第5章 第1節(jié) 力的合成

1、.第1節(jié)力的合成學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道共點(diǎn)力、力的合成、合力、分力的概念2理解力的平行四邊形定那么，知道它是矢量運(yùn)算的普遍法那么重點(diǎn)、難點(diǎn)3掌握求合力的方法，知道合力的大小與原來(lái)兩個(gè)共點(diǎn)力之間夾角的關(guān)系，會(huì)用直角三角形知識(shí)計(jì)算共點(diǎn)力的合力重點(diǎn)共點(diǎn)力的合成先填空1共點(diǎn)力：幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上的同一點(diǎn)或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)2合力與分力：幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用所產(chǎn)生的效果可以用一個(gè)力來(lái)代替，物理學(xué)中就把這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力；而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力3力的合成：求幾個(gè)共點(diǎn)力的合力叫做力的合成再判斷1作用在同一物體上的幾個(gè)力一定是共點(diǎn)力×2兩個(gè)共點(diǎn)力共同作用的效果與其

2、合力作用的效果一樣3合力與分力是同時(shí)作用在物體上的力×后考慮1如何判斷物體是否受共點(diǎn)力的作用？【提示】判斷物體是否受共點(diǎn)力作用有兩種情形：一是物體所受各個(gè)力的作用點(diǎn)是否共點(diǎn)，二是所受各個(gè)力的作用線的延長(zhǎng)線是否交于一點(diǎn)2合力與分力有什么關(guān)系？【提示】合力與分力是作用效果上的一種等效替代關(guān)系合作討論如圖5­1­1所示，一個(gè)成年人提起一桶水，使水桶保持靜止，用力為F；兩個(gè)孩子共同提起同樣的一桶水并使之保持靜止，用力分別為F1和F2.圖5­1­1討論1：成年人用的力與兩個(gè)孩子的力作用效果是否一樣？二者能否等效替代？【提示】作用效果一樣；能等效替代討論2

3、：F與F1、F2是什么關(guān)系？【提示】F是F1和F2的合力，F(xiàn)1和F2是F的兩個(gè)分力核心點(diǎn)擊1合力與分力的關(guān)系1等效性：合力的作用效果與分力的共同作用效果一樣，它們?cè)谛Ч峡梢曰ハ嗵娲?同體性：各個(gè)分力是作用在同一物體上的分力與合力對(duì)應(yīng)同一物體，作用在不同物體上的力不能求合力3瞬時(shí)性：各個(gè)分力與合力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，某個(gè)分力變化了，合力也同時(shí)發(fā)生變化2合力與分力的大小關(guān)系圖5­1­21兩力同向時(shí)合力最大：FF1F2，方向與兩力同向2兩力反向時(shí)合力最?。篎|F1F2|，方向與其中較大的力同向3兩力夾角為時(shí)，如圖5­1­2，合力隨的增大而減小，合力大小的范圍是

4、：|F1F2|FF1F2.1如圖5­1­3所示，以下情況下日光燈所受的拉力T1、T2及重力G一定不是共點(diǎn)力的是 甲乙丙圖5­1­3A甲情況下B乙情況下C丙情況下 D甲、乙、丙三種情況下【解析】假設(shè)力的作用線或其延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)，那么稱為共點(diǎn)力，所以只有乙情況不是共點(diǎn)力【答案】B2多項(xiàng)選擇關(guān)于F1、F2及它們的合力F，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果一樣B兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力C兩力F1、F2一定是同一個(gè)物體受的力D兩力F1、F2與F是物體同時(shí)受到的三個(gè)力【解析】只有同一個(gè)物體受到的力才能合成，分別作用在不同物體上

5、的力不能合成，C正確；合力是對(duì)原來(lái)幾個(gè)分力的等效替代，各分力可以是不同性質(zhì)的力，合力與分力不能同時(shí)存在，A正確，B、D錯(cuò)誤【答案】AC3兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F115 N，F(xiàn)29 N它們的合力不可能等于 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21862025】A9 N B25 NC6 N D21 N【解析】根據(jù)二力合成的范圍，滿足|F1F2|F合F1F2即6 NF合24 N，故不可能的是B項(xiàng)【答案】B合力與分力的關(guān)系1.在力的合成中分力是實(shí)際存在的，每一個(gè)分力都有對(duì)應(yīng)的施力物體，而合力沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)的施力物體2.合力為各分力的矢量和，合力可以大于、等于、小于兩個(gè)分力中的任何一個(gè)共點(diǎn)力合成的平行四邊形定那么先填空1平行四邊形

