3.4 力的合成（课件+练习）-2019-2020学年高一物理必修一【创新教程】微点特训（人教版）

第4节　力的合成 在上海黄浦江上矗立着一座我国著名的双塔双索面叠合梁斜拉桥——杨浦大桥．大桥全长7 658 m,602 m长的主桥犹如一道横跨黄浦江的彩虹．挺拔高耸的208 m主塔似一把利剑直刺苍穹，塔的两侧有32对钢索连接桥梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲． 那么，是什么力量拉起这么重的桥体呢？ 提示：其设计原理就是我们这一节要学习的知识．从等效的物理思想提出合力，分力的概念，然后实验探究两个力合成时所遵循的法则——平行四边形定则． 1．能从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的物理思想． 2．能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍法则．(重点) 3．会用作图法和计算法求共点力的合力．(重点) 4．知道合力大小与分力夹角的关系．(难点)[来源:Zxxk.Com] 一、合力与分力 如果一个力作用在物体上产生的　效果 跟几个力共同作用在物体上产生的　效果 相同，则这个力叫做那几个力的　合力 ，那几个力叫做这个力的　分力 ． 易错点津　合力与分力是等效替代的关系，不是同时存在的． 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．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，再求出这个合力与　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：指作用在物体的　同一点上 或者　延长线 交于一点的几个力． 2．力的合成的平行四边形定则的适用：只适用于　共点力 ． 点拨：(1)共点力一定作用在同一个物体上，不一定作用在同一个作用点上． (2)静止的物体受到的作用力可能是共点力，也可能是平行力． 易错点津　(1)平行四边形定则只适用于共点力的合成；非共点力不能用平行四边形定则合成． (2)平行四边形定则是一切矢量合成的普遍适用定则，如：速度、加速度、位移、力等的合成. [要点一]　对合力和分力关系的正确理解 1．正确理解合力与分力的关系 (1)合力与分力是一种等效替代的关系，即分力与合力虽然不同时作用在物体上，但可以相互替代，能够相互替代的条件是分力和合力的作用效果相同，但不能同时考虑分力的作用与合力的作用． (2)两个力的作用效果可以用一个力替代，进一步想，满足一定条件的多个力的作用效果也可由一个力来替代． 2．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． (2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体，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． [例1]关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　) A．合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同 B．两力F1、F2一定是同种性质的力 C．两力F1、F2一定是同一个物体受到的力[来源:学#科#网] D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力 [解析]　AC　[只有同一个物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成．合力是对原来几个分力的等效替代，两力可以是不同性质的力，分析物体的受力时，合力与分力不能同时存在．所以选项A、C正确．] 1．关于力的合成，下列说法中正确的是(　　) A．一个物体受两个力的作用，求出它们的合力，物体便受到三个力的作用 B．如果一个力的作用效果与几个力的作用效果相同，这个力就是那几个力的合力 C．不同性质的力，不能进行合成 D．某个力与其他几个力使物体发生的形变相同，这个力就是那几个力的合力 解析：BD　[合力与分力是等效替代关系，合力产生的效果与分力共同作用的效果相同，不涉及性质问题，故B、D对．] [要点二]　求合力的方法 1．作图法：作图法就是根据平行四边形定则作出标准的平行四边形，然后根据图形用测量工具确定出合力的大小、方向，具体操作流程如下： 2．计算法：可以根据平行四边形定则作出示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力．以下为求合力的两种常见情况：[来源:学,科,网] (1)相互垂直的两个力的合成(即α＝90°)：F合＝，F合与F1的夹角正切值tan β＝，如图所示． (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，F合与每一个分力夹角为，如图所示，若α＝120°，则F合＝2Fcos ＝F，即合力大小等于分力大小． [特别提醒]　(1)在同一个图上的各个力，必须采用同一标度，并且所选力的标度的比例要适当． (2)作图法和计算法是矢量运算的通用法