2020-2021年高考物理一轮复习核心考点专题5 力的合成与分解

2020-2021 年高考物理一轮复习核心考点专题 5 力的合成与分解<br />知识一　力的合成<br />1．合力与分力<br />(1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，那<br />几个力叫做这一个力的分力．<br />(2)关系：合力与分力是等效替代关系. <br />2．共点力<br />作用在物体的同一点，或作用线交于一点的几个力．如图均为共点力．<br />3．力的合成<br />(1)定义：求几个力的合力的过程．<br />(2)运算法则<br />①平行四边形定则：求两个互成角度的分力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这<br />两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．如图甲所示，F1、F2为分力，F 为合力．<br />②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢<br />量．如图乙，F1、F2为分力，F 为合力．<br />知识二　力的分解<br />1．定义：求一个力的分力的过程．力的分解是力的合成的逆运算．<br /> <br />2．遵循的原则<br />(1)平行四边形定则．<br />(2)三角形定则．<br />3．分解方法<br />(1)效果分解法．如图所示，物体重力 G 的两个作用效果，一是使物体沿斜面下滑，二是使物体压紧斜面，<br />这两个分力与合力间遵循平行四边形定则，其大小分别为 G1＝Gsin θ，G2＝Gcos θ.<br />(2)正交分解法．<br />力的分解<br />一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解，因为同一对角线可以构成的平行四边形有无穷多个．<br />知识三　矢量和标量<br />1．矢量：既有大小又有方向的物理量，叠加时遵循平行四边形定则，如速度、力等．<br />2．标量：只有大小没有方向的物理量，求和时按代数法则相加，如路程、速率等．<br />对点练习<br />1. (多选)关于两个力的合力，下列说法错误的是(　　)<br />A．两个力的合力一定大于每个分力<br />B．两个力的合力可能小于较小的那个分力<br />C．两个力的合力一定小于或等于每个分力<br /> <br />D．当两个力大小相等时，它们的合力可能等于分力大小<br />【答案】AC<br />【解析】设分力 F1与分力 F2的夹角为 θ，根据力的平行四边形定则，合力 F 是以 F1、F2为邻边的平行四边<br />形所夹的对角线，如图所示．当 θ＝0°时，F＝F1＋F2；当 θ＝180°时，F＝|F1－F2|，以上分别为合力 F 的最<br />大值和最小值．当 F1＝F2且夹角 θ＝180°时，合力 F＝0，小于任何一个分力；当 F1＝F2，夹角 θ＝120°时，<br />合力 F＝F1＝F2.故选项 A、C 错误．<br />2. 某班级同学要调换座位，一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动，则下列说法正确的是 <br />(　　)<br />A．拉力的水平分力等于桌子所受的合力<br />B．拉力的竖直分力小于桌子所受重力的大小<br />C．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小<br />D．拉力与重力的合力方向一定沿水平方向<br />【答案】B<br />【解析】由于桌子沿水平地面匀速运动，所以一定沿地面有与运动方向相反的滑动摩擦力，根据摩擦力的<br />产生条件，一定有竖直向上的弹力，所以桌子应受到四个力的作用而平衡，即重力、斜向上的拉力、竖直<br />向上的支持力和沿水平地面与运动方向相反的摩擦力，且四个力的合力为零，故 A 错误；将斜向上的拉力<br />分解成竖直向上的分力和水平向前的分力，则竖直方向上三力平衡，水平方向上二力平衡，故 B 正确；拉<br />力与摩擦力的合力大小等于拉力的竖直分力，小于重力，故 C 错误；拉力和重力的合力方向一定斜向下不<br />沿水平方向，故 D 错误．<br />3. 将物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中错误的是 (　　)<br />【答案】C<br /> <br />【解析】A 项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力 G1 和沿斜面向下使物体向下滑的分力<br />G2；B 项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力 G1和 G2；D 项中物体的重力分解为水平向左压<br />紧墙的分力 G1 和沿绳向下使绳张紧的分力 G2，A、B、D 项正确；C 项中物体的重力应分解为垂直于两接<br />触面使物体压紧两接触面的分力 G1和 G2，C 项错误．<br />4. 如图所示，高空走钢丝的表演中，若表演者走到钢丝中点时，使原来水平的钢丝下垂与水平面成 θ 角，<br />此时钢丝上的弹力应是表演者和平衡杆重力<br />的 (　　)<br />A.<br />1<br />2　　 B.<br />