江蘇省淮安市淮安中學(xué)高中物理 3.4 力的合成 新人教版必修

1、第四節(jié)第四節(jié) 力的合成力的合成1+11+1在什么情況下不等于在什么情況下不等于2 2？在算錯(cuò)的情況下不等于在算錯(cuò)的情況下不等于2 2通過這節(jié)課學(xué)習(xí)我們可以知道：通過這節(jié)課學(xué)習(xí)我們可以知道：即使在算對(duì)的情況下也可能不等于即使在算對(duì)的情況下也可能不等于2 2 = =三個(gè)三個(gè)人人 為什么稱出石頭的為什么稱出石頭的重量就可以知道大象重量就可以知道大象的重量呢？的重量呢？ 因?yàn)榇笙笞饔糜诖膲阂驗(yàn)榇笙笞饔糜诖膲毫εc石頭作用于船的壓力力與石頭作用于船的壓力所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的作用效果作用效果是一樣，是一樣，也即是說它們是等效的。也即是說它們是等效的。因此只要稱出石頭的重量因此只要稱出石頭的重量就可以知道大象

2、的重量了就可以知道大象的重量了生活事例F1F2FF1F2F等效替代等效替代 效果相同效果相同1.1.合力與分力合力與分力當(dāng)一個(gè)當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí)，我們常?？梢郧蟪鲇脮r(shí)，我們常常可以求出這樣一個(gè)力，這樣一個(gè)力，這個(gè)力產(chǎn)生這個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來幾個(gè)力的共的效果跟原來幾個(gè)力的共同產(chǎn)生的效果相同同產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的力就叫做那幾個(gè)力的合力合力。原來的幾個(gè)力叫做原來的幾個(gè)力叫做分力分力。 O.O.F1F2FGG合力合力分力分力2. 力的合成力的合成求幾個(gè)求幾個(gè)力的合力的過程叫做力力的合力的過程叫做力的合成的合成。O.O.F1F2FGG合力合力分

3、力分力說明：在實(shí)際問題中，就說明：在實(shí)際問題中，就可以用這個(gè)力來代替那幾可以用這個(gè)力來代替那幾個(gè)力，這就是力的個(gè)力，這就是力的。而不是物體又多受了而不是物體又多受了一個(gè)合力。一個(gè)合力。合力并不存在。合力并不存在。F1=4N N0F2=3N NF合合=F1+F2=7N N最簡(jiǎn)單的力合成問題最簡(jiǎn)單的力合成問題兩個(gè)分力同向相加兩個(gè)分力同向相加兩個(gè)分力反向相減兩個(gè)分力反向相減0F1=4N NF2=3N NF合合=F1-F2=1N N最簡(jiǎn)單的力合成問題最簡(jiǎn)單的力合成問題力的合成規(guī)律力的合成規(guī)律3 3、方向在同一直線上的幾個(gè)力的合成運(yùn)算、方向在同一直線上的幾個(gè)力的合成運(yùn)算使用直接加減的方法使用直接加減的方

4、法同向相加同向相加反向相減反向相減F2F1如果兩個(gè)力不在同一直線如果兩個(gè)力不在同一直線上上如何求合力如何求合力？問題：?jiǎn)栴}：1、怎樣保證合力與分力等效？、怎樣保證合力與分力等效？ 2、力的大小怎樣知道？、力的大小怎樣知道？ 3、力的方向如何讓確定？、力的方向如何讓確定？ 兩個(gè)彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩、木板、白紙、圖釘、刻度尺、三角板設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案細(xì)繩：確定拉力的方向?qū)嶒?yàn)原理：等效替代實(shí)驗(yàn)原理：等效替代注意事項(xiàng):注意事項(xiàng):1. 在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)的結(jié)點(diǎn)O 位置一定要相同；2. 彈簧秤的示數(shù)為力的大小，將示數(shù)讀出 并記在木板的白紙上 。（記錄力的大?。?. 沿拉線方向就是幾個(gè)力的方向，將拉線 方

