内容正文:
4 力的合成
[学习目标]
1.知道合力、分力以及力的合成的概念。
2.理解合力与分力的关系,会用平行四边形定则求合力。
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突破·关键能力
检测·学习效果
实践应用
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物理
1.合力与分力:如果力F的作用效果与力F1和F2共同作用的效果 ,我们就称F为F1和F2的 ,F1和F2为F的 。
2.力的合成:求几个力的 的过程。
3.共点力:作用于物体上 ,或者作用在同一个物体上且力的作用线相交于 的几个力。
知识点一 几个力可以用一个力来替代
相同
合力
分力
合力
同一点
同一点
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1.平行四边形定则:如果用表示两个共点力F1和F2的线段为 作平行四边形,那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的 表示出来,如图所示。
知识点二 平行四边形定则
邻边
对角线
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2.三角形定则:把表示原来两个力的有向线段 相接,然后再从第一个力的 向第二个力的 画一条有向线段,这个有向线段就可以表示原来两个力的合力,如图所示。
3.二力合成:把力的平行四边形“压扁”,使它的各边在一条直线上, 这时它的“对角线”长度和指向就是 .
二力合成的情形。
首尾
始端
末端
同一
直线上
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1.思考判断
(1)合力与分力同时作用在同一物体上。( )
(2)由力的平行四边形定则可知,合力可能小于分力。
( )
(3)两个分力中当其中一个分力增大时,其合力一定增大。( )
√
×
×
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(4)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。( )
(5)作用于不同物体上的两个力,只要作用线交于一点,就可以进行力的合成。( )
√
×
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2.思维探究
如图,两位同学合作提起一桶水和老师单手提起一桶水的效果相同,谁的力是合力?谁的力是分力?
答案:老师的力是合力,两位同学的力是分力。
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物理
要点一 合力与分力的关系
如图甲所示,用两个弹簧测力计(方向不同)拉住物块,稳定时弹簧测力计示数分别为F1、F2;如图乙所示,把同一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。分析思考:
(1)F1、F2与F有什么关系?
答案:(1)作用效果相同,可以等效替代。
(2)F1、F2两个数值相加正好等于F吗?
答案:(2)不等于。
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1.合力与分力的关系
作用效果上是等效替代关系,因此在确定受力时,合力与分力不能同时存在。
2.合力与分力的特点
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3.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|
合力大小范围 |F1-F2|≤F合≤F1+F2
决定合力大小的因素 两分力夹角θ越大,F越小
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[例1] (多选)已知两个共点力的合力为F,现保持两力之间的夹角θ不变,使其中一个力增大,则( )
A.合力F一定增大
B.合力F的大小可能不变
C.合力F可能增大,也可能减小
D.当0°<θ<90°时,合力F一定减小
√
√
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解析:设两个共点力为F1、F2,F1、F2的夹角分两种情况。当0°<θ≤90°时,如图甲所示,合力随着其中一个力的增大而增大,D错误;当90°<θ≤180°时,如图乙所示,若F2增大,其合力先变小,后又逐渐增大,所以也可能大小相等,A错误,B、C正确。
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合力与分力的关系
(1)在效果上是等效替代关系。
(2)合力可以大于两个分力,可以大于其中一个分力,可以小于其中另一个分力,也可以小于或等于两个分力。
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[针对训练1] (多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则( )
A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍
B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 N
C.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变
D.若F1、F2中的某一个增大,F不一定增大
√
√
探究·