2013高考物理總復(fù)習(xí) 第二章第二節(jié) 力的合成與分解課件 新人教版必修1

1、第二節(jié)　力的合成與分解,一、力的合成1．合力與分力(1)定義：如果一個力_____________跟幾個力共同作用的效果相同，這一個力就叫那幾個力的________，那幾個力就叫這個力的__________．,產(chǎn)生的效果,合力,分力,(2)關(guān)系:合力和分力是一種_________關(guān)系．2．共點力:作用在物體的________，或作用線的________交于一點的力．3．力的合成：求幾個力的_________的過程．4．力的運(yùn)算

2、法則,等效替代,同一點,延長線,合力,(1)三角形定則：把兩個矢量_________________從而求出合矢量的方法．(如圖2－2－1所示),首尾,相連,圖2－2－1,(2)平行四邊形定則：求互成角度的__________的合力，可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作____________，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的_______和________．,兩個力,平行四邊形,大小,方向,思考感悟(1)合力一定大于分力嗎？(2)

3、作用在不同物體上的力能進(jìn)行合成嗎？提示：(1)合力可能大于分力，可能小于分力，也可能等于分力．,(2)只有作用在同一物體上的共點力才能進(jìn)行合成．,二、力的分解1．概念：求一個力的_____的過程．2．遵循的原則：_____________定則或____________定則．3．分解的方法(1)按力產(chǎn)生的_________進(jìn)行分解．(2)__________ 分解．,分力,平行四邊形,三角形,實際效果,正交,一、共點力合成的方

4、法1．作圖法,圖2－2－2,從力的作用點起，按同一標(biāo)度作出兩個分力F1和F2的圖示，再以F1和F2的圖示為鄰邊作平行四邊形，畫出過作用點的對角線，量出對角線的長度，計算出合力的大小，量出對角線與某一力的夾角確定合力的方向(如圖2－2－2所示)．,2．解析法根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖，然后利用解三角形的方法求出合力．幾種特殊情況：,即時應(yīng)用1.,圖2－2－3,( 2012·成都模擬)一物體受到三個共面共點力F1、F2、

5、F3的作用，三力的矢量關(guān)系如圖2－2－3所示(小方格邊長相等)，則下列說法正確的是(　　)A．三力的合力大小為F1＋F2＋F3，方向與F1同向,B．三力的合力大小為3F3，方向與F3同向C．三力的合力大小為2F3，方向與F3同向D．由題給條件無法求出合力大小,解析：選B.以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，對角線必沿F3方向，其大小F12＝2F3,再與F3求合力,故F＝3F3，與F3同向，所以只有B正確．,二、合力范圍的確定方法1．

6、二個共點力的合成兩個力大小不變時，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩力反向時，合力最小，為|F1－F2|，當(dāng)兩力同向時，合力最大，為F1＋F2.即|F1－F2|≤F合≤F1＋F2.,2．三個共點力的合成(1)最大值：三個力同向時，其合力最大，為Fmax＝F1＋F2＋F3.(2)最小值：以這三個力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力的最小值為零，即Fmin＝0；如不能，則合力的最小值的大小等于最大的一,個力減去另外兩個力和的絕對

7、值，F(xiàn)min＝F1－|F2＋F3|(F1為三個力中最大的力)．,即時應(yīng)用2．兩個大小分別為F1和F2(F2<F1)的力作用在同一質(zhì)點上，它們的合力的大小F滿足(　　)A．F1≤F≤F2,解析：選C.當(dāng)兩分力方向相反時合力最小，方向相同時合力最大，所以合力的大小滿足F1－F2≤F≤F1＋F2.,三、兩種常用的分解方法1．力的效果分解法(1)根據(jù)力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向；(2)再根據(jù)兩個實際分力方向畫出平行四邊

8、形；,(3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出兩分力的大?。?．正交分解法(1)正交分解方法,把一個力分解為互相垂直的兩個分力，特別是物體受多個力作用時，把物體受到的各力都分解到互相垂直的兩個方向上去，然后分別求出每個方向上力的代數(shù)和．(2)運(yùn)用正交分解法解題的步驟,①正確選擇直角坐標(biāo)系，通常選擇共點力的作用點為坐標(biāo)原點，直角坐標(biāo)x、y的選擇應(yīng)盡可能使更多的力落在坐標(biāo)軸上．②正交分解各力，即分

