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(共54張PPT)
第二章　相互作用
第2講　力的合成與分解
素養(yǎng)目標　1.了解合力與分力，知道力的合成與分解、矢量與標量.（物理觀念） 2.知道力的合成與分解的平行四邊形定則及三角形定則.（物理觀念） 3.根據(jù)矢量運算法則分析計算合力.（科學(xué)思維） 4.根據(jù)矢量運算法則，會對某力按效果分解或正交分解.（科學(xué)思維）
一、共點力的合成
一、共點力的合成
C. Fsin α D. Fcos α
B
產(chǎn)生的效果
合力
分力
等效替代
2. 共點力
直觀
情境 如圖所示，下列三個物體所受力均是共點力
同一點
延長線
合力
共點力
大小
方向
首尾相接
直觀情境
深化1　　共點力合成的常用方法：
（1）作圖法；（2）計算法.
深化2　　幾種特殊情況的共點力的合成
類型 作圖 合力的計算
兩力互相垂直
兩力等大，夾角為θ
兩力等大，夾角為120° 合力與分力等大
深化3　　合力與分力的關(guān)系
（1）兩個共點力的合力范圍｜F1－F2｜≤F合≤F1＋F2.
（2）兩個分力一定時，夾角θ越大，合力越小.合力一定，兩等大分力的夾角越大，兩分力越大.
（3）合力可以大于分力、等于分力，也可以小于分力.
思維模型　用平行四邊形定則及三角形定則求合力，并解決實際問題.
角度1　合力大小的范圍
BC
A. 合力F總比分力F1和F2中的任何一個力都大
B. 若F1和F2大小不變，θ角減小，合力F一定增大
C. 若夾角θ不變，F(xiàn)1大小不變，F(xiàn)2增大，合力F可能減小
D. 若F1和F2大小不變，合力F與θ的關(guān)系圖像如圖所示，則任意改變這兩個分力的夾角，能得到的合力大小的變化范圍是2 N≤F≤10 N
B
A. F1可能大于F2
B. F2一定大于F3
C. F1和F2的合力可能大于F3
D. F2和F3的合力方向可能沿水平方向向右
解析：由題圖可知F1與F3間的夾角為銳角，故F1與F3的合力大小大于F1、F3的大小，又因為游客做勻速運動，則其受力平衡，即F2與F1、F3的合力大小相等，由上述分析可知F2的大小大于F1、F3的大小，B正確，A錯誤；由三力平衡知，F(xiàn)1和F2的合力大小等于F3，F(xiàn)2和F3的合力與F1等大反向，C、D錯誤.故選B.
A. 大小等于mg
C. 方向豎直向上 D. 方向水平向左
B
A
A. α＜120°
B. α＝120°
C. α＞120°
D. 不論α為何值，總是繩OC先斷
二、力的分解
B
分力
平行四邊形
三角形
效果
垂直
深化1　　力的分解常用的方法
項目 正交分解法 效果分解法
分解
方法 將一個力沿著兩個互相垂直的方向進行分解 根據(jù)一個力產(chǎn)生的實際效果進行分解
實例
分析
x軸方向上的分力：Fx＝Fcos θ
y軸方向上的分力：Fy＝Fsin θ
深化2　　力的分解方法選取原則
（1）一般來說，當(dāng)物體受到三個或三個以下的力時，常按效果進行分解，若這三個力中，有兩個力互相垂直，優(yōu)先選用正交分解法.
（2）當(dāng)物體受到三個以上的力時，常用正交分解法.
深化3　　力的分解的唯一性和多解性
已知條件 示意圖 解的情況
已知合力與兩個分力的方向
（兩個分力不共線）
已知合力與一個分力的大小和方向
已知條件 示意圖 解的情況
已知合力與一個分力的大小及另一個分力的方向
①當(dāng)F1＝Fsin θ或F1≥F時，有一組解.
②當(dāng)F1＜Fsin θ時，無解.
③當(dāng)Fsin θ＜F1＜F時，有兩組解
D
A. 若僅減小A、B距離，圓柱體A對瓜子的壓力變大
B. 若僅減小A、B距離，圓柱體A對瓜子的壓力變小
C. 若A、B距離不變，頂角θ越大，圓柱體A對瓜子的壓力越大
D. 若A、B距離不變，頂角θ越大，圓柱體A對瓜子的壓力越小
A. 木箱所受合力大小為mgsin θ＋Fcos θ
B. 斜面對木箱的支持力大小為mgcos θ
C. 斜面對木箱的摩擦力大小為Fcos θ－mgsin θ
D. 斜面對木箱作用力的合力大小為F＋mg
角度2　力的正交分解法的應(yīng)用
C
A. F1的大小是唯一的 B. F2的方向是唯一的
C. F2有兩個可能的方向 D. F2可取任意方向
角度3　力的分解的唯一性和多解性
C
解析：如圖所示，由F1、F2和F的矢量三角形并結(jié)合幾何關(guān)系可以看出：當(dāng)F2＝F20＝25 N時，F(xiàn)1的大小是唯一的，即F10，F(xiàn)2的方向也是唯一的.因F2＝30 N＞F20＝25 N，所以F1的大小有兩個，即F'1和F″1，F(xiàn)2的方向也有兩個，即F'2的方向和F″2的方向，故C正確.
