衔接13 力的合成-2021年初升高物理无忧衔接（2019人教版）

衔接13：力的合成 目录 一、合力与分力………………………………………………………………01 二、力的合成…………………………………………………………………01 三、实验：验证力的平行四边形定则………………………………………04 精选练习 A组基础练……………………………………………………………………06 B组提高练……………………………………………………………………10 C组新题速递…………………………………………………………………14 一、合力与分力 1．合力与分力： 当一个物体受到几个力的共同作用时，如果这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那原来的几个力叫做这个力的分力。 二、力的合成 求几个力的合力的过程叫做力的合成。 1．合成法则：平行四边形定则或三角形定则． 2．同一直线上的力合成： 选定一个正方向，与正方向相同的力为正，与正方向相反的力为负．即可将矢量运算转化为代数运算求合力． 3．互成角度的两力F1、F2的合成 ①作图法：选定合适的标度，以F1、F2为两邻边作平行四边形，两邻边之间的对角线即为所求．根据标度，用刻度尺量出合力的大小，用量角器量出合力与任意分力的夹角φ． ②计算法：若以F1、F2为邻边作平行四边形后，F1、F2夹角为θ，如图所示，利用余弦定理得合力大小 合力F方向与分力F2的夹角φ 若θ=0°，则F = F1+F2 ； 若θ=90°，则 ； 若θ=180°，则F = |F1-F2|； 若θ=120°，且F1=F2，则F = F1=F2． 4．两种特殊情况下合力的计算方法 (1)夹角为θ的两个等大的力的合成，如图 (a)所示，作出的平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直的特点可求得合力F′＝2Fcoseq \f(θ,2)。 (2)夹角为120°的两个等大的力的合成，如图(b)所示，实际是图(a)的特殊情况，求得合力F′＝2Fcoseq \f(120°,2)＝F。 5．合力范围的确定 (1)两个共点力的合力范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2. (2)三个共点力的合成范围 ①最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax＝F1＋F2＋F3. ②最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力的最小值为零，即Fmin＝0；如果不能，则合力的最小值为Fmin＝F1－|F2＋F3|(F1为三个力中最大的力)． 6.多个共点力的合成方法 依据平行四边形定则先求出任意两个力的合力，再求该合力与第三个力的合力，依次类推，求完为止．也可以先正交分解后合成的方法． 7．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。 小试牛刀： 例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 【答案】D 【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。 例2：一件行李重为G，被绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，如图所示，则以下说法错误的是(　　) A．F1、F2的合力是G B．F1、F2的合力是F C．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 【答案】A 【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。 三、实验：验证力的平行四边形定则 1、实验目的 (1)练习用作图法求两个力的合力。 (2)验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则。 2、实验原理 (1)若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉至相同长度，即力F′与F1、F2的共同作用效果相同，那么F′为F1、F2的合力。 (2)