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1、四 、 力 的 合 成F2 F合 F1O 楊 浦 大 橋 是 一 座 跨 越 黃 浦 江 的 自 行 設(shè) 計(jì) 、 建 造 的 雙 塔雙 索 面 迭 合 梁 斜 拉 橋 。 主 橋 猶 如 一 道 橫 跨 浦 江 的 彩 虹 ，在 世 界 同 類 型 斜 拉 橋 中 雄 居 第 一 。 請(qǐng) 同 學(xué) 們 觀 察 思 考為 什 么 塔 柱 上 掛 了 這 么 多 鋼 索 而 沒 有 被 拉 傾 斜 呢 ？ aF bF cF aFbFcF如 圖 ， 斜 拉 橋 塔 柱 兩 側(cè) 的 鋼 索 呈 對(duì) 稱 分 布 ， 它們 合 起 來 的 作 用 效 果 讓 塔 柱 好 像 受 到 一 個(gè) 豎 直向 下 的

2、 力 F一 樣 。 這 樣 塔 柱 便 能 穩(wěn) 固 地 矗 立 在 橋墩 上 ， 不 會(huì) 因 為 鋼 索 的 牽 引 而 發(fā) 生 傾 斜 。 著 名 物 理 學(xué) 家 牛 頓 告 訴 我 們把 簡(jiǎn) 單 的 事 情 考 慮得 很 復(fù) 雜 ， 可 以 發(fā)現(xiàn) 新 領(lǐng) 域 ； 把 復(fù) 雜的 現(xiàn) 象 看 得 很 簡(jiǎn) 單 ，可 以 發(fā) 現(xiàn) 新 定 律 。今 天 我 們 一 起 來 學(xué) 習(xí) 一 個(gè) 新 定 律 力 的 等 效和 替 代 1.能 從 力 的 作 用 的 等 效 性 來 理 解 合 力 和 分 力 的 概 念 。2.能 通 過 實(shí) 驗(yàn) 探 究 求 合 力 的 方 法 平 行 四 邊 形 定 則 ，

3、并 知 道 它 是 矢 量 運(yùn) 算 的 普 遍 規(guī) 則 。3.會(huì) 用 作 圖 法 和 直 角 三 角 形 的 知 識(shí) 求 共 點(diǎn) 力 的 合 力 。(重 點(diǎn) )4.知 道 合 力 的 大 小 和 分 力 夾 角 的 關(guān) 系 。 (重 點(diǎn) ) F1 F2G FGF 一 個(gè) 力 的 作 用效 果 與 兩 個(gè) 或更 多 力 的 作 用效 果 相 同 等效替代 效果相同 一 、 力 的 合 力 1.合 力 與 分 力 ： 當(dāng) 一 個(gè) 物 體 受 到 幾 個(gè) 力 的 共 同 作 用 時(shí) ，我 們 常 常 可 以 用 一 個(gè) 力 來 代 替 原 來 那 幾 個(gè) 力 ， 這 個(gè) 力產(chǎn) 生 的 效 果 跟 原

4、 來 幾 個(gè) 力 的 共 同 效 果 相 同 ， 這 個(gè) 力 就叫 做 那 幾 個(gè) 力 的 合 力 。 原 來 的 幾 個(gè) 力 叫 做 這 個(gè) 力 的 分力 。說 明 ： 在 實(shí) 際 問 題 中 ， 就 可 以 用 這 個(gè) 力 來 代 替 那 幾 個(gè)力 ， 這 就 是 力 的 等 效 代 替 。 而 不 是 物 體 又 多 受 了 一 個(gè)合 力 。 一 個(gè) 合 力 與 兩 個(gè) 或 者 更 多 個(gè)具 有 相 同 效 果 的 分 力 ， 它 們大 小 有 何 關(guān) 系 呢 ？ 1、 同 一 實(shí) 驗(yàn) 中 的 兩 只 彈 簧 秤 的 選 取 方 法 是 ： 將 兩 只彈 簧 秤 鉤 好 后 對(duì) 拉 ，

