高考物理复习第3课时 力的合成与分解.docx

1、高考物理复习第3课时 力的合成与分解一、力的合成和分解1合力与分力(1)定义：如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力(2)逻辑关系：合力和分力是一种等效替代关系2共点力作用在物体上的力的作用线或作用线的反向延长线交于一点的力3力的合成的运算法则(1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线(在两个有向线段F1、F2之间)就表示合力的大小和方向，如图甲所示(2)三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地

2、画出，把F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力的大小和方向，如图乙所示4力的分解(1)概念：求一个力的分力的过程(2)遵循的原则：平行四边形定则或三角形定则(3)分解的方法：按力产生的实际效果进行分解正交分解法二、矢量和标量1矢量：既有大小又有方向的量相加时遵循平行四边形定则2标量：只有大小没有方向的量求和时按算术法则相加1合力及其分力均为作用于同一物体上的力( )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在进行力的合成与分解时，可应用平行四边形定则或三角形定则( )5两个力的合力一定比其分力大( )6互成角度的两个力的合力与分力间一定构

3、成封闭的三角形( )7既有大小又有方向的物理量一定是矢量( )1(2016日照模拟)如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止下列判断正确的是()AF1F2F3BF3F1F2CF2F3F1 DF3F2F1解析：P点在三力F1、F2、F3作用下保持静止，则其合力为零，F1、F2的合力F12与F3等大反向对三角形PF1F12，由大角对大力可知，F12F1F2，从而可得F3F1F2.答案：B2(2017徐州模拟)如图所示，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO段水平，长度为L；绳上套一可

4、沿绳滑动的轻环现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L.则钩码的质量为()A. M B. MC. M D. M解析：假设平衡后轻环的位置为P，平衡后，物体上升L，说明此时POO恰好构成一个边长为L的正三角形，绳中张力处处相等，均为Mg，故钩码的重力恰好与绳PO段、PO段拉力的合力等大、反向，由三角函数关系可知，钩码的重力为Mg，故其质量为M，选D.答案：D3(2017广州一模)如图a，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起四根等长的钢绳(质量不计)，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等(如图b)则每根钢绳的受力大

5、小为()A. GB. GC. GD. G解析：起重机将重物匀速吊起，过程中重物受力平衡，注意到四根钢索的拉力有对称性，水平方向四个力的分力抵消绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等，可知绳与竖直方向的夹角30，由每个钢索拉力在竖直方向分力大小为TyTcos T，因此根据重物竖直方向受力平衡4Ty2TGTG，故D项正确答案：D4.(2017合肥模拟)位于坐标原点O的质点在F1、F2和F3三力作用下保持静止，已知其中F1的大小恒定不变，方向沿y轴负方向；F2的方向与x轴正方向的夹角为(45)，但大小未知，如图所示，则下列关于力F3的判断正确的是()AF3的最小值为F1cos BF3的大

6、小可能为F1sin CF3的方向可能与F2的方向相反DF3与F2的合力大小与F2的大小有关解析：质点处于静止状态，说明F1、F2、F3的合力为零，其中F2、F3的合力与F1大小相等，方向相反，根据图象可得，F3的最小值为F1cos ，因为45，所以F3的大小不可能是F1sin ，选项A正确，选项B错误；如果F3的方向与F2方向相反，则F2、F3的合力方向不能沿y轴的正方向，故选项C错误；F3与F2的合力大小等于F1，与F2无关，选项D错误答案：A一、单项选择题1三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F的大小，下列说法中正确的是()AF大小的取值范围一定是0FF1F2F3BF至少比F

7、1、F2、F3中的某一个大C若F1F2F3368，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零D若F1F2F3362，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零解析：三个大小分别是F1、F2、F3的共点力合成后的最大值一定等于F1F2F3，但最小值不一定等于零，只有当某一个力的大小在另外两个力的大小的和与差之间时，这三个力的合力才可能为零，A、B、D错误，C正确答案：C2(2017聊城模拟)某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1 N大小的力)，该物体所受的合外力大小正确的是()A甲图中物体所受的合外力大小等于4 NB乙图中物体所受的合外力大小

8、等于2 NC丙图中物体所受的合外力大小等于0D丁图中物体所受的合外力大小等于0解析：题图甲，先将F1与F3直接合成，再以3 N和4 N为边画平行四边形，并结合勾股定理知合力的大小为5 N，A项错误；题图乙，先将F1与F3正交分解，再合成，求得合力的大小等于5 N，B项错误；题图丙，可将F3正交分解，求得合力的大小等于6 N，C项错误；根据三角形定则，题图丁中合力的大小等于0，D项正确答案：D3(2017大连模拟)生活中的物理知识无处不在如图所示是我们衣服上的拉链的一部分，在把拉链拉开的时候，我们可以看到有一个类似三角形的东西在两链中间运动，使很难直接分开的拉链很容易地被拉开，关于其中的物理原理

9、，以下说法正确的是()A在拉开拉链的时候，三角形的物体增大了分开两拉链的力B在拉开拉链的时候，三角形的物体只是为了将拉链分开，并没有增大拉力C在拉开拉链的时候，三角形的物体增大了分开拉链的力，但合上拉链时减小了合上的力D以上说法都不正确解析：在拉开拉链的时候，三角形的物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形的物体上产生了两个分力，如图所示，分力大于手的拉力，所以很难直接分开的拉链可以很容易地被三角形物体分开，同理可知，合上拉链时增大了合上的力答案：A4(2016沧州模拟)如图所示(俯视图)，水平地面上处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m的物块上，另一端拴在固定于B点的木桩上用弹簧测力计的光滑

