2019学年高一物理同步精品课堂(提升版)：(讲)专题3.4力的合成(原卷版)

1、2019 学年新物理人教版必修 1 同步精品课堂第三章相互作用3.4 力的合成知识点一、合力与分力一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力，原来的几个 力叫做分力。在实际问题中，我们就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。而不是物体又 多受了一个合力。合力与分力的相关性（1 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。（2 2）同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体，作用在不同物体上的 力不能求合力。（3 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。【典型例题】【例题

2、 1 1】（多选）关于 F Fi、F F2及它们的合力 F F，下列说法正确的是（）（）A A .合力 F F 定与 F F2共同作用产生的效果相同B B .两力 F F1、F F2一定是同种性质的力C C .两力 F F1、F F2一定是同一个物体受到的力D D .两力 F F1、F F2与 F F 是物体同时受到的三个力【针对训练】（多选）如图，一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水，则下列说法正确的是（）（）A.A. 大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力B.B. 大人拉力一定等于两个小孩拉力大小之和C.C.两个小孩两手臂夹角B越大，则拉力越小D.D.两个小孩两手臂夹角B越大，则

3、拉力越大知识点二、实验：验证力的平行四边形定则1.1.实验目的(1)(1) 验证两个力合成时的平行四边形定则。(2)(2) 通过验证力的平行四边形定则，培养用图象法处理实验数据并得出结论的能力。2 2实验原理若某个力 FF的作用效果与两个力F F2的共同作用效果都能使橡皮条伸长到同一点，则FF为F F1和 F F2的合力，作出 F F 的图示，再根据平行四边形定则作出F Fi和 F F2的合力 F F 的图示，比较 FF、F F,分析在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同。即可验证平行四边形定则。3.3. 实验器材方木板、白纸、弹簧测力计( (两个) )、橡皮条、细绳套( (两个) )、

4、三角板、刻度尺、图钉( (若干) )、铅 笔。4.4. 实验步骤(1)(1) 钉白纸：用图钉把白纸固定在水平桌面上的方木板上。(2)(2) 拴绳套：用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A A 点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。(3)(3) 两个力拉：1通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到0 0 点( (如图所示) )。2用铅笔记下 0 0 点的位置，画下两条细绳的方向，并记下两个测力计的读数。(4)(4) 一个力拉：1只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置0 0。2记下测力计的读数和细绳的方向。重复：改变 F Fi和 F F2的夹角和大小，再做两次。5 5

5、数据处理(1)(1)理论值：在白纸上按比例从0 0 点开始作出两个弹簧测力计的拉力F Fi和 F F2的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F F。测量值：按同样的比例用刻度尺从0 0 点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F F的图示。相比较：比较 FF与用平行四边形定则求得的合力 F F 在实验误差允许的范围内是否相等。6 6 操作技巧及注意事项(1)(1) 正确使用弹簧测力计1弹簧测力计的选取方法：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧测力计在对 拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止。2弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用。3使用前要检

6、查指针是否在零刻度线上，否则应校正零位。4被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦。5读数时应正对、平视刻度。(2)(2) 实验注意事项1不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点 小些，以便准确地记录结点 0 0 的位置。2互成角度两个力的合力的变化，看橡皮条结点0 0 的位置变化，而在每次实验中橡皮条结点的位置一定不能改变。3经验得知两个分力 F1F1、F2F2 间夹角B越大，用平行四边形作图得出的合力F F 的误差也越大,所以实验中不要把0角取得太大，一般以不大于9090为最佳。橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的

7、挂钩应避免与纸面摩擦。4拉橡皮条的细线要长些，标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面，在细线 下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些。5作图要用尖铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格的几何方法作出平行四边形，图旁要画 出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向。【典型例题】【例题 2 2】某学习小组在“探究力的平行四边形定则”的实验中：(1)(1)其中的两个实验步骤分别是：A A.在水平放置的方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计 （弹簧测力计与方木板平面平行）互成角度地拉橡 皮条，使它与细

8、绳的结点到达某一位置 0 0 点，在白纸上用铅笔记下 0 0 点的位置和读出两个弹 簧测力计的示数 F Fi和 F F2B B.只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读 出此时弹簧测力计的示数 F F和记下细绳的方向。请指出以上步骤中的错误或疏漏：A A 中是_,B B 中是_。该学习小组纠正了 （1 1）中的问题后，某次实验中两个弹簧测力计的拉力 F Fi、F F2已在图中画出， 图中的方格每边长度表示 2N2N, 0 0 点是橡皮条的结点， 请用直角三角板严格作出合力 F F 的图示, 并求出合力的大小为_ N N。F、O、乙图是某同学在白纸上根据实验