5、若 兩 只 彈 簧 在 拉 的 過 程 中 ， 讀數(shù) 相 同 ， 則 可 選 ， 若 不 同 ， 應(yīng) 另 換 ， 直 至 相 同 為 止 ，應(yīng) 使 拉 力 盡 量 大 一 些 ， 以 減 小 誤 差 。2、 在 滿 足 合 力 不 超 過 彈 簧 秤 及 橡 皮 條 形 變 不 超 過 彈性 限 度 的 條 件 下 ， 應(yīng) 使 拉 力 盡 量 大 一 些 ， 以 減 小 誤差 。3、 畫 力 的 圖 示 時(shí) ， 應(yīng) 選 定 恰 當(dāng) 的 標(biāo) 度 ， 盡 量 使 圖 畫大 一 些 ， 但 也 不 要 太 大 而 畫 出 紙 外 。 要 嚴(yán) 格 按 力 的圖 示 要 求 和 幾 何 作 圖 法 作

6、出 合 力 。4、 在 同 一 次 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 橡 皮 條 拉 到 的 結(jié) 點(diǎn) O的 位 置 一定 要 相 同 。5、 由 作 圖 法 得 到 的 F和 測(cè) 量 得 到 的 F不 可 能 完 全 符合 ， 但 在 誤 差 允 許 范 圍 內(nèi) 可 以 認(rèn) 為 F和 F符 合 即 可 。 力 F對(duì) 橡 皮 條 作 用 與 F1、 F2對(duì) 橡 皮 條 作 用 的， 所 以 F等 于 F1、 F2的 合 力 。 效果相同 F2 F合 F1O3、 力 的 合 成 遵 循 的 規(guī) 律 ：（ 1） 平 行 四 邊 形 定 則 ： 互 成 角 度 兩 個(gè) 力 的 合 力 就 是 以 這兩 個(gè) 力 為 鄰

7、邊 的 平 行 四 邊 形 的 對(duì) 角 線 。（ 2） 注 意 ： 力 的 合 成 的 本 質(zhì) 就 在 于 保 證 作 用 效 果 相 同 的 前 提 下 。 平 行 四 邊 形 定 則 是 矢 量 運(yùn) 算 的 普 遍 適 用 的 法 則 。 平 行 四 邊 形 定 則 只 適 用 于 共 點(diǎn) 力 的 情 況 下 。 2.力 的 合 成求 幾 個(gè) 力 的 合 力 的 過 程 ， 叫 做 力 的 合 成 . F1=4N0 F2=3NF合 =F1+F2=7N3.方 向 在 同 一 直 線 上 力 合 成 問 題兩 個(gè) 分 力 同 向 相 加 兩 個(gè) 分 力 反 向 相 減 0 F1=4NF2=3N

8、F合 =F1-F2=1N 1.兩 個(gè) 力 F1和 F2的 夾 角 在 由 0 變 為 180 過 程 中 ， 合力 的 大 小 怎 樣 變 化 ？ 你 能 不 能 確 定 出 兩 個(gè) 力 的 合 力 大小 范 圍 ？2.合 力 的 大 小 一 定 大 于 分 力 的 大 小 嗎 ？【 思 考 討 論 】 以 上 情 形 中 兩 個(gè) 分 力 共 線 ， 如 果 兩 個(gè) 分 力 有夾 角 該 怎 樣 合 成 ？ 合 力 可 能大 于 、 等于 或 小 于分 力4.合 力 與 分 力 的 大 小 關(guān) 系在 兩 個(gè) 分 力 F1、 F2大 小 不 變 的 情 況 下 ， 兩 個(gè) 分 力 的夾 角 越

9、大 ， 合 力 越 小 。 (1)當(dāng) 兩 個(gè) 分 力 方 向 相 同 （ 夾 角 為 00） 時(shí)合 力 最 大 ， F F1 + F2 合 力 與 分 力 方 向 相 同 ； (2)當(dāng) 兩 個(gè) 分 力 方 向 相 反 （ 夾 角 為 1800） 時(shí)合 力 最 小 ， F F1 - F2 合 力 與 分 力 F1 、 F2中 較 大 的 方 向 相 同 。 (3)合 力 大 小 范 圍 F1 - F2 F F1 + F2(4)合 力 可 能 大 于 、 等 于 、 小 于 任 一 分 力 5.三 個(gè) 及 三 個(gè) 以 上 力 的 合 成 的 方 法先 求 兩 個(gè) 力 的 合 力 ， 再 求 出 這

