第3章 4　力的合成

1、.4力的合成學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)老師獨(dú)具1.通過實(shí)際生活實(shí)例，體會(huì)等效替代物理思想重點(diǎn)2通過實(shí)驗(yàn)探究，得出求合力的方法平行四邊形定那么重點(diǎn)3會(huì)用作圖法和直角三角形的知識(shí)求共點(diǎn)力的合力難點(diǎn)4運(yùn)用力的合成知識(shí)分析日常生活中的相關(guān)問題，培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和消費(fèi)理論的意識(shí).自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、合力、分力、共點(diǎn)力1合力與分力假如一個(gè)力作用在物體上產(chǎn)生的效果跟原來幾個(gè)力的共同效果一樣，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，原來的幾個(gè)力叫做分力2共點(diǎn)力假如一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用，這些力共同作用在物體的同一點(diǎn)上或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的延長線交于一點(diǎn)，這樣的一組力

2、叫做共點(diǎn)力二、力的合成與合成法那么1定義：求幾個(gè)力的合力的過程2平行四邊形定那么：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向3多力合成的方法：先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力根底自測1考慮判斷1合力與分力同時(shí)作用在一個(gè)物體上×2由作出的力的平行四邊形定那么可知，合力可能小于分力3共點(diǎn)力一定作用于物體上的同一點(diǎn)×4作用于同一物體上的所有的力都是共點(diǎn)力×5作用于不同物體上的兩個(gè)力，只要作用線交于一點(diǎn)，就可以進(jìn)展力的合成×2多

3、項(xiàng)選擇以下說法正確的選項(xiàng)是A力的合成遵循平行四邊形定那么B力的合成遵循代數(shù)相加原那么C以兩個(gè)分力為鄰邊的平行四邊形的兩條對角線都是它們的合力D以兩個(gè)分力為鄰邊的平行四邊形中與兩個(gè)分力共點(diǎn)的那一條對角線所表示的力是它們的合力AD力的合成遵循平行四邊形定那么，而不遵循代數(shù)相加原那么，故A對，B錯(cuò)；由平行四邊形定那么知C錯(cuò)，D對3關(guān)于幾個(gè)力與其合力，以下說法正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84082103】A合力的作用效果跟原來那幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果一樣B合力與原來那幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上C合力的作用可以替代原來那幾個(gè)力的作用D求幾個(gè)共點(diǎn)力的合力遵循力的平行四邊形定那么ACD合力與分力是“等效替代的關(guān)系

4、，即合力的作用效果與幾個(gè)分力共同作用時(shí)的作用效果一樣，合力的作用效果可以替代這幾個(gè)分力的作用效果，不能認(rèn)為合力與分力同時(shí)作用在物體上，所以A、C正確，B錯(cuò)誤；求合力應(yīng)遵循力的平行四邊形定那么，所以D正確合 作 探 究·攻 重 難合力分力共點(diǎn)力1.合力與分力的三性2合力與分力間的大小關(guān)系當(dāng)兩分力F1、F2大小一定時(shí)：1最大值：兩力同向時(shí)合力最大，F(xiàn)F1F2，方向與兩力同向；2最小值：兩力方向相反時(shí)，合力最小，F(xiàn)|F1F2|，方向與兩力中較大的力同向；3合力范圍：兩分力的夾角0°180°不確定時(shí)，合力大小隨夾角的增大而減小，所以合力大小的范圍是：|F1F2|FF1F2

5、.3三個(gè)力合力范圍確實(shí)定1最大值：當(dāng)三個(gè)力方向一樣時(shí)，合力F最大，F(xiàn)maxF1F2F3.2最小值：假設(shè)其中兩個(gè)較小的分力之和F1F2F3時(shí)，合力的最小值為零，即Fmin0；假設(shè)其中兩個(gè)較小的分力之和F1F2<F3時(shí)，合力的最小值FminF3F1F23合力的取值范圍：FminFF1F2F3.針對訓(xùn)練1多項(xiàng)選擇以下關(guān)于分力和合力的關(guān)系的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是A合力和它的兩個(gè)分力同時(shí)作用于物體上B合力的大小等于兩個(gè)分力大小的代數(shù)和C合力可能小于它的任一個(gè)分力D合力的大小可能等于某一個(gè)分力的大小CD合力與分力是等效替代關(guān)系，不是同時(shí)受力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；力是矢量，兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定那么，選項(xiàng)

