高考物理一輪復(fù)習(xí)-2.2力的合成與分解同步課件第一頁(yè)，共43頁(yè)。一、力的合成1．合力與分力(1)定義：如果一個(gè)力__________跟幾個(gè)力共同作用的效果相同，這一個(gè)力就叫那幾個(gè)力的_____，那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的_____．(2)關(guān)系：合力和分力是一種_________關(guān)系．2．共點(diǎn)力：作用在物體的_______，或作用線的_______交于一點(diǎn)的力．3．力的合成：求幾個(gè)力的_____的過(guò)程．4．力的運(yùn)算法則產(chǎn)生的效果合力分力等效替代同一點(diǎn)延長(zhǎng)線合力第一頁(yè)第二頁(yè)，共43頁(yè)。(1)三角形定則：把兩個(gè)矢量_________從而求出合矢量的方法．(如圖2－2－1所示)(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(gè)力的線段為鄰邊作__________，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的_____和_____．首尾相連兩個(gè)力平行四邊形大小方向圖2－2－1第二頁(yè)第三頁(yè)，共43頁(yè)。思考感悟(1)合力一定大于分力嗎？(2)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(diǎn)力才能進(jìn)行合成．第三頁(yè)第四頁(yè)，共43頁(yè)。二、力的分解1．概念：求一個(gè)力的_____的過(guò)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(shí)際效果正交第四頁(yè)第五頁(yè)，共43頁(yè)。一、共點(diǎn)力合成的方法1．作圖法根據(jù)兩個(gè)分力的大小和方向，再利用平行四邊形定則作出對(duì)角線，根據(jù)表示分力的標(biāo)度去度量該對(duì)角線，對(duì)角線的長(zhǎng)度就代表了合力的大小，對(duì)角線與某一分力的夾角就可以代表合力的方向．如圖2－2－2所示，F(xiàn)1＝45N，F(xiàn)2＝60N，F(xiàn)合＝75N，α＝53°.即合力大小為75N，與F1夾角為53°.圖2－2－2第五頁(yè)第六頁(yè)，共43頁(yè)。2．解析法根據(jù)力的平行四邊形定則作出力的合成的圖示，如圖2－2－3所示．圖2－2－3第六頁(yè)第七頁(yè)，共43頁(yè)。第七頁(yè)第八頁(yè)，共43頁(yè)。圖2－2－4第八頁(yè)第九頁(yè)，共43頁(yè)。第九頁(yè)第十頁(yè)，共43頁(yè)。應(yīng)用指導(dǎo)：如合成圖或分解圖為菱形，應(yīng)轉(zhuǎn)化為直角三角形計(jì)算．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1.(2010年高考廣東卷)圖2－2－5為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等，拉力分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是()圖2－2－5第十頁(yè)第十一頁(yè)，共43頁(yè)。A．FA一定小于GB．FA與FB大小相等C．FA與FB是一對(duì)平衡力D．FA與FB大小之和等于G第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共43頁(yè)。第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共43頁(yè)。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共43頁(yè)。2．三個(gè)共點(diǎn)力的合成(1)最大值：三個(gè)力同向時(shí)，其合力最大，為Fmax＝F1＋F2＋F3.(2)最小值：以這三個(gè)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(gè)力減去另外兩個(gè)力和的絕對(duì)值，F(xiàn)min＝F1－|F2＋F3|(F1為三個(gè)力中最大的力)．第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共43頁(yè)。特別提醒：(1)求合力時(shí)，要注意正確理解合力與分力的關(guān)系：①效果關(guān)系：合力的作用效果與各分力共同的作用效果相同，它們具有等效替代性．②大小關(guān)系：合力與分力誰(shuí)大要視情況而定，不能形成合力總大于分力的定勢(shì)思維．(2)三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于兩個(gè)較小力的和減去第三個(gè)較大的力．第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共43頁(yè)。第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共43頁(yè)。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(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向；(2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力方向畫(huà)出平行四邊形；(3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(shí)(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出兩分力的大?。谑唔?yè)第十八頁(yè)，共43頁(yè)。2．正交分解法(1)正交分解方法把一個(gè)力分解為互相垂直的兩個(gè)分力，特別是物體受多個(gè)力作用時(shí)，把物體受到的各力都分解到互相垂直的兩個(gè)方向上去，然后分別求出每個(gè)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(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，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．第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共43頁(yè)。②正交分解各力，即分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＋….第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共43頁(yè)。圖2－2－6第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共43頁(yè)。特別提醒：在實(shí)際問(wèn)題中進(jìn)行力的分解時(shí)，有實(shí)際意義的分解方法是按力的實(shí)際效果進(jìn)行的，而正交分解法則是根據(jù)需要而采用的一種方法，其主要目的是將一般的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算．