第三章相互作用3.4力的合成1解剖.doc

学案6　力的合成 [学习目标定位]　1.知道合力与分力的概念及力的合成的概念.2.理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则，会用平行四边形定则求合力，知道分力与合力间的大小关系.3.知道共点力的概念，会用作图法、计算法求合力． 一、合力与分力 如果一个力F产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，我们就称F为那几个力的合力，原来的几个力叫做分力． 二、力的合成 1．定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成． 2．力的平行四边形定则：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． 3．多力合成的方法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，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． 三、共点力 1．共点力：如果几个力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，那么这几个力叫做共点力． 2．力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力.一、力的合成 [问题设计] 1．如图1甲所示，把物块挂在一个弹簧测力计的下面，稳定时弹簧测力计的示数为F；如图乙所示，用两个弹簧测力计(方向不同)拉住同一物块，稳定时弹簧测力计示数分别为F1、F2.F与F1、F2有什么关系？F1、F2两个数值相加正好等于F吗？ 甲　　　　 乙 图1 答案　作用效果相同，可以等效替代．不等于． 2．做一做：按课本“实验”提供的“探究求合力的方法”，回答下列问题． (1)两次实验要把小圆环拉到同一位置，这体现了什么物理思想？ (2)严格按照力的图示法作出两分力F1、F2及它们的合力F.用虚线把合力F的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，所成的图形是什么图形？ 答案　(1)等效替代　(2)平行四边形． 3.用硬纸板剪成五个宽度相同的长条，其中四个两两长度分别相等，第五个较长些，然后用螺丝铆住(AE与BC、CD不要铆住)，如图2所示．其中AB表示一个分力，AD表示另一个分力，AC表示合力． (1)改变∠BAD的大小，观察两分力间的夹角变化时合力如何变化？ (2)合力一定大于其中一个分力吗？ 答案　(1)合力随着两分力间夹角的增大而减小，随着两分力间夹角的减小而增大．图2 (2)不一定．合力与分力的大小符合三角形三边的关系，由几何知识知，三角形两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，因此合力大小的范围|F1－F2|≤F≤F1＋F2.例如：F1＝5 N，F2＝4 N，合力1 N≤F≤9 N，合力F的最小值为1 N，比任何一个分力都小． [要点提炼] 1．合力与分力的相互关系 (1)等效性：合力与分力产生的效果相同，可以等效替代． (2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的．作用在不同物体上的力不能求合力． 2．力的合成遵守平行四边形定则．(如图3所示) 图3 3．合力与两分力的大小关系 两分力大小不变时，合力F随夹角α的增大而减小，随α的减小而增大． (1)F的最大值：当α＝0时，Fmax＝F1＋F2； (2)F的最小值：当α＝180°时，Fmin＝|F1－F2|； (3)合力大小的范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2. 注意　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． 二、求合力大小的方法 求共点力的合力一般有两种方法： 1．图解法 ―→―→―→ 2．计算法 可以根据平行四边形定则作出力的示意图，然后由几何关系求解对角线，其长度即为合力大小． (1)相互垂直的两个力的合成(即α＝90°)：F合＝，F合与F1的夹角的正切值tan β＝，如图4所示．图4 (2)两个等大的力的合成：平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F合＝2Fcos，如图5所示． 　 图5　　　　　　 图6 若α＝120°，则合力大小等于分力大小(如图6所示)． 三、共点力的平衡 1．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态． 2．受力特点：F合＝0. 3．共点力平衡的几条重要推论： (1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反． (2)三力平衡：①物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力与第三个力等大反向．②三个力可以构成首尾相连的矢量三角形． (3)多力平衡：物体受N个共点力作用处于平衡状态时，其中任意一个力与剩余N－1个力的合力一定等大反向． 一、合力与分力的关系 例1　关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是(　　) A．F大小随F1、F2间夹角的增大而增大 B．F大小随F1、F2间夹角的增大而减小 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 解析　合力随两分力间夹角的增大而减小，合力大小的范围为|F1－F2|≤F≤F1＋