5、向描在木板的白紙上；(記錄力的方向)F1F2OF1F2OFF1F2OFF1F2O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。平行四邊形定則FF1F2O4 4、求互成角度的兩個(gè)力合成的方法：、求互成角度的兩個(gè)力合成的方法：以表示這以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊兩個(gè)力的線段為鄰邊作作平平行四邊形行四邊形, ,這兩個(gè)鄰邊之間的這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角對(duì)角線就代表合力線就代表合力的大小和方向。的大小和方向。平行四邊形定則平行四邊形定則作法：作法：F F大?。捍笮。洪L(zhǎng)度長(zhǎng)度方向：方向：角度角度F F1 1F F2 2o(1)作圖法求合力15NF1F2F53大小: F=

6、155N=75N方向: 與F1成53斜向右 上方平行四邊形定則的應(yīng)用：【例題】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。(2)計(jì)算法求合力根據(jù)平行四邊形定則作出下圖:由直角三角形可得:F合F1F275N2221 FFF合合120o60oF2=60NF1=60NF1=60NF2=60N求解當(dāng)兩力夾角為當(dāng)兩力夾角為60o時(shí)，合力？時(shí)，合力？當(dāng)兩力夾角當(dāng)兩力夾角120o時(shí)，合力？時(shí)，合力？通過以上的計(jì)算，關(guān)于兩分力大小一定時(shí)合力大通過以上的計(jì)算，關(guān)于兩分力大小一定時(shí)合力大小與兩分力之間夾角的關(guān)系，你能得到什么規(guī)律？小與兩分力之間夾角的關(guān)系，你能得到什

7、么規(guī)律？F合合=603NF合合=602N當(dāng)兩力夾角為當(dāng)兩力夾角為90o時(shí)，合力？時(shí)，合力？F合合=60N當(dāng)兩分力大小一定時(shí)，合力隨兩分力夾角的增大而減小當(dāng)兩分力大小一定時(shí)，合力隨兩分力夾角的增大而減小動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示（1）兩分力大小確定時(shí)，夾角由0o增大到180o的過程中，合力F的大小怎樣變化？（2）什么情況下合力最大？最大值等于多大？什么情況下合力最小？最小值等于多少？（3）合力F是否總大于原來的兩個(gè)力F1和F2？當(dāng)兩分力大小一定時(shí)，合力隨兩分力夾角的增大而減小當(dāng)兩分力大小一定時(shí)，合力隨兩分力夾角的增大而減小兩分力方向相同時(shí)合力最大，方向相反時(shí)最小兩分力方向相同時(shí)合力最大，方向相反時(shí)最小合力

8、可能大于、等于、小于分力合力可能大于、等于、小于分力 F1 - F2 F F1 + F2合力的方向可以與分力的方向相同，也可以與分力的方向相反。（例如：同向的力合成，反向的力合成）5 5、多力合成的方法：、多力合成的方法：F1F2F3F4F12F123F1234 先求出任意兩個(gè)力的合力，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)果就是這進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力些力的合力逐次合成法逐次合成法F1F2放在光滑水平桌面上的圓盤，受到如圖所示放在光滑水平桌面上的圓盤，受到如圖所示的力的作

9、用，且兩力大小相等，則此時(shí)這兩的力的作用，且兩力大小相等，則此時(shí)這兩個(gè)力可以合成嗎？個(gè)力可以合成嗎？思考思考OGF1 如果一個(gè)物體受兩個(gè)或多個(gè)力作如果一個(gè)物體受兩個(gè)或多個(gè)力作用，這些力都作用在物體上的用，這些力都作用在物體上的，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的，這幾個(gè)力叫做，這幾個(gè)力叫做。 7 7、共點(diǎn)力、共點(diǎn)力F1F2F3非共點(diǎn)力非共點(diǎn)力力的合成的平行四邊形法則，力的合成的平行四邊形法則，只適用于共點(diǎn)力只適用于共點(diǎn)力F1F2擔(dān)子受到的力是非共點(diǎn)力擔(dān)子受到的力是非共點(diǎn)力楊浦大橋?yàn)槭裁匆M(jìn)行力的合成？ 在大量的實(shí)際問題中，物體不只受一個(gè)力在大量的實(shí)際問題中，物體不

