高中物理相互作用(一)3.4力的合成學(xué)案

1、相互作用一3.4力合成【學(xué)習(xí)目標】1. 知道合力、分力、力合成、共點力概念。2. 掌握力平行四邊形定那么，并知道它是矢量運算普遍規(guī)那么。（重點）3. 會應(yīng)用做圖法和計算法求合力大小。（難點）4. 體會合力與分力在作用效果上等效替代思想。（重點）L自主學(xué)習(xí)r一、合力與分力1. 如果一個力作用在物體上產(chǎn)生 跟幾個力共同作用在物體上產(chǎn)生 一樣，那么這個力叫做那幾個，那幾個力叫做這個力 。2. 想一想合力與分力之間是一種什么關(guān)系？二、力合成1 定義：求過程叫做力合成。2 平行四邊形定那么：兩個力合成時，以表示這兩個力線段為 作平行四邊形，這兩個鄰邊之間對角線就代表合力大小和方向。3多力合成方法：先求出

2、 合力，再求出這個合力與 合力，直到把所有力都合成進去，最后得到結(jié)果就是這些力合力。4.想一想1兩個分力Fi和F2合力什么情況下最大？最大值為多少？2如下圖，在做引體向上運動時，雙臂平行時省力還是雙臂張開較大角度時省力？三、共點力1 定義：指作用在物體或者交于一點一組力叫共點力。2 力合成平行四邊形定那么，只適用于3. 想一想1共點力一定作用在同一點嗎？2共點力一定作用在同一物體上嗎？答案一、1.效果效果合力 合力2.在力作用效果上是一種等效替代關(guān)系。二、1.幾個力合力2.鄰邊3.任意兩個力 第三個力 4. 1兩個分力Fi和F2方向一樣時合力最大，最大值為 F1 + F2. 2雙臂平行時省力，

3、根據(jù)平行四邊形定那么可知，合力一定時(等于人重力),兩臂分力大小隨雙臂間夾角增大而增大，當雙臂平行時，夾角最小，兩臂用力最小。三、1.同一點上 延長線2.共點力3. 1不一定。共點力可能作用于同一點，也可能不作用于同一點，但它們作用線相交于一點。2一定。共點力必須是共同作用在同一物體上力。細節(jié)詮釋知識點一對合力與分力進一步理解1 合力與分力相關(guān)性合力與 分力應(yīng)艾系2 合力與分力間大小關(guān)系當兩分力R、F2大小一定時,(1)最大值:兩力同向時合力最大，F(xiàn)= F1+ F2,方向與兩力同向;最小值:兩力方向相反時，合力最小，F(xiàn)= | F1 F2| ,方向與兩力中較大力同向; 合力范圍：兩分力夾角e(0

4、 °w e w 180°)不確定時，合力大小隨夾角 e增大而減小，所以合力大 小范圍是:| F F2I w Fw F1 + F2.3.三個力合力范圍確定(1) 當三個力方向一樣時，合力F最大，F(xiàn)max= F1+ F2 + F3。(2) 假設(shè)三個力中任何一個力在另外兩個力合力變化范圍內(nèi)，那么合力F最小值為零，F(xiàn)min = 0；假設(shè)三個力中任何一知識點一對合力與分力進一步理解【典例探究】【典例1】關(guān)于合力與其兩個分力關(guān)系， 正確是()A. 合力大小一定大于小分力、小于大 分力B. 合力大小隨兩分力夾角增大而增大C. 合力大小一定大于任意一個分力D. 合力大小可能大于大分力，也可

5、能 小于小分力【典例2】如圖，一個大人單獨提起一桶水和兩個小孩共同提起同一桶水，那么以下說法正確是()A.大人拉力可以看作兩個小孩拉力合B.大人拉力定等于兩個小孩拉力大個力不在另外兩個力合力變化范圍內(nèi)，那么當F與F2方向一樣且與F3方向相反時，合力 F最小，F(xiàn)min= | F3(Fl+冃)| ?！久麕燑c睛】(1) 在力合成中分力是實際存在，每一個分力都有對應(yīng)施力物體，而合力沒有與之對應(yīng)施力物體。(2) 分力與合力是一種等效替代關(guān)系，合力大小一般不等于兩個分力大小之和，合力大小可能大于每個分力大小，也可能小于每一個分力大小，還可以與某一個分力大小相等，這些都可以用畫平行四邊形來驗證，故平行四邊形

