2024新高一暑假物理衔接精编讲义第12讲:力的分解和分解含解析.docx
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1、2024新高一暑假物理衔接精编讲义第12讲:力的分解和分解含解析第12讲:力的分解和分解一:知识精讲归纳考点一、合力和分力1共点力几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫作共点力2合力与分力假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,这几个力叫作那个力的分力3合力与分力的关系合力与分力之间是一种等效替代的关系,合力作用的效果与分力共同作用的效果相同考点二、力的合成和分解1力的合成:求几个力的合力的过程2力的分解:求一个力的分力的过程3平行四边形定则:在两个力合成时,以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
2、角线就代表合力的大小和方向,如图所示,F表示F1与F2的合力4如果没有限制,同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力5两个以上共点力的合力的求法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力重难点规律精讲:一:合力与分力的关系1两分力同向(0)时,合力最大,FF1F2,合力与分力同向2两分力反向(180)时,合力最小,F|F1F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同3当两个分力大小不变时,合力F随两分力夹角的增大而减小,合力的大小取值范围:|F1F2|FF1F2.4合力大小可能大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等
3、于某一分力二、力的合成和分解1共点力合成的方法(1)作图法。 (2)计算法。三:按效果分解(1)分解原则:根据力的作用效果确定分力的方向,然后再画出力的平行四边形(2)基本思路2常见典型力的分解实例实例产生效果分析水平地面上物体受斜向上的拉力F,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2.F1Fcos ,F2Fsin .质量为m的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1,二是使物体压紧斜面的分力F2.F1mgsin ,F2mgcos .质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时,其重力产生
4、两个效果:一是使球压紧挡板的分力F1,二是使球压紧斜面的分力F2.F1mgtan ,F2.质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上,其重力产生两个效果:一是使球压紧竖直墙壁的分力F1,二是使球拉紧悬线的分力F2.F1mgtan ,F2.A、B两点位于同一平面上,质量为m的物体被AO、BO两线拉住,其重力产生两个效果:一是使物体拉紧AO线的分力F1,二是使物体拉紧BO线的分力F2.F1F2.质量为m的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一是拉伸AB的分力F1,二是压缩BC的分力F2.F1mgtan ,F2.四、力的正交分解法1.力的正交分解法把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解的方法叫力
5、的正交分解法如图所示,将力F沿x轴和y轴两个方向分解,则FxFcos FyFsin 2正交分解法求合力(1)建立直角坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图所示(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:FxF1xF2x,FyF1yF2y.(4)求共点力的合力:合力大小F,设合力的方向与x轴的夹角为则tan .五、力的分解中定解条件讨论把力按照题中给定的条件分解若代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段能构成平行四边形(或三角形),说明合力可以分解成给定的分
6、力,即有解;若不能,则无解常见的有几种情况已知条件分解示意图解的情况已知两个分力的方向唯一解已知一个分力的大小和方向唯一解已知一个分力(F2)的大小和另一个分力(F1)的方向F2Fsin 无解F2Fsin 唯一解Fsin F2F两解F2F唯一解二:考点题型归纳题型一:合力与分力的关系1(2023秋高一校考课时练习)下列说法正确的是()A两个共点力共同作用的效果与其合力单独作用的效果相同B合力作用的效果与物体受到的每一个力的作用效果都相同C把物体受到的几个力的合力求出后,则物体只受一个力D性质不同的力可以合成,作用在不同物体上的力也可以合成2(2023春云南玉溪高一云南省玉溪第三中学校考阶段练习