6、定那么以表示原來(lái)兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么其合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示2兩個(gè)以上的力的合成方法假如有三個(gè)或更多的外力同時(shí)作用在一個(gè)物體上，用平行四邊形定那么先求出其中兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，直到把所有外力都合成為止，最后得到的結(jié)果就是這些力的總合力再判斷1兩個(gè)力的合力一定大于其中任意一個(gè)分力×2合力與分力是一對(duì)平衡力×3多個(gè)共點(diǎn)力求合力時(shí)平行四邊形定那么也適用后考慮1不在同一直線上的共點(diǎn)力求合力時(shí)遵循什么規(guī)律？【提示】平行四邊形定那么2假設(shè)兩個(gè)力F1和F2都是100 N，那么F1、F2的合力一定是200

7、 N嗎？【提示】不一定只有同向時(shí)F才為200 N.合作討論如圖5­1­4所示，在做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)圖5­1­4討論1：雙臂平行時(shí)省力還是雙臂張開(kāi)較大角度時(shí)省力？【提示】雙臂平行時(shí)省力，根據(jù)平行四邊形定那么可知，合力一定時(shí)等于人的重力，兩臂分力的大小隨雙臂間夾角的增大而增大，當(dāng)雙臂平行時(shí)，夾角最小，兩臂用力最小討論2：可以用哪種方法表示雙臂合力的大?。俊咎崾尽孔鲌D法或計(jì)算法核心點(diǎn)擊1作圖法作圖法就是用作圖工具根據(jù)平行四邊形定那么作出以兩分力為鄰邊的平行四邊形詳細(xì)操作流程如下：2計(jì)算法可以根據(jù)平行四邊形定那么作出示意圖，然后由幾何知識(shí)求解對(duì)角線，即為合力以下為

8、求合力的三種常見(jiàn)情況：類型作圖合力的計(jì)算互相垂直Ftan arc tan兩力等大，夾角F2F1cos F與F1夾角為兩力等大且?jiàn)A角為120°合力與分力等大，合力與任一分力夾角為60°4兩個(gè)共點(diǎn)力的大小均為10 N，假如要使這兩個(gè)力的合力大小也是10 N，那么這兩個(gè)共點(diǎn)力間的夾角應(yīng)為 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21862026】A30°B60°C90°D120°【解析】對(duì)于兩個(gè)夾角為120°的等大的共點(diǎn)力而言，其合力大小與分力相等，并且合力與兩分力的夾角均為60°.反之，當(dāng)兩個(gè)分力大小與合力大小相等時(shí)，可推知兩分力之間的夾角為120

9、°，應(yīng)選D.【答案】D5物體受到兩個(gè)力F1和F2的作用，F(xiàn)118 N，方向程度向右；F224 N，方向豎直向上求這兩個(gè)力的合力F.【解析】方法一：作圖法取單位長(zhǎng)度為6 N的力，那么分別取3個(gè)單位長(zhǎng)度、4個(gè)單位長(zhǎng)度，自O(shè)點(diǎn)引兩條有向線段OF1和OF2，且使OF1OF2.以O(shè)F1和OF2為兩個(gè)鄰邊，作平行四邊形如下圖，那么對(duì)角線OF就是所要求的合力F.量出對(duì)角線的長(zhǎng)度為5個(gè)單位長(zhǎng)度，那么合力的大小F5×6 N30 N，用量角器量出合力F與分力F1的夾角為53°，即合力F的方向向右偏上53°.方法二：計(jì)算法實(shí)際上是先運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，再回到物理情景在如下圖的平行四邊形中，OFF1為直角三角形，根據(jù)直角三角形的幾何關(guān)系，可以求得斜邊OF的長(zhǎng)度和OF與OF1的夾角，將其轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題，就可以求出合力F的大小和方向那么F30 N，tan ，為53°，即向右偏上53°.因?yàn)榱扔写笮?，又有方向，所以力的合成不能理解為?jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算【答案】30 N，向右偏上53°作圖法與計(jì)算法的比較1作圖法的優(yōu)點(diǎn)是形象直觀，缺點(diǎn)是不夠準(zhǔn)確作圖時(shí)應(yīng)注意采用統(tǒng)一的標(biāo)度，標(biāo)出箭頭且實(shí)線、虛線要清楚2計(jì)算法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確應(yīng)用計(jì)算法時(shí)先用平行四邊形定