10、 個(gè) 合 力 與 第 三 個(gè) 力 的合 力 ， 直 到 把 所 有 力 合 為 一 個(gè) 力 ， 得 到 合 力 。F 1F2F3 F4 F12F123F1234 共 點(diǎn) 的 三 個(gè) 力 合 力 的 最 大 值 為 三 個(gè) 力 的 大 小 之 和 ， 最 小 值可 能 為 零 （ 滿 足 F2 F3 F1 F2 F3 時(shí) ） 。 合 力 范 圍 的 確 定1、 已 知 共 點(diǎn) 的 分 力 F1、 F2 ： F1 F2 F合 F1 F22、 已 知 共 點(diǎn) 的 三 個(gè) 分 力 F1、 F2 、 F3Fmax的 確 定 ： 合 力 的 最 大 值 為 三 個(gè) 力 的 大 小 之 和 Fmax= F1

11、 +F2 F3Fmin 的 確 定 （ 設(shè) F1最 大 ） ：若 三 個(gè) 共 點(diǎn) 力 的 數(shù) 值 能 構(gòu) 成 三 角 形 ， 即 滿 足 F2 F3 F1 F2F3， 則 合 力 的 最 小 值 為 0。若 三 個(gè) 共 點(diǎn) 力 的 數(shù) 值 不 能 構(gòu) 成 三 角 形 ， Fmin=最 大 力 -兩 個(gè) 較 小 的力 即 Fmin= F1 F2 F3 【 典 例 1】 下 列 關(guān) 于 合 力 的 敘 述 中 正 確 的 是 ( )A.合 力 是 原 來 幾 個(gè) 力 的 等 效 代 替 ,合 力 的 作 用 效 果與 分 力 的 共 同 作 用 效 果 相 同B.兩 個(gè) 力 夾 角 為 （ 0 ）

12、 ， 它 們 的 合 力 隨 增 大 而 增 大 C.合 力 的 大 小 總 不 會(huì) 比 分 力 的 代 數(shù) 和 大D.不 是 同 時(shí) 作 用 在 同 一 物 體 上 的 力 也 能 進(jìn) 行 力 的 合成 的 運(yùn) 算 AC 【 典 例 2】 氣 球 在 空 中 受 到 的 空 氣 浮 力 豎 直 向 上 ， 大小 為 4N， 同 時(shí) 受 到 水 平 方 向 的 風(fēng) 力 作 用 ， 大 小 為 3N。求 氣 球 受 到 的 浮 力 與 風(fēng) 力 的 合 力 。 1.圖 解 法 (即 力 的 圖 示 法 )求 合 力 。解 ： 選 定 一 個(gè) 合 適 的 標(biāo) 度 ， 如 用 一個(gè) 單 位 長(zhǎng) 度 表

13、 示 1N， 用 O點(diǎn) 代 表 氣球 ， 作 出 氣 球 所 受 兩 個(gè) 力 的 圖 示 ，如 圖 所 示 。 以 F1、 F2為 鄰 邊 作 平 行四 邊 形 ， 作 出 表 示 合 力 F的 對(duì) 角 線OF， 用 刻 度 尺 量 出 對(duì) 角 線 的 長(zhǎng) ，約 為 5個(gè) 單 位 長(zhǎng) 度 ， 可 求 得 合 力 的大 小 約 為 F=5 1N=5N用 量 角 器 量出 合 力 F與 豎 直 方 向 的 夾 角 為 37 1F2F F1NO 2.計(jì) 算 法 求 合 力解 ： 根 據(jù) 平 行 四 邊 形 定 則 作 出 下 圖 : F1F2 F合 由 直 角 三 角 形 可 得3tan 4 2 2

14、1 2F F F 5N 合方 向 ： 與 豎 直 方 向 夾角 為 且 求 合 力 的 兩 種 方 法 ：(1)圖 解 法 從 力 的 作 用 點(diǎn) 沿 兩 個(gè) 分 力 的 作 用 方 向 ，按 同 一 標(biāo) 度 作 出 兩 個(gè) 分 力 F1和 F2,并 畫 成 一 個(gè) 平 行四 邊 形 ， 這 個(gè) 平 行 四 邊 形 的 對(duì) 角 線 的 長(zhǎng) 度 按 同 樣 比例 表 示 合 力 的 大 小 ， 對(duì) 角 線 的 方 向 就 是 合 力 的 方 向 。通 常 可 用 量 角 器 直 接 量 出 它 與 某 一 個(gè) 分 力 方 向 的 角度 。 (2)計(jì) 算 法 用 公 式 計(jì) 算 出 合 力 的 大