10、挂钩缓慢拉绳，弹簧测力计始终与地面平行，物块在水平拉力作用下缓慢滑动，当物块滑动至A位置、AOB120时，弹簧测力计的示数为F，则()A物块与地面间的动摩擦因数为B木桩受到绳的拉力始终大于FC弹簧测力计的拉力保持不变D弹簧测力计的拉力一直减小解析：设轻绳中张力为FT，因物块缓慢移动，故FTmg；在图示位置时FTF，所以物块与地面间的动摩擦因数，选项A对；当AOB大于120时，木桩受到绳的拉力FT大于F，当物块滑至A位置时，因AOB等于120，木桩受到绳的拉力FT等于F，选项B错；绳中拉力FTmg不变，但AOB逐渐变小，故F逐渐增大，选项C、D均错答案：A5(2016秦皇岛模拟)假期里，一位同学

11、在厨房里帮助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图所示，他先后作出过几个猜想，其中合理的是()A刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大解析：把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角形劈，设顶角为2，背宽为d，侧面长为l，如图所示当在刀背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体由对称性知

12、，这两个分力大小相等(F1F2)，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图所示，在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑(图中阴影部分)根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，有关系式，得F1F2.由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin 的值越小，F1和F2的值越大，故D正确答案：D6(2017渭南模拟)如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂着，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O是三根线的结点，bO水平拉着B物体，cO沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个

13、装置处于平衡静止状态若悬挂小滑轮的斜线OP的张力大小是20 N，g取10 m/s2，则下列说法中错误的是()A弹簧的弹力为10 NB重物A的质量为2 kgC桌面对B物体的摩擦力为10 NDOP与竖直方向的夹角为60解析：Oa与aA两细线拉力的合力与OP线的张力大小相等由几何知识可知FOaFaA20 N，且斜线OP与竖直方向的夹角为30，D错误；重物A的重力GAFaA ，所以mA2 kg，B正确；桌面对B的摩擦力FfFObFOacos 3010 N，C正确；弹簧的弹力F弹FOasin 3010 N，故A正确答案：D二、多项选择题7(2016济南模拟)如图所示，轻杆BC一端用铰链固定于墙上，另一端

14、有一小滑轮C，重物系一绳经C固定在墙上的A点，滑轮与绳的质量及摩擦均不计，若将绳一端从A点沿墙稍向上移，系统再次平衡后，则()A绳的拉力增大B轻杆受到的压力减小，且杆与AB的夹角变大C绳的拉力大小不变D轻杆受的压力不变解析：绳端从A点上移后，绳的拉力大小不变(等于重物的重力)，但AC与CD夹角变大，合力变小，轻杆受的压力变小，仍沿杆，方向为ACD的角平分线方向综上所述可知，选项B、C正确，A、D错误答案：BC8(2016滨州模拟)两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为30、60，物体M的重力大小为20 N，M、m均处于静止状态，则()A绳OA上的拉力大

15、小为10 NB绳OB上的拉力大小为10 NCm受到水平面的静摩擦力大小为10 NDm受到水平面的静摩擦力的方向水平向左解析：如图所示，对O点分析，其受到轻绳的拉力分别为FA、FB、Mg，O点处于平衡状态，则有FA10 N，FBMg10 N，物体m受到轻绳向左的拉力为10 N，向右的拉力为10 N，处于静止状态，故水平面对物体m的静摩擦力方向水平向左，大小为(1010) N，A、D选项正确答案：AD9(2016淄博模拟)如图所示，两相同物块分别放置在对接的两固定斜面上，物块处在同一水平面内，之间用细绳连接，在绳的中点加一竖直向上的拉力F，使两物块处于静止状态，此时绳与斜面间的夹角小于90.当增大

16、拉力F后，系统仍处于静止状态，下列说法正确的是()A绳受到的拉力变大B物块与斜面间的摩擦力变小C物块对斜面的压力变小D物块受到的合力不变解析：F增大，由于绳的夹角不变，故绳上的拉力增大，A正确；对物块进行受力分析，沿斜面方向：绳的拉力的分量与物块重力的分量之和等于静摩擦力，垂直斜面方向：物块重力的分量等于斜面对物块的支持力与绳的拉力的分量之和，由于绳上的拉力增大，故静摩擦力变大，支持力变小，B错误，C正确；物块仍处于平衡状态，所受合力仍为0，故D正确答案：ACD三、非选择题10(2017银川模拟)一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中间有孔)，A、B间由细绳连接着，它们处于如图

17、所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30角已知B球的质量为3 kg，求：(1)细绳对B球的拉力大小；(2)A球的质量(g取10 m/s2) 解析：(1)对B球，受力分析如图所示则有FTsin 30mg，得FT2mg60 N.(2)对A球，受力分析如图所示在水平方向：FTcos 30FNAsin 30，在竖直方向：FNAcos 30mAgFTsin 30.由以上方程解得：mA6 kg.答案：(1)60 N(2)6 kg11. (2017贵阳模拟)质量为M的木楔倾角为，在水平面上保持静止，质量为m的木块刚好可以在木楔上表面上匀速下滑现在用与木楔上表面成角的力F拉着木块匀速上滑，如图所示，求：(1)当时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)拉力F最小时，木楔对水平面的摩擦力解析：(1)木块刚好可以沿木楔上表面匀速下滑，mgsin mgcos ，则tan ，用力F拉着木块匀速上滑，受力分析如图甲所示，Fcos mgsin Ff，FNFsin mgcos ，FfFN，解得，F.当时，F有最小值，Fminmgsin 2.(2)对木块和木楔整体受力分析如图乙所示，由平衡条件得，FfFcos()，当拉力F最小时，FfFmincos 2mgsin 4.答案：(1)mgsin 2 (2) mgsin 4