力的合成和分解

第三章相互作用——力麓山國(guó)際實(shí)驗(yàn)學(xué)校高一備課組34力的合成和分解一個(gè)靜止的物體，在某平面上受到5個(gè)力作用，你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？如果我們能找到一種方法，即“用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代兩個(gè)力的共同作用，而效果不變”，上述問題就迎刃而解了。你覺得這個(gè)力和被替代的兩個(gè)力會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？生活中常見到這樣的事例：一桶水可以由兩個(gè)人提，也可以由一個(gè)人提。兩次提水的過程中，作用效果相同，幾位同學(xué)施加的力不相同。F1F2F一、合力與分力 如果一個(gè)力F作用的效果跟幾個(gè)力F1、F2……共同作用的效果相同，這個(gè)力F叫做那幾個(gè)力的合力。那幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力。F1F2F二、力的合成求幾個(gè)已知力的合力的過程叫做力的合成。合力與分力是等效替換的關(guān)系。合成求一個(gè)力的分力的過程叫做力的分解。分解彈簧秤吊鉤碼 利用實(shí)驗(yàn)器材：兩只測(cè)力計(jì)、一只鉤碼。根據(jù)下面的示意圖做實(shí)驗(yàn)，比較F和F1F2的關(guān)系，你有何發(fā)現(xiàn)？小實(shí)驗(yàn)F1F2F探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩、木板、白紙、圖釘 在兩次實(shí)驗(yàn)中必須把橡皮筋拉到同一位置。2、實(shí)驗(yàn)中怎樣得到力的大小和方向？3、怎樣直觀、準(zhǔn)確地表示分力與合力1、如何保證合力與兩分力作用效果相同？ 彈簧秤的示數(shù)、拉線的方向。 做力的圖示。

合作探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論：平行四邊形定則OF1FF2 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(duì)角線就代表合力的大小和方向。F1F2F力的分解如果沒有限制，對(duì)于同一條對(duì)角線，可以做出無數(shù)個(gè)不同的平行四邊形。也就是說同一個(gè)力F可以分解為無數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力。 幾個(gè)力如果作用在物體上的同一點(diǎn)，或它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。 力的合成的平行四邊形法則，只適用于共點(diǎn)力。共點(diǎn)力F1F2一個(gè)靜止的物體，在某平面上受到5個(gè)力作用，你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？如果我們能找到一種方法，即“用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代兩個(gè)力的共同作用，而效果不變”，上述問題就迎刃而解了。你覺得這個(gè)力和被替代的兩個(gè)力會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？逐次合成法F3F2F1多個(gè)力的合成對(duì)于多個(gè)力的合

成，可以先求出任意兩

個(gè)力的合力，再求出這

個(gè)合力跟第三個(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逐次合成法F3F2F1多個(gè)力的合成對(duì)于多個(gè)力的合

成，可以先求出任意兩

個(gè)力的合力，再求出這

個(gè)合力跟第三個(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逐次合成法F3F2F1F12多個(gè)力的合成對(duì)于多個(gè)力的合

成，可以先求出任意兩

個(gè)力的合力，再求出這

個(gè)合力跟第三個(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逐次合成法多個(gè)力的合成F3F2F1F12F123解法1、作圖法即力的圖示求合力15NF1F2F合530 例1已知：力F1=45N，方向水平向右；力F2=60N，方向豎直向上，求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向？大?。篎合=15×5N=75N方向：與F1成53o斜向右上方O作圖時(shí)的注意事項(xiàng)： 1作圖時(shí)要先確定力的標(biāo)度，同一圖上的各個(gè)力必須采用同一標(biāo)度。 2表示分力和合力的有向線段共點(diǎn)要畫成實(shí)線，與分力平行的對(duì)邊要畫成虛線。 3在表示力的線段上要畫上刻度和箭頭。上例中根據(jù)平行四邊形定則可作出下圖:解：由直角三角形知識(shí)可得：F1F2F合θtanθ=F2/F1=4/5θ=53o方向：與F1成53o角斜向右上方解法2、計(jì)算法求合力矢量和標(biāo)量矢量：既有大小又有方向，相加時(shí)遵從平行四邊形定則的物理量。力、位移、速度、加速度等。標(biāo)量：只有大小，沒有方向，相加時(shí)遵從算術(shù)法則的物理量。質(zhì)量、路程、功、電流等。討論：1、F2大小不變的情況下，合力隨夾角如何變化？FF2F1OFF2F1Oa合力最大:F=F1F2夾角為0,即方向相同b合力最小:F=︱F1-F2︱夾角為180即方向相反c合力的大小范圍:︱F1-F2︱≤F≤F1F2d合力可能大于、等于、小于任一分力 在兩個(gè)分力F1、F2大小不變的情況下，兩個(gè)分力的夾角越大，合力越小。討論：1、F2大小不變的情況下，合力隨夾角如何變化？例2:已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為F，現(xiàn)保持兩力之間的夾角θ不變，使其中一個(gè)增大，則（）

A．合力F一定增大

B．合力F的大小可能不變

C．合力F可能增大，也可能不變

D．當(dāng)0°＜θ＜90°時(shí)，合力F一定減小BC例3、三個(gè)力的大小分別為F1=4N、F2=5N和F3=6N，已知其合力為0，則F1、F2的合力的大小和方向如何？