15、 小 ?！?規(guī) 律 方 法 】 GF1 F2 二 、 共 點(diǎn) 力如 果 一 個(gè) 物 體 受 到 兩 個(gè) 或 更 多 個(gè) 力 作 用 ， 這 些 力 都作 用 在 物 體 上 的 同 一 點(diǎn) ， 或 者 雖 不 作 用 在 同 一 點(diǎn) 上 ，但 它 們 的 延 長(zhǎng) 線 相 交 于 同 一 點(diǎn) ， 這 樣 的 一 組 力 叫 做共 點(diǎn) 力 。力 的 合 成 的 平 行 四 邊 形 法 則 ， 只 適 用 于 共 點(diǎn) 力 。共 點(diǎn) 力 的 作 用線 能 相 交 于 一點(diǎn) 對(duì) 于 同 一 物 體 產(chǎn)生 相 同 的 效 果已 知 分 力 合 力力 的 合 成平 行 四 邊 形 定 則以 兩 個(gè) 共 點(diǎn)

16、力 為 鄰 邊 作 平 行 四 邊 形 ， 這 兩 個(gè) 鄰 邊 之 間的 對(duì) 角 線 就 表 示 合 力 的 大 小 和 方 向遵 循 1.下 列 關(guān) 于 合 力 與 分 力 的 敘 述 中 正 確 的 是 ( )A.合 力 的 大 小 一 定 大 于 每 一 分 力 的 大 小 。B.合 力 可 以 同 時(shí) 垂 直 于 每 一 分 力 。C.合 力 與 分 力 間 是 一 種 等 效 替 代 關(guān) 系 ， 不 能 同 時(shí) 考 查它 們 的 作 用 效 果 。D.若 兩 個(gè) 分 力 的 大 小 不 變 ， 則 合 力 的 大 小 也 不 會(huì) 變 化C 2.F1與 F2為 作 用 在 同 一 物

17、體 上 的 兩 個(gè) 力 ， F1=10N，F(xiàn)2=8N， 它 們 的 合 力 大 小 可 能 是 ( )A.19N B.18N C.10N D.2N3.有 兩 個(gè) 大 小 相 等 的 共 點(diǎn) 力 F1和 F2， 當(dāng) 它 們 間 的 夾角 為 90 時(shí) 合 力 為 F， 則 當(dāng) 它 們 間 的 夾 角 為 120 時(shí) ，合 力 的 大 小 為 ( ) A.2F B. C. F D. BCD F2B2 F2 4 如 圖 所 示 ， 重 為 100N的 物 體 在 水 平 面 上 向 右 運(yùn)動(dòng) ,物 體 與 水 平 面 的 動(dòng) 摩 擦 因 數(shù) 為 0.2,與 此 同 時(shí) 物體 受 到 一 個(gè) 水 平

18、向 左 的 力 F=20N,那 么 物 體 受 到 的 合力 為 (g取 10N/kg)( )A 0 B 40N,水 平 向 左C 20N,水 平 向 右 D 20N,水 平 向 左 FvB 提 示 ： 先 判 斷 摩 擦 力 的 類 型 ，然 后 確 定 摩 擦 力 的 方 向 及 大 小 F1F3 F2 O5.如 圖 所 示 ， 同 一 平 面 內(nèi) 的 三 個(gè) 共 點(diǎn) 力 F1、 F2、 F3之 間 的 夾 角 互 成 120 ， 其 中 F1的 大 小 為 20N， 方 向水 平 向 右 ， F2、 F3的 大 小 均 為 30N， 則 三 個(gè) 力 的 合力 大 小 及 方 向 是 （ ）A 10N， 方 向 水 平 向 左 B 10N， 方 向 水 平 向 右C 40N， 方 向 水 平 向 左 D 80N， 方 向 水 平 向 左A