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5 力的合成,第三章 相互作用,學(xué)習(xí)目標(biāo),知識探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測,1.知道合力與分力的概念及力的合成的概念. 2.理解平行四邊形定則是一切矢量合成的普遍法則，會用平行四邊形定則求合力，知道分力與合力間的大小關(guān)系. 3.知道共點力的概念，會用作圖法、計算法求合力.,一、力的合成,(1)如圖1甲所示，把物塊掛在一個彈簧測力計的下面，穩(wěn)定時彈簧測力計的示數(shù)為F；如圖乙所示，用兩個彈簧測力計(方向不同)拉住同一物塊，穩(wěn)定時彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2.F與F1、F2有什么關(guān)系？F1、F2兩個數(shù)值相加正好等于F嗎？,,知識探究,,,導(dǎo)學(xué)探究,圖1,甲 乙,答案 作用效果相同，可以等效替代 不等于,,答案,(2)做一做：按課本“實驗”提供的“探究求合力的方法”，回答下列問題： ①兩次實驗要把小圓環(huán)拉到同一位置，這體現(xiàn)了什么物理思想？ ②嚴(yán)格按照力的圖示法作出兩分力F1、F2及它們的合力F.用虛線把合力F的箭頭端分別與兩個分力的箭頭端連接，所成的圖形是什么？,答案 ①等效替代 ②平行四邊形,,答案,對力的合成的理解 (1)合力與分力 當(dāng)一個物體受到幾個力的共同作用時，我們常?？梢郧蟪鲞@樣一個力，這個力產(chǎn)生的 跟原來幾個力的共同效果 ，這個力就叫做那幾個力的 ，原來的幾個力叫做 . (2)力的合成的方法——平行四邊形定則： 求兩個互成角度的共點力F1、F2的合力，可以把F1、F2的線段作為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線即表示合力的大小和方向.,,,知識梳理,效果,相同,合力,分力,,答案,關(guān)于合力的下述說法中正確的是( ) A.合力的性質(zhì)與原來分力性質(zhì)相同 B.合力與原來的分力間的關(guān)系是等效替代關(guān)系 C.合力總比分力大 D.合力總比一個分力大，比另一個分力小,,,即學(xué)即用,解析 在力的合成中，合力并不是一個真實存在的力，找不到合力的施力者，合力與分力的概念是建立在效果相同即所謂的等效的基礎(chǔ)上的，因此，合力也就沒有性質(zhì)的問題.合力這個“合”字的意義不是代數(shù)中的“和”，合力F既可以大于、也可以等于或小于原來的任意一個分力，一般地，|F1－F2|≤F≤F1＋F2.故正確選項為B.,B,,解析答案,二、共點力及其平衡,(1)共點力一定作用在同一點嗎？,,,導(dǎo)學(xué)探究,答案 不一定，有可能是延長線(或反向延長線)交于一點.,(2)物體在兩個力作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力有什么關(guān)系？物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，這三個力有什么關(guān)系？,答案 兩個力等大反向，合力為零；三個力作用下處于平衡狀態(tài)，其中兩個力的合力與第三個力等大反向.,,答案,共點力及其平衡 (1)共點力：如果幾個力共同作用在 上，或者雖不作用在同一點上，但它們的 ，這樣的一組力叫做共點力.力的合成的平行四邊形定則，只適用于共點力. (2)平衡狀態(tài)：物體處于 或 的狀態(tài).物體處于平衡狀態(tài)時F合＝ .,,,知識梳理,同一點,延長線交于一點,靜止,勻速直線運動,0,,答案,關(guān)于共點力，下列說法中錯誤的是( ) A.作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，則這兩個力一 定是共點力 B.作用在一個物體上的兩個力，如果是一對平衡力，則這兩個力是共點力 C.作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用點在同一點上，則這幾個 力是共點力 D.作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用線交于同一點，則這幾個 力是共點力,,,即學(xué)即用,,解析答案,返回,解析 共點力是指同時作用在物體上的同一點或作用線相交于同一點的幾個力，故A錯誤，B、C、D正確. 答案 A,,返回,例1 關(guān)于兩個大小不變的共點力F1、F2與其合力F的關(guān)系，下列說法中正確的是( ) A.F大小隨F1、F2間夾角的增大而增大 B.F大小隨F1、F2間夾角的增大而減小 C.F大小一定小于F1、F2中最大者 D.F大小不能小于F1、F2中最小者,一、合力與分力的關(guān)系,,典例精析,,總結(jié)提升,解析答案,解析 合力隨兩分力間夾角的增大而減小，合力大小的范圍為|F1－F2|≤F≤F1＋F2，例如，當(dāng)F1＝5 N、F2＝6 N時，1 N≤F≤11 N，F(xiàn)可比F1、F2中的最小者小，也可以比F1、F2中的最大者大，故選項B正確.,B,總結(jié)提升,,合力與分力的大小關(guān)系 合力F既可以大于、也可以等于或小于原來的任意一個分力. 