第14讲 力的合成-【帮课堂】2021-2022学年高一物理同步精品讲义（粤教2019必修第一册）

第14讲 力的合成 课程标准 课标解读 1.知道合力、分力的概念，及合力和分力的等效替代关系. 2.知道什么是力的合成. 3.能用实验探究两个互成角度的力的合成方法． 1.熟练掌握力的合成所遵循的平行四边形定则. 2.会用作图法和计算法求合力． SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01合力与分力　力的合成 1．合力与分力：如果一个力产生的效果与另外几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力与另外几个力等效，可以相互替代，这个力就称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力． 2．力的合成 求几个力的合力的过程叫作力的合成． 【即学即练1】 1．如图，两个力F1、F2大小恒定，当图中夹角θ从120°逐渐减小到60°的过程中，合力（　　） A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【即学即练2】 2．如图所示，F1、F2为有一定夹角的两个力，L为过O点的一条直线，当L取什么方向时，F1、F2在L上的分力之和最大（　　） A．F1、F2合力的方向 B．F1、F2中较大力的方向 C．F1、F2中较小力的方向 D．任意方向均可 知识点02 实验：探究两个互成角度的力的合成方法 1．实验仪器 力的关系探究装置、弹簧测力计(两个)、三角板、刻度尺、铅笔． 2．实验思路 (1)合力F′的确定：一个力F′可以使汇力圆环与平板上的定位圆重合，两个力F1、F2共同作用，也能使汇力圆环与平板上的定位圆重合，则F′与F1和F2共同作用效果相同，则F′是F1和F2的合力． (2)合力F与分力F1、F2的关系：作出力F1、F2及F的图示，提出猜想，进行验证． 3．实验步骤 (1)如图1所示，将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端． 图1 (2)如图2(a)所示，分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端，沿任意两条射线方向拉细绳，使汇力圆环与平板上的定位圆重合．用铅笔在平板上记下这两个拉力的大小和方向． 图2 (3)如图(b)所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，同样使汇力圆环与平板上的定位圆重合，用铅笔在平板上记下这个拉力的大小和方向． (4)在平板上用力的图示法作出三个力，如图3所示，观察这三个力所构成的几何图形． 图3 (5)改变第(2)步中两个拉力的大小和方向，重复上述实验步骤． (6)得出结论：如果以表示两个分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表示合力的大小和方向，这就是求合力的平行四边形定则． 4．注意事项 (1)汇力圆环位置 每次实验中均使汇力圆环与平板上的定位圆重合，判断是否重合时，视线要与板面垂直． (2)拉力 ①用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；②应使橡皮筋、弹簧测力计和汇力圆环位于与平板平行的同一平面内． (3)作图 ①在同一次实验中，选定的比例要相同； ②所作的图要尽量大些． ③严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力． 5．误差分析 (1)弹簧测力计使用前没校零会造成误差． (2)实验时弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力存在会造成误差． (3)两次测量拉力时，汇力圆环没有拉到与定位圆重合会造成偶然误差． 【即学即练3】 3．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”、“验证力的平行四边形定则"的实验中，经常采用下图的实验装置。关于这两个实验的说法，正确的是（　　） A．“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，应将弹簧放置水平桌面测量原长 B．“验证力的平行四边形定则”实验体现了“控制变量”的物理思想 C．“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，弹簧的弹力可由所挂钩码的重力求出 D．“验证力的平行四边形定则”实验中，利用平行四边形定则作出的合力一定沿着AO方向 【即学即练4】 4．如图所示，在“探究求合力的方法”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．做实验时，拉线方向应与板面平行 B．两把弹簧秤拉细绳套的夹角一定要保持 C．用两把弹簧秤拉细绳套的夹角越大越好 D．用两把弹簧秤拉细绳套，使结点O拉到某一确定位置后，只要记录两弹簧秤的示数即可 知识点03 平行四边形定则 1．平行四边形定则：以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线表示合力的大小和方向，如图4所示，F表示F1与F2的合力． 图4 2．矢量(填“标量”或“矢量”)的合成遵循平行四边形定则． 【知识拓展1】 两分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，随θ的减小而增大． (1)两分力同向(θ＝0)时，合力最大，F＝F1＋F2，合力与分力同向． (2)两分力反向(θ＝180°)时，合力最小，F＝|F1－F2|，合力的方向与较大的一个分力的方向相同． (3)合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2. 合力可能大于某一分力，可能小于某一分力，