2024年高中物理新教材同步講義選修第一冊講義第3章　4　第2課時　力的合成和分解

第2課時力的合成和分解[學(xué)習(xí)目標]1.會利用作圖法和計算法求合力(重點)。2.會判斷和計算合力隨分力夾角變化的情況(重難點)。一、合力的求解如圖所示，一個物體靜止在斜面上，斜面與水平方向的夾角為37°，物體所受斜面的支持力和摩擦力分別為4N、3N，你能求出斜面對物體的作用力(支持力和摩擦力的合力)的大小嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________合力的求解方法(1)作圖法①基本思路：②如圖所示：用作圖法求F1、F2的合力F。(2)計算法兩分力不共線時，可以根據(jù)平行四邊形定則作出分力及合力的示意圖，然后由幾何知識求解對角線，即為合力。以下為求合力的三種特殊情況：類型作圖合力的計算兩分力相互垂直大小：F＝eq\r(F12＋F22)方向：tanθ＝eq\f(F1,F2)兩分力等大，夾角為θ大小：F＝2F1coseq\f(θ,2)方向：F與F1夾角為eq\f(θ,2)(當θ＝120°時，F(xiàn)＝F1＝F2)合力與其中一個分力垂直大?。篎＝eq\r(F22－F12)方向：sinθ＝eq\f(F1,F2)例1有兩個力，它們的合力為0?，F(xiàn)把其中一個向東的6N的力改為向南(大小不變)，它們合力的大小、方向如何？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2楊浦大橋是繼南浦大橋之后又一座跨越黃浦江的我國自行設(shè)計建造的雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，如圖所示。挺拔高聳的208米主塔似一把利劍直刺蒼穹，塔的兩側(cè)32對鋼索連接主梁，呈扇面展開，如巨型琴弦，正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲。假設(shè)斜拉橋中某對鋼索與豎直方向的夾角都是30°，每根鋼索中的拉力都是3×104N，那么這對鋼索對塔柱形成的合力有多大？方向如何？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________二、合力與分力的關(guān)系兩個大小相等的共點力F1、F2，都為20N，則當它們間的夾角為0°、60°、120°、180°時：(1)請利用幾何知識分別計算出合力F的大小，填入下表。F1、F2的夾角0°60°90°120°180°合力F/N20eq\r(2)(2)當兩分力大小一定時，隨著夾角的增大，合力大小如何變化？(3)通過以上計算可知，合力一定大于分力嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________合力與分力的大小關(guān)系兩分力大小不變時，合力F隨兩分力夾角θ的增大而________，隨θ的減小而______。(0°≤θ≤180°)(1)兩分力同向(θ＝________)時，合力最大，F(xiàn)＝________________，合力與分力同向。(2)兩分力反向(θ＝________)時，合力最小，F(xiàn)＝________________，合力的方向與較大的一個分力的方向相同。(3)合力的取值范圍：________________≤F≤________________。如圖所示，矢量合成遵從平行四邊形定則，平行四邊形的一半是三角形，求合力時能否只畫三角形？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)若分力F1和F2大小不變，θ越大，合力就越大。()(2)合力F總比分力F1和F2中任一個力大。()(3)合力可能小于它的任意一個分力。()(4)如果夾角θ不變，F(xiàn)1大小不變，只增大F2，合力一定變大。()例3兩個共點力的大小分別為F1＝15N，F(xiàn)2＝8N，它們的合力大小不可能等于()A．9N B．25NC．8N D．21N例4如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成封閉的直角三角形。下列