2014秋《全优课堂》(配粤教版,必修1)物理同步导学：第三章研究物体间的相互作用第4节概述.ppt

第四节　力的合成与分解 1．关于几个力与其合力，下列说法不正确的是(　　) A．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同 B．合力与原来那几个力同时作用在物体上 C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用 D．求几个力的合力遵循平行四边形定则 【答案】B 【解释】合力与分力是“等效替代”的关系，即合力的作用效果与几个分力共同作用时的作用效果相同，合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果，不能认为合力与分力同时作用在物体上，所以A、C正确，B不正确；求合力应遵循平行四边形定则，所以D正确． 2．(双选)一个重20 N的物体沿着斜面下滑，如下图所示，关于物体所受重力的图示不正确的是(　　) 【答案】BC 【解释】重力的方向总是竖直向下即垂直于水平面向下，不一定与接触面垂直；另外，选取不同的标度，力的图示会有所不同．根据上述原则可知A、D图示正确，B、C则不正确． 3．关于合力的下述说法中正确的是(　　) A．合力的性质与原来分力性质相同 B．合力与原来的分力间的关系是等效替代关系 C．合力总比分力大 D．合力总比一个分力大，比另一个分力小 【答案】B 【解释】在力的合成中，合力并不是一个真实存在的力，找不到合力的施力物体，合力与分力的概念是建立在效果相同即所谓的等效的基础上的，因此，合力也就没有性质的问题．合力这个“合”字的意义不是代数中的“和”，合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力，一般地|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|. 一、力的平行四边形定则 1．定则：如果用表示两个共点力的线段为________作一个平行四边形，则这两个邻边之间的________就表示合力的大小和方向，这就是力的平行四边形定则． 2．作用：平行四边形定则应用于________和分力的计算，也可用于其他________的合成和分解的计算． 二、合力的计算 1．直接应用平行四边形定则，由分力根据标度作出平行四边形，然后由________的长度和标度根据比例求出合力的大小，由量角器量得合力的方向． 2．应用三角形的几何或函数关系，由平行四边形定则作出由分力与合力所构成的平行四边形中的三角形．根据数学中的几何及函数关系，求出合力的大小以及合力与某一个分力间的夹角． 三、分力的计算 1．分力的计算是合力运算的逆运算． 2．在进行力的分解时，一般先根据力的作用效果来确定分力的方向，再依据平行四边形定则或三角函数关系计算分力的大小． 　思考：合力一定比分力大吗？ 不一定．力的合成遵循平行四边形定则，并不是说两个分力的和才等于合力，有可能两分力之差等于合力，甚至两个分力的合力有可能为零. 1．合力与分力间的大小关系 (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3－4－2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|FF1＋F2.因此合力大小的范围是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2. 特别提醒：(1)若三个共点力F1、F2、F3的合力为F，设F1≤F2≤F3.显然，当三个力方向相同时，合力F最大，Fmax＝F1＋F2＋F3. (2)若三个力中任何一个力在另外两个力的合力的变化范围内，则合力F最小值为零，Fmin＝0；若三个力中任何一个力不在另外两个力的合力的变化范围内，则当F1与F2方向相同且与F3方向相反时，合力F最小，Fmin＝|F3－(F1＋F2)|. 2．合力的求解方法 (1)作图法：要选取统一标度，严格作出力的图示以及平行四边形，用统一标度去度量作出的平行四边形的对角线，求出合力的大小，再量出对角线与某一分力的夹角，求出合力的方向． (2)计算法：设共点力F1、F2的夹角为θ，作出力的合成示意图(如图3－4－3)，则F的大小等于OC的长度所对应的力的大小，F的方向与F1成α角．由图可看出，OC是平行四边形OACB的一条对角线，OC又是三角形OAC的一条边．可见，一旦作出了力的合成示意图，就将求解合力的物理问题转化成数学的几何问题了． 【例1】 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上(如图3－4－6)．如果钢丝绳与地面的夹角∠A＝∠B＝60°，每条钢丝绳的拉力都是300 N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力． 解析：解法一：作图法． 自O点引两条有向线段OC和OD，夹角为60°.设定每单位长度表示100 N，则OC和OD的长度都是3个单位长度，作出平行四边形OCED，其对角线OE就表示两个拉力F1、F2的合力F，量得OE长为5.2个单位长度． 所以合力F＝100×5.2 N＝520 N. 用量角器量得∠COE＝∠DOE