力的合成高一上物理粵教版（2019）必修第一冊

第三章相互作用

第四節(jié)力的合成現(xiàn)實生活中，物體常常不止受到一個力的作用，如學(xué)生背的書包，在公路斜坡上行駛的汽車，建筑工地上幾條鋼索吊起的重物等，都受到多個力的作用。多個力作用在一個物體上產(chǎn)生的效果能否等效為一個力的作用效果呢？這是本節(jié)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。合力與分力如圖所示，提起一桶水，既可以一個成年人單獨提，也可以兩個孩子一起提，即一個成年人用的力和兩個孩子用的力，產(chǎn)生的效果是相同的。這時我們就說，一個成年人用的力和兩個孩子用的力是可以互相替代的。替代的前提是等效。一個成年人與兩個孩子分別提同一桶水如果一個力產(chǎn)生的效果與另外幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，那么這個力與另外幾個力等效，可以相互替代，這個力就稱為另外幾個力的合力，另外幾個力稱為這個力的分力。合力和分力的相互替代是一種等效替代。等效替代是重要的科學(xué)思維方法之一，它可以使復(fù)雜問題變成簡單問題。如圖所示，在水平桌面上，用兩個彈簧測力計同時作用在水平橡皮筋上，使之沿水平方向伸長一定的長度，彈簧測力計的示數(shù)分別為F1和F2；改用一個彈管測力計拉橡皮筋，使水平橡皮筋伸長相同的長度，彈簧測力計的示數(shù)為F。F產(chǎn)生的效果與F1，F(xiàn)2共同作用產(chǎn)生的效果相同，我們把拉力F稱為F1，F(xiàn)2的合力，把F1，F(xiàn)2稱為的分力。兩個彈簧測力計的拉力可由一個彈簧測力計的拉力替代力的合成方法求幾個力的合力的過程叫作力的合成。力的合成是一種等效替代的方法，即用一個力去替代幾個共同作用的力，替代后產(chǎn)生的效果與原來的相同。既然合力與分力可以相互替代，那么它們之間存在什么關(guān)系呢？在初中我們已經(jīng)學(xué)過同一直線上兩個力的合成方法，現(xiàn)在我們討論互成角度的力的合成方法。實驗與探究探究互成角度的分力的合成方法（1）實驗中，如何保證分力F1，F(xiàn)2產(chǎn)生的效果與合力F產(chǎn)生的效果相同？（2）如何測量合力F與分力F1，F(xiàn)2的大?。咳绾未_定合力F與分力F1，F(xiàn)2的方向？（3）實驗過程中需要記錄哪些實驗數(shù)據(jù)？F1，F(xiàn)2，F(xiàn)的方向O的位置F1，F(xiàn)2，F(xiàn)的大?。?）采用什么方法可以直觀地描述出力的大小、方向和作用點？力的圖示？N【觀察】三個力構(gòu)成什么樣的幾何圖形？平行四邊形F1與F2為邊，F(xiàn)為對角線如果以表示兩個分力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，如圖所示。這就是求合力的平行四邊形定則。平行四邊形定則可應(yīng)用于合力的計算，其他矢量的合成同樣也遵循平行四邊形定則。力的平行四邊形定則合力的計算物體受到兩個力的作用時，根據(jù)力的平行四邊形定則，可以求出這兩個力的合力。例題：某人水平扔出一個重力G=0.4N的小球，小球在空中受到方向水平向左的風(fēng)力F=0.3N的作用，求球所受的合力。分析：已知兩個