7、)两个力和的夹角为,两力的合力为,以下说法正确的是()A若大于,则一定小于B合力的方向可能垂直于,也可能垂直于C如果和的大小不变,只要角增大,合力就一定增大D如果角和的大小不变,只要增大,合力就一定增大3(2023秋黑龙江大庆高一铁人中学校考期末)关于两个共点力的合力与两个分力的关系,下列说法正确的是()A两个力的合力总是大于这两个力中的任意一个力B两个力的合力的方向总是沿着两个分力夹角的角平分线方向C两个力合成,保持两个分力夹角和一个分力大小不变时,另一个分力增大,合力必增大D两个分力的大小不变,夹角在0180之间变化,夹角越大,其合力越小题型二:合力的取值范围4(2023秋高一课时练习)三
8、个力,关于三个力的合力,下列说法正确的是()A三个力的合力的最小值为1NB三个力的合力的最大值为19NC三个力的合力可能为20ND三个力的合力不可能为3N5(2023秋天津武清高一统考期末)物体共受到三个大小分别为、和的恒定共点力作用,以下判断正确的是()A物体可能处于静止状态B物体一定做匀速直线运动C物体受到的合力一定等于D物体受到的合力可能等于6(2023秋重庆高一统考期末)某同学研究两个共点力的合成时得出合力F随夹角变化的规律如图所示。下列说法中正确的是()A两个分力分别为,BC两个分力分别为,D题型三:力的平行四边形法则7(2023春陕西西安高一校联考期末)如图所示,某质点在共点力F1
9、,F2,F3(互成120)作用下处于静止状态,现将F1逆时针旋转60,其它力均保持不变,那么该质点的合力大小为()AF1BF2-F1CF3DF1+F28(2023秋高一课时练习)如图所示,五个共点力的合力为0,现在保持其他力不变,进行如下操作,其中正确的是()A如果撤去,物体所受合力大小为,方向和方向相反B如果将减半,合力大小为C如果将逆时针旋转90,合力大小将变为D如果将逆时针旋转180,合力大小将变为9(2022秋湖北武汉高一武汉市吴家山中学校联考期末)如图所示,作用在一个物体上的六个共点力的大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F,相邻两力间的夹角均为60,其合力为;若撤去其中的一个大
10、小为3F的力,其余五个力的合力为,则下列结论正确的是()A,方向与3F方向相同B,方向与6F方向相同C,方向与6F方向相同D,方向与3F方向相同题型四:力按效果分解问题10(2023秋上海虹口高一华东师范大学第一附属中学校考期末)如图,用两根绳子OA及OB把一重物悬挂起来,OAOB,则()A绳OA承担的力大B绳OB承担的力大C两根绳承担的力一样大D条件不足,无法确定11(2023秋广东广州高一广东番禺中学校考期末)关于力的分解,下列叙述正确的是()A已知一个分力和另一个分力的方向,不能得到唯一的合力B分力一定小于合力C10N的力不可以分解为16N和6N的两个分力D10N的力可以分解为12N和1
11、N的两个分力12(2022秋浙江高一期中)明朝谢肇淛五杂组中记载,“明姑苏虎丘寺庙倾侧,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,现在木楔背上加一力。方向如图所示,木楔两侧产生推力,则()A若一定,小时大B若一定,大时大C若一定,小时不变D若一定,大时小题型五:力的正交分解问题13(2022秋河南开封高一河南省杞县高中校考阶段练习)如图所示,一个物体在平面直角坐标系xOy的坐标原点,只受到和的作用,则物体的合力()A方向沿B方向沿C大小等于D大小等于14(2022全国高一假期
12、作业)如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下向右运动。已知sin37=0.6,cos37=0.8,木块与地面间的动摩擦因数为,木块受到的摩擦力为()AFB0.6FC(mg+0.6F)Dmg15(2022秋上海浦东新高一上海市实验学校校考期中)有三个力、作用于同一点O,并在同一平面内,互成角。求:(要求写出求解过程即画图加表达式或写出足够清楚的文字说明)(1)若三个力大小都为,如图1所示,求它们的合力的大小;(2)第(1)问中,将顺时针旋转,求它们的合力的大小;(3)若三个力大小分别为、,如图2所示,求它们的合力的大小。题型六:验证力的平行四边形法则实验16(2023春广东揭阳高一统
13、考期末)某学习小组通过以下实验来“验证力的平行四边形定则”。(1)如图甲所示,把白纸固定在木板上后,再把木板竖直固定,将图钉固定在A点,弹簧测力计一端固定在图钉上,另一端与细绳a相连,细绳a与细绳b、c相连接,细绳b、c跨过光滑定滑轮后,分别悬挂3个和5个质量均为50g的钩码,稳定后,a、b、c的结点位于O处,此时弹簧测力计的读数为_N,记录O点的位置和_。(2)如图乙所示,取图中长度为标度表示 0.5N,请在图乙中用力的图示作出细绳b、c的拉力F1和 F2,并作出它们合力F的示意图_。若在误差允许范围内满足 F,则力的平行四边形定则可得到验证。(取g=10m/s2)(3)弹簧测力计的外壳与白
14、纸之间存在摩擦 _(填“会”或“不会”)对实验产生影响。17(2023春辽宁朝阳高一统考阶段练习)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳;图乙是实验时记录的数据,以及根据数据画出的力的图示及合成图。(1)关于该实验说法正确的是_。A实验时不需要对弹簧测力计进行调零B橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上C在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等D确定拉力方向时,在细绳正下方白纸上描下的两点间距应尽量大一些(2)乙图中用力的图示法作图时,除箭头未画在线段末端外,还漏画了_。(3)实验中的一