9、结果作出的力的示意图，F F 和 F F 中_ 是 F Fi和 F F2合力的实际测量值。【针对训练】 将橡皮筋的一端固定在 A A 点，另一端拴上两根细绳，两根细绳分别连着一个量程为 5N5N、最小刻度为 0.10.1 N N 的弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O O 点时，两根细绳相互垂直，如下图所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。(1)(1)由图中可读得两个相互垂直的拉力大小分别是 _ N N 和_ N N。( (只需读到 0.10.1 N)N)在本题的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。知识点三、力的合成1.1.定义：求几个力的合力的过程或方法，叫做力的合成。思考与讨论

10、：(课本 6262 页)在图中，假如这桶水的重量是200200 N N，这两个孩子合力的大小一定也是200200 N N。那么，连个孩子用力的大小分别是Fi和 F F2，FI和 F F2这两个数值相加正好等于 200200 N N 吗？求合力的方法1 1.作图法(1)(1)用作图法求作用在同一点的两个互成角度的力的合力的程序1选取同一标度，用力的图示，从力的作用点起，分别作出两个分力F F2的图示；2以表示 F F1、F F2的线段为邻边作出平行四边形，从而得到两分力R R、F F2所夹的平行四边形的对角线，即表示合力 F F;3用刻度尺量出该对角线的长度，根据选取的标度计算合力的大小；再量出

11、对角线与某一分力的夹角，表示合力的方向；4当分力的个数多于两个时，可先作出任意两个分力的合力，再将这个合力依次与其他分力合成，最终求出所有分力的合力。特别提醒作图法求合力注意事项1分力、合力的作用点相同，切忌弄错表示合力的对角线；2分力、合力的比例要一致，力的标度要适当；3虚线、实线要分清，表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线，并加上箭头，平行四边 形的另两条边画虚线；4求合力时既要求出合力的大小，还要求出合力的方向，不要忘了用量角器量出合力与某一 分力间的夹角.2 2 计算法可以根据平行四边形定则作出示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力.以下为求合 力的几种特殊情况：(1)(1)相互

12、垂直的两个力的合成，如图所示.合力 F F = F F2+F2，合力 F F 与Fl夹角正切值 tantan 吐 乎.2.2.计算法(2)(2)夹角为/大小相等的两个力的合成，如上图所示.由几何知识可知图形为菱形，其对角 线垂直平分，则合力 F F= 2F20S2F20S 扌，方向沿 F F2的角平分线，与Fi的夹角为(3)(3)夹角为 120120。的两个大小相等的力的合成，如图所示.由几何知识得，对角线将平行四边形 分隔成两个等边三角形，故合力与分力大小相等，方向沿 F Fi、F F2夹角的平分线.合力与两个分力的关系1.1.0= 0 0寸，即 F Fl、F F2共线同方向：F F合=F

13、Fi+ F F2合力方向与两个力的方向相同2.2.0=180180 时，即 F Fi、 F F2共线反方向：F F合=| F Fi F F2丨合力方向与分力 F Fi、 F F2中较大的方向相同。3.3.夹角0越大，合力就越小：F F合随 F Fi和 F F2的夹角增大而减小4.4.合力的取值范围：|F FiF2|WF合WF+F25.5.F F合可能大于、等于、小于F Fi、F F2两个以上的力的合成 若两个以上的力作用在一个物体上时，如何求合力？先求出两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。特别提醒(1)(1) 作图时，合力、分

14、力要共点，实线、虚线要分清，标度要唯一且适当。(2)(2) 作图法和计算法均为矢量运算的通用方法。【典型例题】【例题 3 3】如图甲所示，为使电线杆稳定，在杆上加了两根拉线CACA 和 CBCB，若每根拉线的拉力都是 300300 N N，两根拉线间的夹角为 6060求拉线拉力的合力大小和方向.L00N【针对训练】 某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格边长表示 1N1N 的大小的力），该物体所受的合外力大小正确的是 （）（）丙T知识点四、共点力如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一 点上，但它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。课堂小结1