10、只受一個(gè)力，而是同時(shí)受到多個(gè)力，為了研究問題的，而是同時(shí)受到多個(gè)力，為了研究問題的方便，我們把幾個(gè)力的作用效果用一個(gè)力方便，我們把幾個(gè)力的作用效果用一個(gè)力來代替，這樣就可以把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化來代替，這樣就可以把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的問題來處理，這就是力的合成為較簡(jiǎn)單的問題來處理，這就是力的合成？思考思考1.1.關(guān)于合力的分力，下列敘述中關(guān)于合力的分力，下列敘述中正確正確的是的是( )( )A.A.合力的大小一定大于每一分力的大小合力的大小一定大于每一分力的大小B.B.合力可以同時(shí)垂直于每一分力合力可以同時(shí)垂直于每一分力C.C.合力的方向可以與一個(gè)分力的方向相反合力的方向可以與一個(gè)分力的方向

11、相反D.D.兩分力的夾角在兩分力的夾角在0 0到到180180之間時(shí)，夾角之間時(shí)，夾角越大，則合力越小。越大，則合力越小。CD1 1與與F F2 2為作用在同一物體上的兩個(gè)力，為作用在同一物體上的兩個(gè)力，F(xiàn) F1 1=10N=10N，F(xiàn) F2 2=8N=8N，它們的合力大小可能是，它們的合力大小可能是( )( )A.19N B.18N C.10N D.2NA.19N B.18N C.10N D.2NBCD3.3.有兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力有兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F F1 1和和F F2 2，當(dāng)，當(dāng)它們間的夾角為它們間的夾角為9090時(shí)合力時(shí)合力F F，則當(dāng)它，則當(dāng)它們間的夾角為們間的夾角為12012

12、0時(shí)，合力的大小為時(shí)，合力的大小為( )( )A. 2F B. A. 2F B. C. F D. F/2C. F D. F/2F22B B4 4、三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為、三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為2N2N，3N3N，4N4N，它們的合力最大值為它們的合力最大值為_； 最小值為最小值為_._.9N5 5、三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為、三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1=5N，F(xiàn)2=10N，F(xiàn)3=20N，則它們的合力（，則它們的合力（ ） A不會(huì)大于不會(huì)大于35N35NB最小值為最小值為5N C可能為可能為0 D可能為可能為20N20NABD07 7、在研究?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)力合成的實(shí)驗(yàn)中得到如圖所、在研究?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)力合成的實(shí)

13、驗(yàn)中得到如圖所示的合力示的合力F F與兩個(gè)分力的夾角與兩個(gè)分力的夾角的關(guān)系圖。的關(guān)系圖。 求：求：(1)(1)兩個(gè)分力的大小各是多少？?jī)蓚€(gè)分力的大小各是多少？ (2)(2)此合力的變化范圍是多少？此合力的變化范圍是多少？F(N)3 /2 /20210(rad) 8三角形定則三角形定則 根據(jù)平行四邊形定則，合力和兩個(gè)分力必根據(jù)平行四邊形定則，合力和兩個(gè)分力必構(gòu)成一個(gè)封閉的矢量三角形，叫做力的三構(gòu)成一個(gè)封閉的矢量三角形，叫做力的三角形定則，如下圖所示角形定則，如下圖所示1 1、F F2 2、F F3 3、F F4 4、F F5 5五個(gè)共點(diǎn)力的始端構(gòu)五個(gè)共點(diǎn)力的始端構(gòu)成一個(gè)正六邊形的頂點(diǎn)，求這五個(gè)力

14、的成一個(gè)正六邊形的頂點(diǎn)，求這五個(gè)力的合力。已知合力。已知F F3 3=10N.=10N. 某同學(xué)在做某同學(xué)在做“互成角度的兩個(gè)力的合成互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用的實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小的大小 圖是圖是A和和B兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中_(填填“A”或或“B”)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)(力力F 是用一是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的示意圖只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的示意圖)。_ （填（填F或或F ）是）是F1和和F2的合力。的合力。AF (1)試在圖甲中作出試在圖甲中作出F1和和F2的合力，并用的合力，并用F表示此力表示此力見解析見解析(2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是_A兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力C兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)