高考物理一轮复习详细讲义(教师版):力的合成与分解

第二节 力的合成与分解

【基础梳理】

提示:共同 等效替代 平行四边形 三角形 效果 正交 方向 算术

【自我诊断】

判一判

(1)合力和分力是一种等效替代关系.( ) (2)合力及其分力可以同时作用在物体上.( )

(3)几个力的共同作用效果可以用一个力来代替.( ) (4)两个力的合力一定比其分力大.( )

(5)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形.( ) 提示:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ 做一做

(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( )

提示:选ABD.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G1和G2,故C项图画错误;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.

想一想

同学们在解题过程中应用平行四边形定则求解问题时,经常会简化到一个三角形中去求解,也可以说用三角形定则来解题.那么同学们对于三角形定则的内容知道多少?

提示:三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法.(如图所示)

共点力的合成 【知识提炼】

1.合力的大小范围的确定 (1)两个共点力的合成 |F1-F2|≤F合≤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,求出其合力大小的范围,如果第三个力在这个范围之内,则这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的力的矢量和.

2.合成方法 (1)作图法.

(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.

3.几种特殊情况的共点力的合成 类型 作图 合力的计算 垂直 两力互相 两力等大,夹角为θ F= F12F21+F2 tan θ= F2θθF=2F1cos F与F1夹角为 22两力等大且夹角为120° 合力与分力等大 4.重要结论 (1)两个分力一定时,夹角θ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.

【跟进题组】

1.(2019·成都模拟)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>FN3 B.FT1>FT2>FT3,FN1=FN2=FN3 C.FT1=FT2=FT3,FN1=FN2=FN3 D.FT1<FT2<FT3,FN1<FN2<FN3

解析:选A.物体静止时绳的张力等于物体重力的大小,所以FT1=FT2=FT3=mg.

法一: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,故选项A正确.

法二:用计算法确定FN1、FN2、FN3的大小关系.已知两个分力的大小,两分力的夹角θ,满足关系式:F=A正确.

2

F21+F2+2F1F2cos θ,θ越小,F越大,所以FN1>FN2>FN3,故选项

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