6、定那么是我們認識分力與合力大小關(guān)系根本工具。知識點二求合力方法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 出合力大小、方向，具體操作流程如下： 選取同一標度，用力圖示，從力作 用點起，分別作出 兩個分力Fi、F2圖示； 以表示Fi、F2線段為鄰邊作出平行四邊形，從而得到兩分力Fi、F2所夾平行四邊形對角線，即表示合力F; 用刻度尺量出該對角線長度，根據(jù)選取標度計算合力 大??；再量出對角線與某一分力夾角，表示合力方向； 當分力個數(shù)多于兩個時，可先作出任意兩個分力合 力，再將這個合力依次與其他分力合成，最終求出所有分力 合力。小之和C. 兩個小孩兩手臂夾角 拉力越小D

7、. 兩個小孩兩手臂夾角拉力越大知識點二求合力方法流程圖如下:山二f四邊形力方向2.計算法(i)先作出力合成示意圖，然后運用數(shù)學(xué)知識，如解直e越大，那么B越大，那么【典例3】如下圖，兩個人共同用力將一個牌匾拉上墻頭。其中一人用了450N拉力，另一個人用了 600N拉力，如果這兩個 人所用拉力夾角是90°,求它們合力。【審題指導(dǎo)】人拉力是牌匾受到兩個力， 明確了它 們大小和方向，可用作圖法和計算法求出合力?！镜淅?】兩個共點力大小分別為 F和F2,作用于物體同一點兩力同向時，合力為A,兩力反向時，合力為 B,當兩力互相垂直時合力為（A. . A2+ B2C. . A+ B2角三角形、正、

8、余弦定理等，進展計算。(2)經(jīng)常遇到兩種計算合力類型 相互垂直兩個力合成(即a = 90°) F合F2, F合F2與Fi夾角正切值tan (3 =:，如下圖。 兩個等大力合成：平行四邊形為菱形，利用其對角線a互相垂直平分特點可解得F合=2Fcosy , F合與每一個分力夾角為a，如下圖?！緦W(xué)霸總結(jié)】合力計算1 作圖法求合力注意問題 作圖時要先確定力標度，同一圖上 各個力必須采用同一標度。 嚴格采用作圖工具作圖，并用測量 工具測出力大小及方向。 作圖時表示分力和合力有向線段共 點且要畫成實線，與分力平行對邊要畫成虛 線，表示力線段上要畫上刻度和箭頭。2 計算法求合力時常用到幾何知識 應(yīng)

9、用直角三角形中邊角關(guān)系求解， 用于平行四邊形兩邊垂直，或平行四邊形對 角線垂直情況。 應(yīng)用等邊三角形特點求解。 應(yīng)用相似三角形知識求解，用于矢 量三角形與實際三角形相似情況。等于分力大小。答案與解析1. 【解析】 根據(jù)平行四邊形定那么可知：兩個共點力合力大小不一定大于小分力，如以下圖甲，也不一定小于大分力，如以下圖乙；合力大小也不隨夾角增大而增大如以下圖丙；并且也不一定大于任意一個分力?！敬鸢浮緿2. 【答案】AD【鮮析】大人的拉力與兩小孩的拉力效果相同，血正確；由共點力的合成刼收皓力一定，実角越大, 力越大；故比C錯，DIE確。3. 【答案】750N,與較小拉力夾角為 53【解析】方法一：作圖法如下圖，設(shè)定單位長度表示150N力，用一個點0代表牌匾，兩拉力之間夾角為 90°,依題意作出力平行四邊形。用刻度尺量出平行四邊形對角線長為圖示線段5倍，故合力大小為F= 150X 5N= 750N,用量角器量出合力F與Fl夾角e = 53°。方法二：計算法設(shè) Fi = 450N, F2= 600N,合力為 F。由于Fi與F2間夾角為90°,根據(jù)勾股定理得F=4502+ 6002N= 75