6、B錯(cuò)誤；由平行四邊形定那么可知，合力可能大于、小于或等于任意一個(gè)分力，選項(xiàng)C、D正確2物體受兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2作用，其大小分別是F16 N，F(xiàn)210 N，那么無論這兩個(gè)力之間的夾角為何值，它們的合力不可能是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84082104】A5 NB10 NC16 ND18 NDF16 N，F(xiàn)210 N，所以10 N6 NF6 N10 N，即4 NF16 N，所以不可能的是選項(xiàng)D.3三個(gè)分力的大小依次為3 N、5 N、9 N，關(guān)于這三個(gè)分力的合力大小，下面給出了四個(gè)值：0 N1 N5 N18 N其中可能的是A只有 B只有C只有 D只有A三個(gè)共點(diǎn)力的方向都一樣的時(shí)候合力最大，所以最大值為3 N5

7、N9 N17 N；3 N和5 N合力的范圍是2 NF8 N,9 N不在這個(gè)范圍內(nèi)，所以合力的大小不可以為零，所以合力的最小值為1 N由于三個(gè)力的合力范圍是1 NF合17 N，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤關(guān)于合力、分力的兩個(gè)本卷須知1在力的合成中分力是實(shí)際存在的，每一個(gè)分力都有對應(yīng)的施力物體，而合力沒有與之對應(yīng)的施力物體2合力為各分力的矢量和，合力不一定比分力大它可能比分力大，也可能比分力小，還有可能和分力大小相等合力的計(jì)算方法1作圖法根據(jù)平行四邊形定那么用作圖工具作出平行四邊形，后用測量工具測量出合力的大小、方向，詳細(xì)操作流程如下：2計(jì)算法1兩分力共線時(shí)：假設(shè)F1與F2方向一樣，那么合力大小FF1

8、F2，方向與F1和F2的方向一樣；假設(shè)F1與F2方向相反，那么合力大小F|F1F2|，方向與F1和F2中較大的方向一樣2兩分力不共線時(shí)：可以先根據(jù)平行四邊形定那么作出分力及合力的示意圖，然后由幾何知識(shí)求解對角線，即為合力以下為求合力的兩種常見特殊情況：類型作圖合力的計(jì)算兩分力相互垂直大?。篎方向：tan 兩分力等大，夾角為大?。篎2F1cos方向：F與F1夾角為如圖3­4­1所示，程度橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B.一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m10 kg的重物，CBA30°，那么滑輪受到繩子的作用力大小為g取10 N/kg

9、圖3­4­1A50 N B60 NC120 N D100 N思路點(diǎn)撥：輕繩跨過定滑輪，BC段繩和BD段繩的拉力大小相等重物靜止，BD段繩的拉力為mg100 NBC段和BD段繩的拉力間夾角為120°.D輕繩跨過滑輪，BC段、BD段拉力F1F2mg100 N，夾角為120°，根據(jù)平行四邊形定那么，二力合成如下圖由于F1F2，所以平行四邊形為菱形，又因?yàn)镈BE60°，所以BDE為等邊三角形，所以F1、F2的合力FF1F2100 N，即繩子對滑輪的作用力大小為100 N，選項(xiàng)D正確解決分力與合力問題的注意點(diǎn)1作圖法求合力作圖時(shí)要先確定力的標(biāo)度，同一圖上