兩分力大小不變時，合力F隨夾角α的增大而減小，隨α的減小而增大. (1)F的最大值：當(dāng)α＝0時，F(xiàn)max＝F1＋F2； (2)F的最小值：當(dāng)α＝180時，F(xiàn)min＝|F1－F2|； (3)合力大小的取值范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.,例2 在電線桿的兩側(cè)常用鋼絲繩把它固定在地上，如圖2所示.如果鋼絲繩與地面的夾角∠A＝∠B＝60，每條鋼絲繩的拉力都是300 N，分別用作圖法和計算法求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力.(保留三位有效數(shù)字),二、兩力合成的基本方法,,歸納總結(jié),解析答案,圖2,解析 解法一：作圖法 如圖甲所示，自O(shè)點引兩條有向線段OC和OD，夾角為60.設(shè)定每單位長度表示100 N，則OC和OD的長度都是3個單位長度，作出平行四邊形OCED，其對角線OE就表示兩個拉力F1、F2的合力F，量得OE長約為5.2個單位長度，所以合力F≈1005.2 N＝520 N. 用量角器量得∠COE＝∠DOE＝30，所以合力方向豎直向下.,甲,,歸納總結(jié),解析答案,解法二：計算法 先畫出力的平行四邊形，如圖乙所示，其對角線OE就表示兩個拉力F1、F2的合力F，由于OC＝OD，因此得到的是菱形，再連接CD，兩對角線垂直且平分，∠COO′＝30.在三角形OCO′中OO′＝OCcos 30.,乙,,歸納總結(jié),歸納總結(jié),,1.作圖法(如圖3所示),圖3,,歸納總結(jié),,2.計算法 (1)兩分力共線時： ①若F1、F2兩力同向，則合力F＝F1＋F2，方向與兩力同向. ②若F1、F2兩力反向，則合力F＝|F1－F2|，方向與兩力中較大的同向. (2)兩分力不共線時： 可以根據(jù)平行四邊形定則作出力的示意圖，然后由幾何關(guān)系求解對角線，其長度即為合力大小.以下為兩種特殊情況.,,歸納總結(jié),,,歸納總結(jié),圖4,,圖5,若α＝120，則合力大小等于分力大小 (如圖6所示).,圖6,例3 小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行，如圖7所示，已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F，兩人手臂間的夾角為θ，水和水桶的總重力為G，則下列說法中正確的是( ),三、共點力及其平衡,,總結(jié)提升,解析答案,圖7,返回,,,總結(jié)提升,θ越大，在合力一定時，分力越大，故D錯. 答案 C,總結(jié)提升,,共點力平衡的幾條重要推論： (1)二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等、方向相反. (2)三力平衡：①物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，任意兩個力的合力與第三個力等大反向.②三個力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形. (3)多力平衡：物體受N個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，其中任意一個力與剩余N－1個力的合力一定等大反向.,,返回,1.兩個共點力的大小分別為F1＝15 N，F(xiàn)2＝8 N，它們的合力大小不可能等于( ) A.9 N B.25 N C.8 N D.21 N,,達(dá)標(biāo)檢測,1,2,3,4,解析 F1、F2的合力范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故7 N≤F≤23 N，不在此范圍的是25 N，應(yīng)選擇B項.,B,,解析答案,2.如圖所示，三個大小相等的力F，作用于同一點O，則合力最小的是( ),1,2,3,4,C,,答案,3.(多選)如圖8所示，兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45，日光燈保持水平，所受重力為G.則( ),1,2,3,4,圖8,A.兩繩對日光燈拉力的合力大小為G B.兩繩的拉力和重力不是共點力,,解析答案,解析 如圖，兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長線交于一點，這三個力為共點力，B選項錯誤；,1,2,3,4,由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于平衡狀態(tài)，所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向，A選項正確；,答案 AC,4.物體只受兩個力F1和F2的作用，F(xiàn)1＝30 N，方向水平向左，F(xiàn)2＝40 N，方向豎直向下，求這兩個力的合力F.,,解析答案,1,2,3,4,返回,解析 解法一 作圖法 設(shè)定每單位長度表示10 N，則分別取3個單位長度、4個單位長度，自O(shè)點引兩條有向線段OF1和OF2分別表示力F1、F2.以O(shè)F1和OF2為兩個鄰邊作平行四邊形如圖所示，,1,2,3,4,則對角線OF就是所求的合力F.量出對角線的長度為5個單位長度，則合力的大小F＝510 N＝50 N.用量角器量出合力F與分力F1的夾角θ為53，方向斜向左下.,,解析答案,解法二 計算法,,1,2,3,4,返回,答案 50 N，方向為與F1的夾角成53角斜向左下方,