人教高考物理一轮复习学案 2.2力的合成与分解及验证平行四边形定则 有解析.doc

【备考2022】高考物理一轮复****学案
2.2—力的合成与分解&
验证平行四边形定则
知识框架
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．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．
5．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
①按力产生的实际效果进行分解．
②正交分解法．
思考：合力一定大于分力吗？
答案　合力可能大于分力，也可能等于或小于分力．
核心素养
1．x-t图象的理解
核心素养一　力的合成方法及合力范围的确定
1．共点力合成的方法
(1)作图法
(2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力．
2．合力范围的确定
(1)两个共点力的合力范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小．当两个力反向时，合力最小，为|F1－F2|；当两个力同向时，合力最大，为F1＋F2.
(2)三个共点力的合成范围
①最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax＝F1＋F2＋F3.
②最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力的最小值为零，即Fmin＝0；如果不能，则合力的最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力和的绝对值，即Fmin＝F1－|F2＋F3|(F1为三个力中最大的力)．
特别提醒　1.二个分力一定时，夹角θ越大，合力越小．
2．合力一定，二等大分力的夹角越大，二分力越大．
3．合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力的大小．
　典例精讲
1．重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作 ，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则(　　)
A．当θ＝60°时，运动员单手对地的正压力大小为
B．当θ＝120°时，运动员单手对地面的压力大小为G
C．当θ不同时，运动员受到的合力不同
D．当θ不同时运动员与地面之间的相互作用力不相等
解析：运动员处于静止状态，即平衡状态，所受合力为零，地面对手的支持力竖直向上，故每只手都承受自身重力的一半，和两手臂所成角度无关，所以B、C错误，A正确；由牛顿第三定律知两物体间的相互作用力大小永远相等，故D错误．
答案：A
2．如图甲所示，水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈，一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑．现对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑，如图乙所示，则F大小应为(　　)
A.mg B.mg
C.mg D.mg
解析：小物块沿着斜劈的表面匀速下滑时，对小物块受力分析可得mgsin 30°＝μmgcos 30°，解得μ＝.对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑，对小物块受力分析如图所示，
将力沿平行于斜面和垂直于斜面两方向分解可得FN＝mgcos 30°＋Fsin 30°，Ff＝μFN，Fcos 30°＝Ff＋mgsin 30°，联立解得F＝mg，故C项正确．
答案：C
3．我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的****俗，如图所示，质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，OA比OB长，O为结点．重力加速度大小为g，设OA、OB对O点的拉力分别为FA、FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则(　　)
A．FA小于FB
B．FA、FB的合力大于mg
C．调节悬点A的位置，可使FA、FB都大于mg
D．换质量更大的灯笼，FB的增加量比FA的增加量大
解析：对结点O受力分析，画出力的矢量图如图所示，由图可知，FA小于FB，FA、FB的合力等于mg，选项A正确，B错误；调节悬点A的位置，当∠AOB大于某一值时，则FA、FB都大于m