内容正文:
第四节 力的合成
物理
[课标引领]
学业质量水平要求
合格考 1.能区分合力和分力,知道他们的作用效果相同.
2.形成力的合成的概念,会用平行四边形定则求合力.
选择考 1.会区分合力和分力,知道等效替代法.
2.会用三角形知识计算共点力的合力.
物理
基础探究
合作探究
课堂小结
物理
基础探究
一、合力和分力
情境化导学
形成概念,掌握新知
问题情境
如图所示,一个成年人或两个孩子均能提起相同质量的一桶水,那么该成年人用的力与两个孩子用的力作用效果是否相同?二者能否等效替代?
答案:效果相同,能等效替代.
物理
1.概念
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 ,那么这个力与另外几个力 ,可以相互替代,这个力就称为另外几个力的 ,另外几个力称为这个力的 .
2.关系
合力和分力的相互替代是一种 .
相同
等效
合力
分力
等效替代
物理
二、力的合成方法 合力的计算
问题情境
如图所示,两人同拉一辆车,每人用力的大小都是100 N,那么是不是不管这两个力的方向如何,这两个力的合力都是200 N呢?当这两个力同向或者反向时,你觉得合力应该是多大?如果这两个力的方向既不同向也不反向而是有一个夹角,你有什么办法可以找到这两个力的合力?
答案:不是,力是矢量,不能直接加减.同向时合力为 200 N,反向时合力为0.用一个力作用在车上,如果产生的作用效果与这两个力共同作用时相同,则这个力就是这两个力的合力.
物理
1.力的合成
求几个力的 的过程叫作力的合成.
2.力的合成方法
如果以表示两个分力的线段为 作平行四边形,这两个邻边之间的
就表示合力的大小和方向,如图所示,这就是求合力的平行四边形定则.平行四边形定则可应用于合力的计算,其他 的合成同样也遵循平行四边形定则.
合力
邻边
对角线
矢量
物理
思考与自测
1.判断正误.
(1)合力与分力同时作用在一个物体上.( )
×
(2)由力的平行四边形定则可知,合力可能小于分力.( )
(3)合力产生的效果与分力共同作用产生的效果一定相同,因此可以用合力代替分力.( )
√
√
物理
2.两个人共同拉着一辆车在平直的公路上匀速前进
答案:(1)不对.
(1)“车同时受到这两个人的拉力和他们的合力作用”,这句话对吗?
(1)“车同时受到这两个人的拉力和他们的合力作用”,这句话对吗?
答案:(2)夹角小些省力.
物理
3.某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2 N,请利用平行四边形定则求出两力的合力F的大小.
答案:以F1和F2为邻边作平行四边形,如图所示.
其对角线表示合力F,由图可知,F=12 N.
物理
合作探究
探究点一 合力与分力的关系
问题情境
用硬纸板剪出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),如图所示.其中AB表示一个分力,AD表示另一个分力,AC表示合力.
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.
突破要点,提升关键
(1)改变∠BAD的大小,观察两分力间的夹角变化时合力大小如何变化?
物理
答案:(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为|F1-F2|≤F≤F1+F2.例如F1=5 N,F2=5 N,合力0≤F≤10 N,合力F的最小值为0,比任何一个分力都小.
(2)合力一定大于其中一个分力吗?
用硬纸板剪出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),如图所示.其中AB表示一个分力,AD表示另一个分力,AC表示合力.
物理
归纳拓展
1.合力与分力的三性
物理
2.合力与分力的大小关系
最大 F1、F2同向,F合=F1+F2
最小 F1、F2反向,F合=|F1-F2|
合力与分力的大小关系 |F1-F2|≤F合≤F1+F2
合力与两分力夹角θ的关系
θ越大,F越小
3.注意:在力的合成中分力是实际存在的,每一个分力都有对应的施力物体,而合力没有与之对应的施力物体.
物理
[例1] (2021·广东江门测试)若两个共点力F1,F2的合力为F,下列说法错误的是( )
A.合力F可能大于任何一个分力
B.合力F的大小可能等于F1,也可能等于F2
C.合力F有可能小于任何一个分力
D.合力F的大小随F1,F2间夹角的增大而增大
D
解析:合力F可能大于任何一个分力,选项A正确,不符合题意;合力F的大小可能等于