歡迎進(jìn)入物理課堂 第二章 第5節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 考向二 考向三 應(yīng)用創(chuàng)新演練 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 知識(shí)點(diǎn)三 1 一個(gè)力的作用效果 跟幾個(gè)力共同作用的效果相同 就稱這個(gè)力為那幾個(gè)力的合力 2 求幾個(gè)力的合力叫做力的合成 3 如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形 那么合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來 這叫做力的平行四邊形定則 4 如果幾個(gè)力同時(shí)作用在物體的同一點(diǎn)或者它們的作用線相交于同一點(diǎn) 則這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力 力的合成 自學(xué)教材 1 合力與分力如果力F的作用效果與力F1和F2共同作用的效果相同 我們就稱F為F1和F2的合力 F1和F2為F的分力 2 力的合成 1 定義 求幾個(gè)力的的過程 2 實(shí)質(zhì) 力的合成是一種的方法 即用一個(gè)力去替代幾個(gè)共同作用的力 替代后產(chǎn)生的作用效果與原來相同 合力 等效替代 3 共點(diǎn)力作用于物體上同一點(diǎn) 或者力的相交于同一點(diǎn)的幾個(gè)力 作用線 重點(diǎn)詮釋 1 合力與分力的等效性合力的作用效果與分力的共同作用效果相同 它們?cè)谛Ч峡梢韵嗷ヌ娲?2 合力與分力的同體性用于求合力的各個(gè)分力必須是作用在同一物體上的力 作用在不同物體上的力是不能求合力的 求得的合力也作用在分力作用的物體上 3 合力與分力的瞬時(shí)性各個(gè)分力與合力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 某個(gè)分力變化了 合力也同時(shí)發(fā)生變化 1 關(guān)于幾個(gè)力與其合力 下列說法正確的是 A 合力的作用效果跟原來那幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同B 合力與原來那幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上C 合力的作用可以替代原來那幾個(gè)力的作用D 求幾個(gè)力的合力遵循力的平行四邊形定則 解析 合力與分力是 等效替代 的關(guān)系 即合力的作用效果與幾個(gè)分力共同作用時(shí)的作用效果相同 合力的作用效果可以替代這幾個(gè)分力的作用效果 不能認(rèn)為合力與分力同時(shí)作用在物體上 所以A C正確 B不正確 求合力應(yīng)遵循力的平行四邊形定則 所以D正確 答案 ACD 實(shí)驗(yàn) 探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律 自學(xué)教材 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄亢狭εc分力的關(guān)系 2 實(shí)驗(yàn)原理利用等效替代法 將橡皮條筋一端固定 另一端用兩個(gè)力F1 F2拉 使其伸長一定長度 再用一個(gè)力F作用于橡皮筋的同一點(diǎn) 使其沿同一方向伸長同樣的長度 那么F與F1 F2的作用效果相同 若記下F1 F2的大小和方向 畫出各個(gè)力的圖示 就可以研究F與F1 F2的關(guān)系了 3 實(shí)驗(yàn)器材白紙 木板 橡皮筋 細(xì)繩 刻度尺 彈簧測(cè)力計(jì) 鉛筆 滑輪 若干 圖釘 若干 4 實(shí)驗(yàn)步驟 1 在水平放置的圖板上固定一張白紙 將橡皮筋的一端固定在圖板上的K點(diǎn)處 橡皮筋的自然長度為KE 如圖2 5 1 a 所示 2 讓橡皮筋在互成120 的兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的共同作用下沿KE方向由E點(diǎn)伸長至O點(diǎn) 此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1和F2 做出F1和F2的圖示 如圖 b 所示 撤去F1和F2 用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)直接拉著橡皮筋沿KE伸長到O點(diǎn) 