第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共43頁(yè)。即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3.如圖2－2－7所示，輕繩AO和BO共同吊起質(zhì)量為m的重物．AO與BO垂直，BO與豎直方向的夾角為θ，OC連接重物，則()圖2－2－7第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共43頁(yè)。第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共43頁(yè)。解析：選AC.結(jié)點(diǎn)O受到的繩OC的拉力FC等于重物所受重力mg，將拉力FC沿繩AO和BO所在直線進(jìn)行分解，兩分力分別等于拉力FA和FB，如圖所示，由力的圖示解得：FA＝mgsinθ，F(xiàn)B＝mgcosθ.第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共43頁(yè)。例1、(2011年諸暨中學(xué)調(diào)研)如圖2－2－8所示，繩與桿均不計(jì)重力，承受力的最大值一定．A端用絞鏈固定，滑輪O在A點(diǎn)正上方(滑輪大小及摩擦均可忽略)，B端吊一重物P，現(xiàn)施加拉力FT將B緩慢上拉(均未斷)，在桿達(dá)到豎直前()圖2－2－8題型一相似三角形法的應(yīng)用第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共43頁(yè)。A．繩子越來(lái)越容易斷B．繩子越來(lái)越不容易斷C．桿越來(lái)越容易斷D．桿越來(lái)越不容易斷第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共43頁(yè)。圖2－2－9第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共43頁(yè)?！敬鸢浮緽【規(guī)律總結(jié)】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(dòng)態(tài)平衡)問(wèn)題．第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共43頁(yè)。變式訓(xùn)練1如圖2－2－10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(gè)小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球，小球置于半球面上的A點(diǎn)，另一端繞過(guò)定滑輪．今緩慢拉繩使小球從A點(diǎn)滑向半球頂點(diǎn)(未到頂點(diǎn))，則此過(guò)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()圖2－2－10第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共43頁(yè)。A．FN變大，F(xiàn)T變大B．FN變小，F(xiàn)T變大C．FN不變，F(xiàn)T變小D．FN變大，F(xiàn)T變小第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共43頁(yè)。例2、如圖2－2－11所示，用繩AC和BC吊起一重100N的物體，兩繩AC、BC與豎直方向的夾角分別為30°和45°.求：繩AC和BC對(duì)物體的拉力的大?。畧D2－2－11題型二正交分解法的應(yīng)用第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共43頁(yè)?！舅悸伏c(diǎn)撥】對(duì)物體受力分析，建立直角坐標(biāo)系，然后對(duì)力進(jìn)行正交分解，最后列方程求解Fx＝0，F(xiàn)y＝0.第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共43頁(yè)。解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！以物體C為研究對(duì)象，受力分析并建立如圖2－2－12所示的正交坐標(biāo)系．圖2－2－12第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共43頁(yè)。第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共43頁(yè)?！久麕煔w納】一般情況下，應(yīng)用正交分解建立坐標(biāo)系時(shí)，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(jiǎn)單，但在本題中，由于兩個(gè)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(gè)方向．第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共43頁(yè)。例3、(2011年麗水模擬)如圖2－2－13所示，在一個(gè)半圓環(huán)上用兩根細(xì)線懸掛一個(gè)重G的物體，設(shè)法使OA線固定不動(dòng)，將OB線從豎直位置沿半圓環(huán)緩緩移到水平位置OB′，則OA與OB線中受到的拉力FA、FB的變化情況是()圖2－2－13題型三圖解法分析動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共43頁(yè)?！舅悸伏c(diǎn)撥】本題重力作為分解的對(duì)象，它對(duì)兩繩產(chǎn)生兩個(gè)拉緊的效果，即兩分力方向是沿繩所在直線的，先作初始的力分解平行四邊形，然后根據(jù)OB繩的方向變化作出各位置的平行四邊形，從圖中判斷各力的變化情況．第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共43頁(yè)?！窘馕觥恳?yàn)槔K結(jié)點(diǎn)O受到重物的拉力F，所以才使OA繩和OB繩受力，因此將拉力F分解為FA和FB(如圖2－2－14所示)．OA繩固定，則FA的方向不變，從OB向下靠近OB′的過(guò)程中，在B1、B2、B3三個(gè)位置，兩繩受力分別為FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3.從圖形上看出，F(xiàn)A逐漸變大，而FB卻先減小后增大，當(dāng)OB⊥OA時(shí)，F(xiàn)B最?。畧D2－2－14第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共43頁(yè)?！敬鸢浮緿【規(guī)律總結(jié)】分析動(dòng)態(tài)平衡中各力的變化情況是一種常見(jiàn)題型，其特點(diǎn)有：①合力大小和方向不變；②一個(gè)分力的方向不變．圖解法具有簡(jiǎn)單、直觀的優(yōu)點(diǎn)．第三十九頁(yè)第四十頁(yè)，共43頁(yè)。變式訓(xùn)練2如圖2－2－15所示，繩OA、OB懸掛重物于O點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)OA水