高中物理：3.4《力的合成》學(xué)案 （新人教版必修1）

1、3.4 力的合成 學(xué)案1.基礎(chǔ)知識(shí)如果一個(gè)力F的作用效果跟兩個(gè)力F1、F2同時(shí)作用的效果相同，那么F可替代F1和F2。F稱(chēng)為F1、F2的合力，F(xiàn)1、F2稱(chēng)為F的分力。（1）當(dāng)F1、F2同向時(shí)，F(xiàn)F1F2；（2）當(dāng)F1、F2反向時(shí)，F(xiàn)F1F2（設(shè)）；（3）不在一條直線(xiàn)上的兩個(gè)力的合力的大小介于兩分力之差和兩分力之和之間，即（設(shè)）注意：（1）只有同時(shí)作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力（或幾個(gè)力）才能合成；（2）兩個(gè)力的合力與兩個(gè)力的大小之和是不同的概念，不能混淆；（3）合力可能大于每個(gè)分力，也可能小于每個(gè)分力，也可能為零。2.典型例題（1）考查合力與分力的關(guān)系例1.關(guān)于同一直線(xiàn)上兩個(gè)力的合成，下列說(shuō)法正確

2、的是（）A.兩個(gè)不為零的力，其合力一定不為零B.兩個(gè)力的合力一定大于其中任何一個(gè)力C.求兩個(gè)力的合力大小，就是把兩個(gè)力的大小相加D.不論兩個(gè)力的方向如何，合力的方向總是和較大力的方向相同分析：當(dāng)兩個(gè)力大小相等且方向相反時(shí)，其合力為零。（A）錯(cuò)。若一個(gè)分力為5N，另一分力為4N，且它們的方向相反，則其合力為1N，均小于兩個(gè)分力，（B）錯(cuò)。方向相反的兩個(gè)力的合成是兩力的大小相減而不是相加，（C）錯(cuò)。故選（D）。（2）已知合力的大小和方向及一個(gè)分力的大小，判斷另一個(gè)分力的大小和方向。例2.F1、F2是同一直線(xiàn)上的兩個(gè)力，它們的合力為30N，方向向左，且F1的大小為10N。則關(guān)于F2的大小或方向，下列

3、說(shuō)法中正確的是（）A.F2的大小一定是20NB.F2的大小一定是40NC.F2的方向一定向左D.F2的方向可能向左，也可能向右分析：題中未給出F1的方向，用假設(shè)法分析：（1）設(shè)F1的方向向右若F2向左，則當(dāng)F240N時(shí)，F(xiàn)1與F2的合力方向向左，大小為30N，符合題意；若F2向右，則F1與F2的合力方向向右，不符合題意。（2）設(shè)F1方向向左若F2向左，則當(dāng)F220N時(shí)，F(xiàn)1與F2的合力方向向左，大小為30N，符合題意；若F2向右，則不論F2取什么值都不可能使它與F1的合力大小為30N，且方向向左。此情況應(yīng)排除。綜上所述，F(xiàn)2的大小可能是40N或20N，方向向左，選（C）。（3）結(jié)合運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)

4、系，求合力的大小。例3.同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系時(shí)，了解到物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的空氣阻力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)快慢有關(guān)，物體運(yùn)動(dòng)越快，受到的空氣阻力越大。同學(xué)們認(rèn)真觀(guān)察了豎直向上拋出的籃球的運(yùn)動(dòng)情況（如圖1所示），并討論了籃球從拋出到落回地面的過(guò)程中的受力情況，下面幾種看法中正確的是（）圖1A.剛拋出時(shí)籃球受到的合力最大B.落地前的瞬間籃球受到的合力最小C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，籃球所受合力先減小后增大D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，籃球所受合力先增大后減小分析：籃球的受力分析如圖2所示。圖2在最高點(diǎn)，籃球的速度為零，球只受到重力的作用。在上升過(guò)程中，球受到重力和空氣阻力的作用，空氣阻力豎直向下，所以合力的大小是重力與

5、空氣阻力的大小之和。該過(guò)程中，球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，速度逐漸變小，球受到的阻力也逐漸減小，因此合力也逐漸減小。在下降過(guò)程中，球仍受到重力和空氣阻力的作用，空氣阻力豎直向上，此時(shí)球受到的合力是重力與空氣阻力的大小之差。該過(guò)程籃球的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，球的速度逐漸變大，阻力也逐漸變大，因此合力逐漸減小。綜上討論知，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，合力一直減小。選（A）、（B）。（4）結(jié)合力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系求圖象例4.一個(gè)物體始終只受到兩個(gè)力F1和F2的作用，一開(kāi)始物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，且F1F0。在t1時(shí)間內(nèi)保持F1不變，只改變F2的大小，此過(guò)程中物體所受合力的方向始終與F1的方向相同，則表示F2的大小隨時(shí)間變化的圖象可能是

6、（）分析：物體只受到兩個(gè)力的作用，一開(kāi)始處于靜止?fàn)顟B(tài)，則這兩個(gè)力一定是一對(duì)平衡力，所以F2的大小也是F0，方向與F1相反，此時(shí)合力為零。在t1時(shí)間內(nèi)合力的方向始終與F1相同，故F2的大小不能大于F0。選C。（5）探究同一直線(xiàn)上合力和分力的關(guān)系。例5.利用圖3所示的裝置探究同一直線(xiàn)上二力合成的規(guī)律。首先將彈簧的B端固定，再用兩個(gè)測(cè)力計(jì)沿相反方向拉A端，使A端到達(dá)某一點(diǎn)O并記下該點(diǎn)的位置，然后在表格中記錄下兩個(gè)拉力的大小與方向。再用一個(gè)測(cè)力計(jì)拉彈簧A端，仍將A端拉伸到O點(diǎn)，記錄下此時(shí)拉力的大小與方向。圖3（1）從下表的記錄中你能得到的關(guān)于同一直線(xiàn)上合力與分力的大小關(guān)系是_。（2）實(shí)驗(yàn)中用一個(gè)測(cè)力計(jì)拉彈簧時(shí)，為什么仍要將彈簧A拉伸到O點(diǎn)再讀數(shù)？分析：當(dāng)兩個(gè)分力的方向相反時(shí)，合力的大小即為兩分力的大小之差，F(xiàn)F1F2。題中第一次用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉，使彈簧A端拉伸到O點(diǎn)，第二次用一個(gè)測(cè)力計(jì)拉，仍使彈簧A端拉伸到O點(diǎn)，目的是使兩次拉力的作用效果相同，才能保證第二次的拉力等于第一次兩個(gè)拉力的合力。練習(xí)：1.力F1和F2是同一直線(xiàn)上的兩個(gè)力，它們的合力大小為30N，方向向左，已知F1的大小為40N，關(guān)于F2的大小和方向，下列說(shuō)法中正確的是（）A.F2的大小一定是70NB.F2的大小一定是10NC.F2的方向一定向右D.F2的方向可能向左，也可能向右2.重為