XX省专用学年高中物理第三章相互作用第节力合成讲义含解析新人教必修

XX省专用学年高中物理第三章互相作用第节力的合成讲义含分析新人教版必修XX省专用学年高中物理第三章互相作用第节力的合成讲义含分析新人教版必修PAGEXX省专用学年高中物理第三章互相作用第节力的合成讲义含分析新人教版必修第4节力的合成1.协力与分力产生的见效同样，拥有等效代替关系。2．求几个力的协力的过程叫做力的合成。3．两个力合成时，以表示这两个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代表合力的大小和方向，这个法例叫做平行四边形定章。4．两个分力F1、F2与其协力F的关系：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。5．共点力的两种情况：(1)几个力同时作用在物体的同一点；(2)它们的作用线订交于同一点。一、协力与分力协力与分力：当一个物体遇到几个力的共同作用时，可以求出这样一个力，这个力产生的作用见效跟本来几个力的共同作用见效同样，这个力就叫做那几个力的协力，本来的几个力叫做分力。二、力的合成1．定义求几个力的协力的过程。2．平行四边形定章两个力合成时，以表示这两个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代表协力的大小和方向。3．多个力的合成方法先求出随意两个力的协力，再求出这个协力跟第三个力的协力，直到把全部的力都合成进去，最后获得的结果就是这些力的协力。三、共点力1．定义：假如一个物体遇到两个或更多力的作用，这些力共同作用在物体的同一点上或许虽不作用在同一点上，但它们的延伸线交于一点，这样的一组力叫做共点力。2．力的合成的平行四边形定章只合用于共点力。1．自主思虑——判一判(1)协力F必定与分力F1、F2共同作用产生的见效同样。(√)(2)分力F1、F2必定是同种性质的力。(×)(3)分力F1、F2与协力F是物体同时遇到的三个力。(×)(4)协力有可能大于任何一个分力。(√)(5)协力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而减小。(√)2．合作研究——议一议(1)物体同时遇到协力与分力吗？协力与分力之间有如何的关系？提示：不是同时遇到。为了研究问题方便，我们经过力的合成，用协力代替分力。协力与分力是等效代替的关系。(2)运用平行四边形定章进行力的合成时，协力必定大于分力吗？提示：在运用平行四边形定章进行力的合成时，协力可能大于分力，也可能小于分力，还可能等于分力。协力与分力的关系1．对协力和分力的理解(1)同体性：各个分力作用在同一个物体上。作用在不同样物体上的力不可以求协力。(2)等效性：协力与分力产生的见效同样，可以等效代替。2．力的合成依据平行四边形定章以以下图，F表示F1与F2的协力。3．协力和分力的大小关系两分力大小不变时，协力F随两分力夹角θ的增大而减小，随θ的减小而增大。(1)当θ＝0时，F有最大值，Fmax＝F1＋F2；(2)当θ＝180°时，F有最小值，Fmin＝|F1－F2|；(3)协力大小的范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2。[典例]以下对于协力与分力的说法中错误的选项是()A．协力与分力同时作用在物体上B．分力同时作用于物体时共同产生的见效与协力独自作用时产生的见效是同样的C．协力可能大于分力，也可能小于分力D．当两分力大小不变时，增大两分力间的夹角，则协力必定减小[思路点拨]解答此题时需要掌握以下两点：(1)协力与分力作用见效同样，但不同样时作用在物体上；(2)协力与分力依据平行四边形定章。[分析]协力与分力的作用见效同样，它们其实不是同时作用在物体上，选项A错误，B正确；当两分力大小不变时，由平行四边形定章可知，分力间的夹角越大，协力越小，协力可能大于分力(如两分力间的夹角为锐角时)，也可能小于分力(如两分力间的夹角大于120°时)，选项C、D正确。[答案]A(1)协力与分力是等效代替关系，若二者分别作用在同一个物体上时，其作用见效同样，其实不是指物体同时遇到协力和分力的作用。(2)协力与分力的大小关系可利用平行四边形定章画出表示图分析。其大小关系为：协力的大小可能大于每个分力，也可能小于每个分力，还可能与某个分力相等。1．已知两个共点力大小分别为F1＝10N，F2＝20N，则这两个力的协力可能是()A．5NB．20NC．35ND．40N分析：选B由二力合成时协力范围为：|F1－F2|≤F≤F1＋F2知：F1＝10N与F2＝20N的协力最大值为30N，最小值为10N，B对。