15、次测量如图丙所示,两个测力计M、N的拉力方向互相垂直,即,若保持测力计M的读数不变,当角由图中所示的值逐渐减小时,要使橡皮条的结点仍在O点,可采用的办法是_。A减小N的读数,减小角B减小N的读数,增大角C增大N的读数,增大角D增大N的读数,减小角18(2023全国高一假期作业)小孟同学做“探究求合力的方法”实验。(1)下列有关该实验的说法中,正确的是_。A用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置B两分力的夹角越大越好C弹簧秤拉伸时应保持和木板平行D本实验应作出力的示意图来探究合力与分力的关系(2)物理学中有很多物理方法,本实验采用的是_A类比实验法B等效替代法C控制变量法D极限
16、法(3)如图乙所示的四个力中,力_(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。(4)若实验中,用A、B两只弹簧测力计把橡皮条上的结点拉到某一位置O,这时AO、BO间夹角,如图所示,现改变弹簧测力计A的拉力方向,使角减小,但不改变它的拉力大小,那么要使结点仍被拉到O点,就应调节弹簧测力计B拉力的大小及角,在下列调整方法中,不可行的方法是_。A增大B的拉力和角B增大B的拉力,角不变C增大B的拉力,减小角DB的拉力大小不变,增大角题型七:力的合成与分解综合问题19(2023秋全国高一专题练习)如图所示,光滑斜面倾角=,用一竖直方向的光滑挡板将球挡在斜面上,已知球重100N。(1)在图中作出小
17、球受力的示意图;(2)求出斜面及挡板对球弹力的大小(sin=0.6,cos=0.8)。20(2022秋上海静安高一上海市市西中学校考期中)如图所示,质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为。不计小球与斜面间的摩擦,求:(1)根据力的实际效果分解小球的重力,画出示意图;(2)求出两个分力大小。21(2022秋辽宁沈阳高一辽宁实验中学校考期中)如图所示是扩张机的原理示意图,A、B为活动铰链,C为固定铰链,在A处作用一水平力F,B就以比F大得多的压力向上顶物体D,已知图中2l=1.0m,b=0.05m,F=4
18、00N,B与左壁接触,接触面光滑,铰链和杆受到的重力不计,求:(1)扩张机AB杆的弹力大小(用含的三角函数表示);(2)D受到向上顶的力。三:课堂过关精练一:单选题22(2023春贵州黔西高一校考阶段练习)已知两个共点力的合力大小为10N,其中一个分力大小为30N,则另一个分大小可能是()A10NB30NC50ND70N23(2023秋高一课时练习)如图所示是斧头劈木柴的剖面图,其中BC边为斧头背,AB、AC边为斧头的刀面。要使斧头容易劈开木柴,斧头应该()ABC边与AB、AC边都短一些BBC边长一些,AB、AC边短一些CBC边短一些,AB、AC边长一些DBC边长一些,AB、AC边也长一些24
19、(2023秋高一课时练习)如图所示是李强同学设计的一个小实验。他将细绳的一端系在手指上,绳的另一端系在直杆的A端,杆的左端顶在掌心上,组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同重物,并保持静止。下列不正确的说法是()A绳子是被拉伸的,杆是被压缩的B杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C指向AC绳对手指施加作用力的方向沿绳由B指向AD所挂重物质量越大,绳和杆对手的作用力也越大25(2023春四川眉山高一眉山市彭山区第一中学校考阶段练习)如图所示,某人游泳时,某时刻手掌对水的作用力大小为,该力与水平方向的夹角为,若把该力分解为水平方向向左和竖直方向向下的两个力,则竖直方向的分力大小为()ABCD26(20
20、23秋高一课时练习)如图所示,两个共点力F1、F2的大小一定,夹角是变化的,合力为F,在角从0逐渐增大到180的过程中,合力F的大小变化情况为()A从最小逐渐增加到最大B从最大逐渐减小到零C从最大逐渐减小到最小D先增大后减小27(2023全国高一假期作业)如图所示,一个物体在平面直角坐标系的坐标原点,只受到F1和F2的作用,则物体的合力()A方向沿B方向沿C大小等于10ND大小等于四:高分突破精练一、单选题28(2023秋辽宁沈阳高一统考期末)物体在五个共点力的作用下保持平衡,如图所示。其中大小为10N,方向水平向右。若撤去力,保持其余四个力不变,此时的合力为F;若将转过120,此时的合力为,
21、则F与大小之比为()A11BCD1229(2023秋全国高一专题练习)在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19N、40N、30N和6N,方向如图所示,求它们的合力。(sin0.6,cos0.8)30(2023秋高一课时练习)如图,质量为的物块,放在倾角的固定斜面上静止不动。按照力实际产生的效果来分解重力。g取10m/s2,求物块重力的两个分力F1、F2的大小各是多少?31(2023秋吉林辽源高一校联考期末)如图所示,力F作用于物体的O点,现要使作用在物体上的合力沿OO方向,需再施加一个力F1,则 F1的最小值的大小是()ABCD32(2023春广东湛江高一湛江二十一中校考
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