此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F 如圖 c 所示 在同一張紙上作出F的圖示 3 改變F1和F2的大小和方向 重復(fù)上述的實(shí)驗(yàn)和作圖 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形 那么合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來 這叫做力的平行四邊形定則 重點(diǎn)詮釋 1 共點(diǎn)的兩個(gè)力F1 F2的合力F的大小與它們的夾角 有關(guān) 夾角 越大 合力越小 夾角 越小 合力越大 F1與F2同向時(shí)合力最大 F1與F2反向時(shí)合力最小 合力大小的取值范圍是 F1 F2 F F1 F2 2 三個(gè)共點(diǎn)力的合成 三個(gè)力共線且同向時(shí) 其合力最大 為F1 F2 F3 最小值 a 當(dāng)其中兩個(gè)較小分力之和F1 F2大于等于第三個(gè)分力F3時(shí) 合力F最小值為零 即Fmin 0 b 如果其中兩較小分力之和F1 F2 F3時(shí) 合力最小值Fmin F3 F1 F2 合力的取值范圍Fmin F Fmax 2 作用在某物體上的兩個(gè)力 大小分別為6N和8N 則它們的合力最大值和最小值分別是 A 14N和2NB 14N和0C 48N和2ND 48N和0解析 當(dāng)兩個(gè)力同向時(shí) 合力最大 Fmax F1 F2 14N 當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí) 合力最小 Fmin F2 F1 2N 故選項(xiàng)A對(duì) 答案 A 互成直角的兩個(gè)力的合成 圖2 5 2 2 求多個(gè)共點(diǎn)力的合力的方法先求任意兩個(gè)力的合力 再求這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力 依次進(jìn)行 最終求得全部共點(diǎn)力的合力 3 矢量合成規(guī)律矢量既有又有 在合成時(shí)都遵循平行四邊形定則 大小 方向 自學(xué)教材 重點(diǎn)詮釋 1 兩種特殊情況下合力的計(jì)算方法 圖2 5 3 2 力的三角形作圖法三角形定則 在求共點(diǎn)力的合成時(shí) 有時(shí)為了方便 往往使用三角形定則 而不是使用平行四邊形定則 例如 將如圖2 5 4甲中的兩個(gè)力F1和F2用平行四邊形定則合成為合力F時(shí) 將F1始端平移到F2的末端形成圖乙 這樣F1和F2與合力F圍成一個(gè)閉合的三角形 圖2 5 4三角形定則是平行四邊形定則的延伸和推廣 在實(shí)際應(yīng)用中有著特殊的作用 比如求極值 判斷三力是否構(gòu)成合力 分力關(guān)系等 圖2 5 5 3 如圖2 5 5所示 物體受到大小相等的兩個(gè)拉力的作用 每個(gè)拉力均為200N 二之間的夾角為60 求這兩個(gè)拉力的合力 答案 346 4N 方向與F1 F2的夾角均為30 對(duì)合力與分力關(guān)系的理解 例1 關(guān)于合力與分力的說法中 正確的是 A 合力與分力同時(shí)作用在物體上B 分力同時(shí)作用于物體時(shí)共同產(chǎn)生的效果與合力單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的效果是相同的C 合力可能大于分力的大小 也可能小于分力的大小D 合力與分力是一對(duì)平衡力 思路點(diǎn)撥 解答該題應(yīng)注意以下三點(diǎn) 1 合力與分力具有同體性 2 合力與分力具有等效性 3 合力隨兩分力夾角的增大而減小 解析 合力的作用效果與它的分力共同的作用效果相同 它們并不是同時(shí)作用在物體上 如當(dāng)物體受到合力作用時(shí) 分力則是按效果命名的 沒有施力物體 是不存在的 如幾個(gè)分力是同時(shí)作用在物體上的 則合力是按效果得出的 也不是物體受到的 是不存在的 更談不上是平衡力 A D項(xiàng)錯(cuò)誤 B項(xiàng)正確 兩分力大小一定時(shí) 分力間的夾角越大 合力越小 在夾角未定的情況下 合力與分力的大小關(guān)系不能確定 C項(xiàng)正確 答案 BC 借題發(fā)揮 合力與分力是一種等效替代的關(guān)系 合力的大小一般不等于兩個(gè)分力的大小之和 合力的大小可能大于每個(gè)分力的大小 也可能小于每一個(gè)分力的大小 還可以與某一個(gè)分力大小相等 1 如圖2 5 6所示 