F2F33∶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解析三个大小分别是F1F2F3的共点力合成后的最大值一定等于F1F2F3,但最小值不一定等于零,只有当某一个力的大小在另外两个力的合力范围内时,这三个力的合力才可能为零,合力可能比三个力都大,也可能比三个力都小,合力能够为零的条件是三个力的矢量箭头能组成首尾相接的三角形,任意两个力的和必须大于第三个力,选项ABD错误,C正确.考点二、力的分解1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向.(2)再根据两个分力方向画出平行四边形.(3)最后由几何知识求出两个分力的大小和方向.2.力的正交分解法(1)建立坐标轴的原则: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.(2)多个力求合力的方法: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F若合力方向与x轴夹角为θ,则tan θ.1(力的分解、合力与分力的关系)小明想推动家里的衣橱但使出了很大的力气也没推动于是他便想了个妙招如图所示AB两块木板搭成一个底角较小的人字形架然后往中央一站衣橱居然被推动了。下列说法正确的是(  )A.这是不可能的因为小明根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的因为无论如何小明的力气也没那么大C.这有可能A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D.这有可能A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力答案C 解析 开始小明推不动衣橱,说明小明的推力小于衣橱与地面间的最大静摩擦力;站在人字形架上时,重力产生两个效果,分别向左右两侧推墙壁和衣橱,如图甲所示,小明的重力可以分解成沿AB两个方向的力,由于底角较小,所以两个分力会很大,FA对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力,如图乙所示,水平方向的力会远大于小明的重力,可能大于最大静摩擦力,C正确。2(多选)(2018·天津卷·7)明朝谢肇淛的《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,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则(  )A.若F一定,θ大时FN B.若F一定,θ小时FNC.若θ一定,F大时FN D.若θ一定,F小时FN答案BC解析根据力F的作用效果将F分解为垂直于木楔两侧的力FN,如图所示sin FN所以当F一定时,θ越小,FN越大;当θ一定时,F越大,FN越大,故选项BC正确,AD错误.课堂随练训练1、科学地佩戴口罩,对于新冠肺炎、流感等呼吸道传染病具有预防作用,既保护自己,又有利于公众健康.如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图,一侧的口罩带是由直线AB、弧线BCD和直线DE组成的.假若口罩带可认为是一段劲度系数为k的弹性轻绳,在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了x,此时AB段与水平方向的夹角为37°DE段与水平方向的夹角为53°,弹性绳涉及到的受力均在同一平面内,不计摩擦,已知sin 37°0.6cos 37°0.8.求耳朵受到口罩带的作用力.答案见解析解析耳朵分别受到ABED段口罩带的拉力FABFED,且FABFEDkx将两力正交分解如图所示,FABxFAB·cos 37°FAByFAB·sin 37°FEDxFED·cos 53°FEDyFED·sin 53°水平方向合力FxFABxFEDx竖直方向合力FyFAByFEDy解得FxkxFykx耳朵受到口罩带的作用力FFkx,方向与x轴负方向成45°角.
     

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