10、的各個(gè)力必須采用同一標(biāo)度嚴(yán)格采用作圖工具作圖，并用測量工具測出對應(yīng)力的大小及方向作圖時(shí)表示分力和合力的有向線段共點(diǎn)且要畫成實(shí)線，與分力平行的對邊要畫成虛線，表示力的線段上要畫上刻度和箭頭2計(jì)算法求合力時(shí)常用到的幾何知識(shí)應(yīng)用直角三角形中的邊角關(guān)系求解，適用于平行四邊形的兩邊垂直、平行四邊形的對角線與一條邊垂直及菱形的情況應(yīng)用等邊三角形的特點(diǎn)求解應(yīng)用相似三角形的知識(shí)求解，適用于力的矢量三角形與實(shí)際三角形相似的情況針對訓(xùn)練4. 如圖3­4­2所示，兩個(gè)人共同用力將一個(gè)牌匾拉上墻頭其中一人用了450 N的拉力，另一人用了600 N的拉力，假如這兩個(gè)人所用拉力的夾角是90°

11、，求合力圖3­4­2【解析】解法一作圖法用圖示中的線段表示150 N的力用一個(gè)點(diǎn)O代表牌匾，依題意作出力的平行四邊形，如下圖用刻度尺量出平行四邊形的對角線長為圖示線段的5倍，故合力大小為F150×5 N750 N，用量角器量出合力F與F1的夾角53°.解法二計(jì)算法設(shè)F1450 N，F(xiàn)2600 N，合力為F.由于F1與F2間的夾角為90°，根據(jù)勾股定理得F N750 N，合力F與F1的夾角的正切值tan ，所以53°.【答案】750 N，與較小拉力的夾角為53°當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1多項(xiàng)選擇關(guān)于F1、F2及它們

12、的合力F，以下說法正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84082105】A合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果一樣B兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力C兩力F1、F2一定是同一物體受到的力D兩力F1、F2與F是物體同時(shí)受到的三個(gè)力AC只有同一個(gè)物體受到的力才能合成，分別作用在不同物體上的力不能合成，C正確；合力是對原來幾個(gè)分力的等效替代，各分力可以是不同性質(zhì)的力，合力與分力不能同時(shí)存在，A正確，B、D錯(cuò)誤2多項(xiàng)選擇關(guān)于共點(diǎn)力，以下說法中正確的選項(xiàng)是A作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，假如大小相等、方向相反，這兩個(gè)力是共點(diǎn)力B作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，假如是一對平衡力，那么這兩個(gè)力是共點(diǎn)力C作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)

13、力，假如它們的作用點(diǎn)在同一點(diǎn)上，那么這幾個(gè)力是共點(diǎn)力D作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，假如它們的作用線相交于同一點(diǎn)，那么這幾個(gè)力是共點(diǎn)力BCD根據(jù)共點(diǎn)力的概念，幾個(gè)力假如都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一個(gè)點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力，所以選項(xiàng)C、D正確一對平衡力一定作用在同一條直線上，它們一定是共點(diǎn)力，應(yīng)選項(xiàng)B正確對于選項(xiàng)A中所描繪的兩個(gè)力，它們有可能一上一下，互相平行但不共點(diǎn)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤3兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的合力大小為6 N，那么F1與F2的大小可能是AF12 N，F(xiàn)29 NBF14 N，F(xiàn)28 NCF11 N，F(xiàn)28 N DF12 N，F(xiàn)21 NB兩力合成時(shí)，合力范圍為：|F1F2|FF1F2，A中合力為7 NF11 N，B中合力為4 NF12 N，C中的合力為7 NF9 N，D中的合力為1 NF3 N，故B正確設(shè)有三個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P上，它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和一條對角線，如下圖，這三個(gè)力中最小的力的大小為F，那么這三個(gè)力的合力等于A3F B4FC5F D6FA由幾何關(guān)系得F32F，又F1、F2夾角為120°，大小均為F，故其合力大小為F，方向與F3一樣，因此三個(gè)力的合力大小為3F，A正確4如圖3­4­3所示，一條小船在河中向正東方向行駛，船上掛起一風(fēng)帆，帆受側(cè)向風(fēng)作用，