完全相同的兩個(gè)吊燈 左邊的吊燈只受一個(gè)A繩拉力的作用 右邊的吊燈受到B繩和C繩的共同作用 兩燈均處于靜止?fàn)顟B(tài) 則下列說法正確的是 圖2 5 6 A A繩對(duì)燈的拉力與燈重力是等效的B B C兩繩對(duì)燈的拉力與A繩對(duì)燈的拉力等效C B繩對(duì)燈的拉力和C繩對(duì)燈的拉力可以看做A繩對(duì)燈拉力的分力D A繩的拉力等于B繩的拉力和C繩的拉力的和 解析 A繩產(chǎn)生的效果是使燈吊在空中 B C兩繩產(chǎn)生的效果也是使燈吊在空中 所以A繩的拉力和B C繩的拉力是等效的 可以相互替代 B C兩繩的拉力可以看做A繩拉力的分力 而A繩拉力可以看做B C兩繩拉力的合力 答案 BC 合力大小的計(jì)算 圖2 5 7 例2 楊浦大橋是繼南浦大橋之后又一座跨越黃浦江的我國自行設(shè)計(jì)建造的雙塔雙索面迭合梁斜拉橋 如圖2 5 7所示 挺拔高聳的208米主塔似一把利劍直刺穹蒼 塔的兩側(cè)32對(duì)鋼索連接主梁 呈扇面展開 如巨型琴弦 正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲 假設(shè)斜拉橋中某對(duì)鋼索與豎直方向的夾角都是30 每根鋼索中的拉力都是3 104N 那么它們對(duì)塔柱形成的合力有多大 方向如何 思路點(diǎn)撥 解析 把兩根鋼索的拉力看成沿鋼索方向的兩個(gè)分力 以它們?yōu)猷忂叜嫵鲆粋€(gè)平行四邊形 其對(duì)角線就表示它們的合力 由對(duì)稱性可知 合力方向一定沿塔柱豎直向下 下面用兩種方法計(jì)算這個(gè)合力的大小 法一 作圖法 如圖甲所示 自O(shè)點(diǎn)引兩根有向線段OA和OB 它們跟豎直方向的夾角都是30 取單位長度為1 104N 則OA和OB的長度都是3個(gè)單位長度 量得對(duì)角線OC長為5 2個(gè)單位長度 所以合力的大小為F 5 2 1 104N 5 2 104N 答案 5 2 104N方向豎直向下 借題發(fā)揮 求解兩力夾角為特殊角時(shí)的合力是常見題目 1 用作圖法求合力時(shí) 須嚴(yán)格用同一標(biāo)度作出力的圖示 作出規(guī)范的平行四邊形 2 用計(jì)算法求合力時(shí) 只須作出力的示意圖 對(duì)平行四邊形的作圖要求也不太嚴(yán)格 重點(diǎn)是利用數(shù)學(xué)方法求解 2 兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1和F2 當(dāng)它們的夾角為90 時(shí) 合力大小為F 如果它們的夾角為60 時(shí) 合力為多大 求多個(gè)力的合力 例3 物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)三個(gè)共點(diǎn)力的作用 下列幾組力的合力不可能為零的是 A 5N 7N 8NB 5N 2N 3NC 1N 5N 10ND 10N 10N 10N 思路點(diǎn)撥 先判斷任意兩個(gè)力的合力范圍 若第三個(gè)力在這個(gè)范圍內(nèi) 則這三個(gè)力的合力即可能為零 解析 三力合成 若前兩個(gè)力的合力可與第三個(gè)力大小相等 方向相反就可以使這三個(gè)力合力為零 只要使其第三個(gè)力在其他兩個(gè)力合力范圍內(nèi) 就可能使合力為零 即第三個(gè)力F3滿足 F1 F2 F3 F1 F2 分析選項(xiàng)A B C D各組力中前兩個(gè)力合力范圍 只有C中的三個(gè)力不滿足上述關(guān)系 即選項(xiàng)C中的三個(gè)力的合力不可能為零 答案 C 借題發(fā)揮 1 無論物體受多少個(gè)力作用 所有力同向作用時(shí) 物體所受合力最大 2 如果多個(gè)力的合力能為零 則合力的最小值為零 3 若多個(gè)力的合力不能為零 則最大的力與其余力同向時(shí)的合力之差 即為合力的最小值 3 已知三個(gè)分力的大小依次為3N 5N 9N 關(guān)于這三個(gè)分力的合力大小 下面給出了四個(gè)值 0N 1N 5N 18N 其中可能的是 A 只有 B 只有 C 只有 D 只有 解析 如果這三個(gè)力中任意兩個(gè)力的和大于第三個(gè)力 則合力的范圍是 0 F F1 F2 F3 如果這三個(gè)力中兩個(gè)最小的力的和小于第三個(gè)力 則合力的最小值不可能為零 3N 5N 9N 因此 不可能 3N 5N 9N 17N為最大值 錯(cuò) 答案 A 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全