2022年高考物理第一轮复习教案力的合成和分解附练习题及答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 力的合成和分解1力的合成（1）力的合成的本质就在于保证作用成效相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的“ 等效力” （合力）；力的平行四边形定就是运用“ 等效”观点, 通过试验总结出来的共点力的合成法就,它给出了寻求这种 律；“ 等效代换” 所遵循的规（2）平行四边形定就可简化成三角形定就；O 由三角形定就仍可以得到一个有用的推论：F F1 假如 n 个力首尾相接组成一个封闭多边形,F 1F 就这 n 个力的合力为零；（3）共点的两个力合力的大小范畴是F 2 O F 2 |F1F2| F合F 1 F2 （4）共点的三个

2、力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零；【例 1】物体受到相互垂直的两个力F 1、F 2 的作用,如两力大小分别为53 N、 N,求这两个力的合力解析：依据平行四边形定就作出平行四边形,如下列图,由于F 1、F2 相互垂直,所以作出的平行四边形为矩形,对角线分成的两个三角形为直角三角形,由勾股定理得：FF 12F2253252N=10 N 200 N ,两合力的方向与F1 的夹角 为：tgF 25533 30F 13【例 2】如图甲所示,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力均为力之间的夹角为60 ,求这两个拉力的合力解析： 依据平行四边形定就,作出示意图乙,直平分,通过解其中的

3、直角三角形求合力F2F 1cos 302003N=346 N 合力与 F 1、 F2 的夹角均为30 2力的分解它是一个菱形, 我们可以利用其对角线垂名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）力的分解遵循平行四边形法就,力的分解相当于已知对角线求邻边；（2）两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为很多组分力,但在详细问题中,应依据力实际产生的成效来分解；【例 3】将放在斜面上质量为m 的物体的重力mg 分解为下滑力F 1 和对斜面的压力F 2,这种说法正确吗？解析：将 mg 分解为下滑力

4、F 1 这种说法是正确的,但是mg 的另一个分力F 2 不是物体对斜面的压力,而是使物体压紧斜面的力,从力的性质上看,体对斜面的压力属于弹力,所以这种说法不正确；F 2 是属于重力的分力,而物【例 4】将一个力分解为两个相互垂直的力,有几种分法？解析：有很多种分法, 只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直 线,在有向线段的另一端向这条直线做垂线,就是一种方法；如下列图；（3 已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯独解；已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯独解；已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一；已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力

5、的方向和另一个分力的大小 时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一；（4）用力的矢量三角形定就分析力最小值的规律：当已知合力F 的大小、 方向及一个分力F 1 的方向时, 另一个分力F 2 取最小值的条件是两分力垂直；如下列图,F2 的最小值为： F2min=F sin名师归纳总结 当已知合力F 的方向及一个分力F 1 的大小、 方向时, 另一个分力F 2 取最小值的条件第 2 页,共 7 页是：所求分力F 2 与合力 F 垂直,如下列图,F2 的最小值为： F2min=F1sin当已知合力F 的大小及一个分力F 1 的大小时, 另一个分力F 2取最小值的条件是：已知大小的分力F 1 与合力 F

6、同方向, F 2 的最小值为 FF1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （5把一个力分解成两个相互垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法；用正交分解法求合力的步骤：第一建立平面直角坐标系,并确定正方向把各个力向 x 轴、 y 轴上投影,但应留意的是：与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向求在 x 轴上的各分力的代数和 Fx 合和在 y 轴上的各分力的代数和 Fy 合2 2求合力的大小 F F x 合 F y 合 F y 合合力的方向： tan =（ 为合力 F 与 x 轴的夹角）F x 合

7、【例 5】质量为 m 的木块在推力 F 作用下,在水平地面上做匀速运动已知木块与地面间的动摩擦因数为 ,那么木块受到的滑动摩擦力为以下各值的哪个 . Amg （mg+Fsin ） （mg+Fsin ） Fcos解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力 mg、推力 F、支持力 FN、摩擦力 F 沿水平方向建立 x 轴,将 F 进行正交分解如图 这样建立坐标系只需分解 F,由于木块做匀速直线运动,所以,在 x 轴上,向左的力等于向右的力（水平方向二力平稳）；在 y 轴上向上的力等于向下的力（竖直方向二力平稳）即Fcos F FNmg+Fsin 又由于 F F N F（mg+Fsin ） 故、答案

8、是正确的小结： （1）在分析同一个问题时,合矢量和分矢量不能同时使用；也就是说,在分析问题时,考虑了合矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）矢量的合成分解,肯定要仔细作图；在用平行四边形定就时,分矢量和合矢量要画成带箭头的实线,平行四边形的另外两个边必需画成虚线；（3）各个矢量的大小和方向肯定要画得合理；（4）在应用正交分解时,两个分矢量和合矢量的夹角肯定要分清哪个是大锐角,哪个是小锐角,不行随便画成45；（当题目规定为45时除外）三、综合应用举例【例 6】水

9、平横粱的一端A 插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C 固定于墙上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg 的重物,CBA30,如图甲所示,就滑轮受到绳子的作用力为（g=10m/s2）B503 N C100N D1003 N A50N 解析：取小滑轮作为讨论对象,悬挂重物的绳中的弹力是 Tmg=10 10N=100 N ,故小滑轮受绳的作用力沿BC、BD 方向的大小都是100N,分析受力如图（乙）所示CBD 120, CBF DBF , CBF= 60, CBF 是等边三角形故F100 N；应选 C；O 【例 7】已知质量为m、电荷为 q 的小球,在匀强电场中由静止释放后沿直线 O

