高中物理必修1教学课件：第3章 第4节 力的合成

1．如果一个力产生的效果，跟几个力的共同效果相同，则这个力就叫做那几个力的合力，那几个力叫做分力。2．求几个力的合力的过程叫做力的合成。3．两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形定则。4．如果几个力同时作用在物体的同一点或者它们的作用线相交于同一点，则这几个力叫做共点力。 1．合力与分力当一个物体受到几个力的共同作用时，如果这个力产生的跟原来几个力的相同，这个力就叫做那几个力的，那原来的几个力叫做这个力的。2．力的合成求几个力的的过程叫做力的合成。[自学教材]效果共同效果合力分力合力 3．力的合成法则(1)遵循法则——定则。(2)方法：两个力合成时，以表示这两个力的线段为作平行四边形，这两个邻边之间的就代表合力的大小和方向。4．多个力合成的方法先求出的合力，再求出这个合力与的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。平行四边形对角线任意两个力第三个力邻边 [重点诠释]1．合力与分力相关性(1)等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代，是一种等效替代关系。(2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力是相对于同一个物体而言的，作用在不同物体上的力不能求合力。(3)瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化。 2．合力与分力间的大小关系当两分力F1、F2大小一定时。(1)两力同向时合力最大：F＝F1＋F2，方向与两力同向；(2)两力方向相反时，合力最小：F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的力同向； (3)两力成某一角度θ时，如图3－4－1所示，三角形AOC的每一条边对应一个力，由几何知识可知：两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，即|F1－F2|＜F＜F1＋F2。因此合力大小的范围是：|F1－F2|＜F＜F1＋F2。(4)合力F的大小随θ角的增大而减小，随θ角的减小而增大。(5)合力可以大于、等于两分力中的任何一个力，也可以小于两分力中的任何一个力。图3－4－1 1．一件行李重为G，被绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，如图3－4－2所示，则以下说法错误的是()A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．物体对绳OA的拉力方向与F1方向相反，大小相等D．物体受到重力GOA绳拉力F1、OB绳拉力F2共三个力的作用图3－4－2 解析：F1和F2的合力的作用效果是把行李提起来，而G的作用效果是使行李下落，另外产生的原因(即性质)也不相同，故A错误；F1和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B正确；物体对绳OA的拉力与拉物体的力F1是相互作用力，等大反向，不是一个力，故C项正确；合力F是为研究问题方便而假想出来的力，实际上不存在，应与实际受力区别开来，故D项正确。答案：A (1)共点力：如果一个物体受到两个或更多力的作用，这些力共同作用在物体的上或者虽不作用在同一点上，但它们的交于一点，这样的一组力叫做共点力。(2)力的合成的平行四边形定则只适用于。[自学教材]同一点延长线共点力 [重点诠释]求共点力的合力的两种方法1．作图法作图法就是用作图工具根据平行四边形定则作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体操作流程如下： 图3－4－3 图3－4－4 2．如图3－4－5所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200N，二力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力。图3－4－5 答案：346.4N，方向与F1、F2的夹角均为30°。 [例1]将两个大小不变的力F1、F2合成为F，则可以肯定()A．F和F1、F2都是物体同时受到的力B．F单独作用与F1和F2共同作用的效果相同C．F一定等于F1＋F2D．F的大小不能小于F1、F2中的最小者 [思路点拨]合力与分力是“等效代替”的关系。要判断合力与分力的大小关系，只要画出力的平行四边形，根据对角线和两邻边的长短关系判断。[解析]合力代替两个力、产生效果相同，只“代替”而不是“共存”，A错，B对。在平行四边形中，根据两邻边长短的不同及其夹角的不同，对角线长度可能大于两邻边、小于两邻边、等于其中一个邻边、或比一个邻边大比另一个邻边小，所以合力大于分力、小于分力、等于分力都是可能的。故C、D错。[答案]B 合力与分力具有等效替代关系，但合力与分力不是同时存在的，即对于几个已知的分力而言合力并非真实存在，也无性质可言；反之对于一个已知力的分力也不真实存在，也无性质可言。因此不能认为物体在受到分力作用的同时还受到合力的作用。［借题发挥］ 1．以下关于分力和合力的关系的叙述中，正确的是()A．合力和它的两个分力同时作用于物体上B．合力的大小等于两个分力大小的代数和C．合力一定大于它的任一个分力D．合力的大小可能等于某一个分力的大小 解析：分力与合力是等效替代关系，“替代”即指不是同时存在，故A错；合力与分力满足平行四边形定则，则由平行四边形定则知|F1－F2|≤F≤F1＋F2，一般F＜F1＋F2，只有当两分力同向时才满足F＝F1＋F2，故B错；合力可以小于它的两个分力，如图甲所示，合力大小也可能等于某个分力的大小，如图乙所示，故D正确，C错误。答案：D 图3－4－6 [审题指导]求解本题应注意以下三点：(1)BC段和BD段绳子上的拉力大小相等；(2)滑轮受到绳子的作用力有两个，并确定出方向。(3)应用平行四边形定则求合力。 [解析]本题考查合力的计算，关键是明确绳子拉力的夹角是120°。如图所示。以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的拉力是F＝mg＝100N，故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向，大小都是100N。从图中看出，∠CBD＝120°，∠CBE＝∠DBE，得∠CBE＝∠DBE＝60°，即△CBE是等边三角形，故F合＝100N。[答案]C (1)由于BC段和BD段是同一根绳，所以拉力大小相等，弹力的方向沿绳收缩的方向。(2)三角形的边角关系是求合力中常用的，必须熟练掌握。［借题发挥］ 2．如图3－4－7所示，物体受到4个力作用，它们分别分布在两条互相垂直的直线上，F1＝5N，F2＝8N，F3＝7N，F4＝11N，求它们的合力的大小。图3－4－7 答案：5N