9、別將各力投影到坐標(biāo)軸上，分別求x軸和y軸上各力投影的合力Fx和Fy，其中Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…； Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋….,圖2－2－4,特別提醒：正交分解法是根據(jù)需要而采用的一種數(shù)學(xué)方法，是將一般的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.,即時應(yīng)用3．物塊靜止在固定的斜面上，分別按如圖2－2－5所示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，

10、則物塊所受的靜摩擦力增大的是(　　),圖2－2－5,解析：選D.四個圖中的物塊均處于平衡狀態(tài)，都受到四個作用力：重力G、外力F、斜面的支持力FN和靜摩擦力Ff.建立沿斜面方向和垂直于斜面方向的直角坐標(biāo)系，如圖所示．,分別列出物塊的平衡方程可得到：A圖中FfA＝Gsinθ；B圖中FfB＝Gsinθ;C圖中FfC＝(G－F)sinθ；D圖中FfD＝(G＋F)sinθ.,圖2－2－6,如圖2－2－6所示，,α＝30°，裝置

11、的重力和摩擦力均不計，若用F＝100 N的水平推力使滑塊B保持靜止，則工件上受到的向上的彈力多大？【思路點撥】　把B受到的力F和桿對工件的推力分別按實效分解．,【解析】　對力F和桿對工件的作用力分解如圖2－2－7所示．,圖2－2－7,【名師點評】對力進(jìn)行實效分解時，分析力產(chǎn)生的效果，確定分力的方向是能否正確解題的關(guān)鍵．,(滿分樣板　12分)如圖2－2－8所示，,圖2－2－8,用繩AC和BC吊起一重100 N的物體，兩繩AC、BC與豎直

12、方向的夾角分別為30°和45°.求：繩AC和BC對物體的拉力的大?。舅悸伏c撥】　對物體受力分析，建立直角坐標(biāo)系，然后對力進(jìn)行正交分解，最后列方程求解Fx＝0，F(xiàn)y＝0.,解題樣板以物體C為研究對象，受力分析并建立如圖2－2－9所示的直角坐標(biāo)系．,圖2－2－9,設(shè)AC、BC的拉力分別為FAC、FBC，由平衡條件知：x軸：FBCsin45°－FACsin30°＝0　①(4分)y軸：FBCco

13、s45°＋FACcos30°－mg＝0　②(4分)由①②式得,【名師歸納】　一般情況下，應(yīng)用正交分解建立坐標(biāo)系時，應(yīng)盡量使所求量(或未知量)“落”在坐標(biāo)軸上，這樣解方程較簡單，但在本題中，由于兩個未知量FAC和FBC與豎直方向夾角已知，所以坐標(biāo)軸選取了沿水平和豎直兩個方向．,變式訓(xùn)練1　如圖2－2－10所示，質(zhì)量為m的物體放在水平桌面上，在與水平方向成θ角的拉力F作用下加速往前運(yùn)動，已知物體與桌面間的動摩擦因

14、數(shù)為μ，則下列判斷正確的是(　　),圖2－2－10,A．物體受到的摩擦力為F·cosθB．物體受到的摩擦力為μmgC．物體對地面的壓力為mgD．物體受到地面的支持力為mg－F·sinθ答案：D,如圖2－2－11所示，兩球A、B用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連，球B用長為L的細(xì)繩懸于O點，,圖2－2－11,球A固定在O點正下方，且OA之間的距離恰為L，系統(tǒng)平衡時繩子所受的拉力為F1.現(xiàn)把A、B間的彈簧換成勁

15、度系數(shù)為k2的輕彈簧，仍使系統(tǒng)平衡，此時繩子所受的拉力為F2，則F1與F2的大小之間的關(guān)系為(　　),A．F1>F2　　　　B．F1＝F2C．F1<F2 D．無法確定【解析】　如圖2－2－12所示，分析B球的受力情況，,圖2－2－12,B球受重力、彈簧的彈力和繩的拉力，△OAB與△BDE相似，由于OA＝OB，則繩的拉力等于B球的重力，所以F1＝F2＝mg.【答案】　B,【規(guī)律總結(jié)】

16、　相似三角形法一般處理三力作用下且三力不構(gòu)成直角三角形的平衡(動態(tài)平衡)問題．,變式訓(xùn)練2　如圖2－2－13所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一個小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球，小球置于半球面上的A點，,圖2－2－13,一端繞過定滑輪．今緩慢拉繩使小球從A點滑向半球頂點(未到頂點)，則此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮N及細(xì)繩的拉力FT大小的變化情況是(　　)A．FN變大，F(xiàn)T變大 B．FN變小，F(xiàn)T變大,