10、P 向斜下方运动（OP 和竖直方向成 角）,那么所加匀强电场的场强 E 的最小值是多少？解析： 依据题意, 释放后小球所受合力的方向必为 OP 方向；用三角形 Eq 定就从右图中不难看出：重力矢量 OG 的大小方向确定后,合力 F 的方向 mg P 确定（为 OP 方向）,而电场力 Eq 的矢量起点必需在 G 点,终点必需在OP 射线上；在图中画出一组可能的电场力,不难看出,只有当电场力方向与 OP 方向垂直时 Eq 才会最小,所以 E 也最小,有 E = m gsinq【例 8】轻绳 AB 总长 l,用轻滑轮悬挂重 G 的物体；绳能承担的最大拉力是 2G,将 A端固定,将 B 端缓慢向右移动

11、 d 而使绳不断,求 d 的最大可能值；解：以与滑轮接触的那一小段绳子为讨论对象,在任何一个平稳位置都在滑轮对它的压力（大小为 G）和绳的拉力 F 1、F 2 共同作用下静止；而同一根绳子上的拉力大小 F1、F 2 总是相等的,它们的合力 N 是压力 G 的平稳力,方向竖直向上；因此以 F 1、F 2 为分力做力的合成的平行四边形肯定是菱形；利用菱形对角线相互垂直平分的性质,结合相像形学问可得名师归纳总结 dl = 15 4,所以 d 最大为15lA v G F B 第 4 页,共 7 页4【例 9】 A 的质量是m,A、B 始终相对静止,共同沿水平面对右运动；当 a1=0 时和 a2=0.7

12、5g 时,Ba FB - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 对 A 的作用力 FB 各多大？解析：肯定要审清题：B 对 A 的作用力 F B 是 B 对 A 的支持力和摩擦力的合力；而A 所受重力 G=mg 和 FB 的合力是 F=ma；当 a1=0 时, G 与 FB 二力平稳,所以FB 大小为 mg,方向竖直向上；当 a2=0.75g 时,用平行四边形定就作图：先画出重力（包括大小和方向）,再画出 A所受合力 F 的大小和方向, 再依据平行四边形定就画出 方向与竖直方向成 37 o 角斜向右上方；F B；由已知可得 F B的大小 FB=1.25mg,【

13、例 10】一根长 2m,重为 G 的不匀称直棒 AB,用两根细绳水平悬挂在天花板上,如图所示,求直棒重心 C 的位置；解析：当一个物体受三个力作用而处于平稳状态,假如其中两个力的作用线相交于一点就第三个力的作用线必通过前两个力作用线的相交点,把 O1A 和 O2B 延长相交于O 点,就重心 C 肯定在过 O 点的竖直线上,如下列图由几何学问可知：BO=AB/2=1m BC=BO/2=0.5m 的光滑斜面上,试分析挡板AO故重心应在距B 端 0.5m 处；【例 11】如图 （甲） 所示质量为m 的球放在倾角为与斜面间的倾角 为多大时, AO 所受压力最小？解析：虽然题目问的是挡板AO 的受力情形

14、,但如直接以挡板为讨论对象,因挡板所受力均为未知力, 将无法得出结论以球为讨论对象,球所受重力产生的成效有两个：对斜面产生的压力N1、对挡板产生的压力N2,依据重力产生的成效将重力分解,如图（乙）所示,当挡板与斜面的夹角 由图示位置变化时,N1大小转变但方向不变,始终与斜面垂直,N2的大小和方向均转变,如图（乙）中虚线由图可看出挡板 AO 与斜面垂直时 =90 时,挡板 AO所受压力最小,最小压力 N2min =mgsin；针对训练1 如下列图有五个力作用于一点邻边和三条对角线,设P,构成一个正六边形的两个所示,F3=10N ,就这五个力的合力大小为名师归纳总结 - - - - - - -第

15、5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - （）A10（22 ）N B20N （）C30N D0 2关于二个共点力的合成以下说法正确选项A合力必大于每一个力B合力必大于两个力的大小之和 C合力的大小随两个力的夹角的增大而减小D合力可以和其中一个力相等,但小于另一个力3如下列图质量为 m 的小球被三根相同的轻质弹簧a、b、c 拉住,O 处吊一c 竖直向下a、b、 c 三者夹角都是120,小球平稳时,a、b、c 伸长的长度之比是 33 1,就小球受c 的拉力大小为（）AmgB0.5mgC1.5mgD3mg4如下列图物体处于平稳状态,如保持a 不变,当力F 与水平方向夹角 多

16、大时 F 有最小值（）A0 B2CD25如下列图一条易断的匀称细绳两端固定在天花板的A、 B 两点,今在细绳砝码,假如OA2BO,就（）A增加硅码时,AO 绳先断B增加硅码时,BO 绳先断CB 端向左移,绳子易断DB 端向右移,绳子易断6图所示, A、A两点很接近圆环的最高点BOB为橡皮绳, BOB120,且 B、B与 OA 对称在点 O 挂重为 G 的物体,点 O 在圆心,现将 B、B两端分别移到同一圆周上的点 A、A,如要使结点 O 的位置不变, 就物体的重量应改为名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - AG BG2GCD2G 47长为 L 的轻绳,将其两端分别固定在相距为 d 的两坚直墙面上的 A、B 两点；一小滑轮 O 跨过绳子下端悬挂一重力为 G 的重物 C,平稳时如下列图,求 AB 绳中的张力；8 如下列图, 质量为 m,横截面为直角形的物快ABC,ABC,AB 边靠在竖直墙上,F 是垂直于斜面 BC 的推力,现物块静止不动,求摩擦力的大小；参考答案名师归纳总结 1C 22C d3B 4C 5BD 6D 第 7 页,共 7 页7F TGL28f=mg+F sin2 L- - - - - - -