三、“活結(jié)”與“死結(jié)”、“動桿”與“定桿”
三、“活結(jié)”與“死結(jié)”、“動桿”與“定桿”
D
A. F1的豎直分力大于F2的豎直分力
B. F1的豎直分力等于F2的豎直分力
C. F1的水平分力大于F2的水平分力
D. F1的水平分力等于F2的水平分力
解析：對O點受力分析如圖所示，由幾何關(guān)系可知，F(xiàn)1的豎直分力小于F2的豎直分力，F(xiàn)1的水平分力等于F2的水平分力，故A、B、C錯誤，D正確.
深化1　　活結(jié)：當(dāng)繩繞過光滑的滑輪或掛鉤時，繩上的力是相等的，即滑輪只改變力的方向，不改變力的大小，如圖甲所示，滑輪B兩側(cè)繩的拉力大小相等.
深化2　　死結(jié)：若結(jié)點不是滑輪，而是固定點時，稱為“死結(jié)”結(jié)點，則兩側(cè)繩上的彈力大小不一定相等，如圖乙所示，結(jié)點B兩側(cè)繩的拉力大小不相等.
深化3　　動桿：若輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當(dāng)桿平衡時，桿所受到的彈力方向一定沿著桿，否則桿會轉(zhuǎn)動.如圖乙所示，若C為轉(zhuǎn)軸，則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動中，彈力方向始終沿桿的方向.
深化4　　定桿：若輕桿被固定，不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則桿受到的彈力方向不一定沿桿的方向，如圖甲所示.
A. 45° B. 55° C. 60° D. 70°
B
A. 4 B. 5 C. 10 D. 1
B
限時跟蹤檢測
A級·基礎(chǔ)對點練
題組一　共點力合成
A. F大小的取值范圍一定是0≤F≤F1＋F2＋F3
B. F至少比F1、F2、F3中的某一個力大
C. 若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零
D. 若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零
C
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解析：三個大小分別是F1、F2、F3的共點力合成后的最大值一定等于F1＋F2＋F3，但最小值不一定等于零，只有當(dāng)某一個力的大小在另外兩個力的合力范圍內(nèi)時，這三個力的合力才可能為零，選項A錯誤；合力可能比三個力都大，也可能比三個力都小，選項B錯誤；合力能夠為零的條件是三個力的矢量箭頭能組成首尾相接的三角形，任意兩個力的和必須大于第三個力，選項C正確，D錯誤.
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A. 10 N，水平向左 B. 30 N，水平向右
C. 10 N，水平向右 D. 20 N，水平向右
解析：由矢量的疊加可知F1、F2、F3三個力的合力等于F4，F(xiàn)5、F6兩個力的合力等于F4，則這六個力的合力的大小為F合＝3F4＝30 N，方向水平向右，故B正確，A、C、D錯誤.
B
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A. 保持不變 B. 逐漸減小
C. 逐漸增大 D. 先減小后增大
解析：重物受三個力：重力和兩個拉力，重物C緩慢豎直上升時三力平衡，合力為零，則知兩個拉力的合力與重力大小相等；兩個拉力合力一定，而夾角不斷增大，故拉力不斷增大，C正確.
C
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B. 掛鉤受到的拉力是由掛鉤的形變引起的
C. 三根細繩同時增加相等長度后，繩上拉力將變小
D. 吊籃架對花盆的支持力與花盆的重力是一對相互作用力
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A. F1大于F2
B. 夾角θ越小，F(xiàn)1越大
C. 夾角θ越小，F(xiàn)2越小
D. 夾角θ越大，鑿子越容易鑿入木頭
B
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A. 繩的右端上移到b'，繩子拉力不變
B. 將桿N向右移一些，繩子拉力變大
C. 繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小
D. 若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣架懸掛點右移
AB
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B
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B級·能力提升練
A. 金屬桿1對其支持力變小
B. 金屬桿2對其支持力變大
C. 兩根金屬桿對其合力變小
D. 兩根金屬桿對其合力變大
A
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解析：對香腸受力分析，如圖所示.由幾何關(guān)系可知，兩個支持力大小相等，香腸靜止不動，則兩支持力合力大小不變且始終等于香腸的重力G，烤熟后香腸半徑變大，則兩個支持力的夾角變小，由合力一定時，等大分力夾角越小分力越小可知，支持力變小，A正確，B、C、D錯誤.
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A. F＝F1 B. F＝2F1
C. F＝3F1
D
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10. 如圖甲所示，輕桿OB可繞B點自由轉(zhuǎn)動，另一端O點用細繩拉住，固定在左側(cè)墻壁上，質(zhì)量為m的重物用細繩OC懸掛在輕桿的O點，OA與輕桿的夾角∠BOA＝30°.乙圖中水平輕桿OB一端固定在豎直墻壁上，另一端O裝有小滑輪，用一根繩跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m的重物，圖中∠BOA＝30°，求：
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（1）甲、乙兩圖中細繩OA的拉力大小；
答案：（1）2mg　mg
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（2）甲圖中輕桿受到的彈力大??；
（3）乙圖中輕桿對滑輪的作用力大小.
答案：（3）mg
解析：（3）乙圖中，對O點受力分析
滑輪受到細繩的作用力應(yīng)為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力F，因同一根繩拉力處處相等，都等于物體的重力，即F1＝F2＝mg
因為拉力F1和F2的夾角為120°，則由幾何知識得F＝mg
由平衡條件得，輕桿對滑輪的作用力和細繩對滑輪的作用力大小相等，方向相反，即F桿＝F＝mg.
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