2．(多项选择)对两个大小不等的共点力进行合成，则()A．协力必定大于每个分力B．协力可能同时垂直于两个分力C．协力的方向可能与一个分力的方向相反D．两个分力的夹角在0°到180°之间变化时，夹角越小，协力越大分析：选CD不在同一条直线上的两个力合成时，依据平行四边形定章，故协力可能大于、小于或等于随意一个分力，故A错误；协力是两分力组成的平行四边形的对角线，而对角线不可以能同时垂直两个边，故B错误；当两分力方向相反时，则协力可以与一个分力的方向相反，故C正确；两个大小不变的力，其协力随两力夹角的减小而增大，故D正确。3.以以下图，一水桶上系有三条绳索a、b、c，分别用它们提起同样的水时，以下说法中正确的选项是()A．a绳受力最大B．b绳受力最大C．c绳受力最大D．三条绳索受力同样大分析：选C对水桶研究：遇到重力和绳索的两个拉力作用，依据均衡条件得悉：两个拉力的协力与重力均衡，大小等于重力，方向竖直向上。依据两个分力大小一准时，夹角增大，协力减小可知，两个拉力的协力必定，夹角越小，绳索拉力越小，夹角越大，绳索拉力越大。依据几何关系得绳索越长，夹角越小，夹角越小，绳索的拉力越小，而绳索越短，夹角越大，绳索的拉力越大，c绳索夹角最大，故c绳受力最大协力的计算1．作图法作图法就是用作图工具依据平行四边形定章作出平行四边形，此后用丈量工具丈量出协力的大小、方向，详细操作流程以下：2．计算法从力的作用点依据分力的作用方向画专心的平行四边形后，算出对角线所表示的协力的大小。平常要利用数学中解三角形的相关知识。(1)若两个分力的大小分别为F1、F2，它们之间的夹角为α，由平行四边形作出它们的协力，以以下图，则协力的大小F＝eq\r(F12＋F22＋2F1F2cosα)协力与F1的夹角的正切值tanθ＝eq\f(F2sinα,F1＋F2cosα)。(2)几种特别情况种类作图协力的计算两力垂直F＝eq\r(F12＋F22)tanθ＝eq\f(F1,F2)两力等大，夹角为θF＝2F1coseq\f(θ,2)，F与F1的夹角为eq\f(θ,2)两力等大且夹角为120°协力与分力等大协力与此中一个分力垂直F＝eq\r(F22－F12)[典例]两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90°时协力大小为F，假如它们的夹角为60°时，协力有多大？[分析]当F1和F2的夹角为90°，且F1＝F2时，有F＝eq\r(F12＋F22)＝eq\r(2)F1，即F1＝eq\f(\r(2),2)F。当F1和F2的夹角为60°时，作专心的合成的平行四边形以以下图，设F′是平行四边形的对角线，则F′＝2F1cos30°＝eq\f(\r(6),2)F。[答案]eq\f(\r(6),2)F“作图法”和“计算法”各有优弊端，“作图法”便于理解矢量的见解，形象直观，但不够精准，会出现偏差；“计算法”是先依据平行四边形定章作专心的合成的表示图，此后利用数学知识求出协力，作图时，可经过增添协助线获得一些特其余三角形，如直角三角形、等边三角形、等腰三角形等，这样便于计算。1．已知力F1＝30N，F2＝40N，当F1和F2夹角为90°时，协力的大小为()A．20NB．30NC．40ND．50N分析：选D依据平行四边形定章可知，当F1和F2夹角为90°时，协力的大小为F＝eq\r(F12＋F22)＝50N，应选D。2.(多项选择)5个共点力的情况以以下图。已知F1＝F2＝F3＝F4＝F，且这四个力恰巧为一个正方形，F5是其对角线。以下说法正确的选项是()A．F1和F3的协力，与F5大小相等，方向相反B．F1和F5的协力，与F3大小相等，方向相反C．除F5之外的4个力的协力的大小为eq\r(2)FD．这5个力的协力恰巧为eq\r(2)F，方向与F1和F3的协力方向同样分析：选ABD依据三角形定章，F1和F3的协力，与F5大小相等，方向相反，F1和F5的协力，与F3大小相等，方向相反，A、B正确；除F5之外的4个力的协力的大小为2eq\r(2)F，C错误；这5个力的协力为eq\r(2)F，方向与F1和F3的协力方向同样，D正确。3.水平横梁一端插在墙壁内，另一端装小滑轮B，轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端高出滑轮后悬挂一质量m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，以以下图，则滑轮遇到绳索的作使劲为(g取10m/s2)()A．50N