3.2力的合成（课件）高一物理（沪科版2020上海）【03】

第二节

力的合成

2目录01共点力02力的合成在日常生活中，经常会有多个力同时作用在同一个物体上的情形。场景中都有多根绳索，分别是斜拉桥上的钢索、起重机起吊钢材的钢缆、航天器返回舱降落伞的伞绳，每一根绳索上都有拉力作用。桥塔、钢材和返回舱都同时受到了多个不在同一直线上的力的作用，这些力作用于物体上同一点或力的作用线可以相交于同一点。这样的力称为共点力（concurrentforce）。一个静止的物体，在某平面上受到5个力作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？如果我们能找到一种方法，即“用一个力的单独作用替代两个力的共同作用，而效果不变”，上述问题就迎刃而解了。你觉得这个力和被替代的两个力会有怎样的关系呢？等效两个力的作用效果＝一个力的作用效果两个小孩与一个大人同样提起一桶水等效等于三个人等效一根绳子与两根绳子同样可以使灯静止于同一位置合力和分力的关系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。“等效替代”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.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。注意：并不是物体又多受了一个合力关系：合力分力等效替代大小关系:当两分力F1、F2大小一定时(1)两力同向时合力最大：(2)两力方向相反时，合力最小：F合F1F2F合=F1+F2F1F2F合F合=│F1-F2│探究两个互成角度的力的合成规律1.【实验原理】(1)两个力F1、F2共同作用，能把橡皮条末端小圆环拉到某点，一个力F也可以把橡皮条末端的小圆环拉到

，则F与F1和F2共同作用的____相同，则F等于F1和F2的合力。(2)选择适当的标度，在白纸上作出F1、F2和F的图示，观察三者间的关系，做出猜想。(3)进行检验，得出结论。同一点效果请同学们阅读教材，然后小组讨论，如何利用桌上器材设计探究方案？2.【实验器材】方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳、三角板、图钉实验结论：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为

作平行四边形，这两个邻边之间的

就代表合力的大小和方向，如图所示，

表示F1与F2的合力。这就是平行四边形定则。邻边对角线FF2F合·F1O1、橡皮筋拉长时结点O的位置一定要相同2、两个测力计互成角度拉时，夹角不易太大，也不易太小3、平行木板拉动测力计，读数时要正视刻度，绳套适当长一点4、三记：记录O点位置、细绳的方向、测力计的示数注意事项【例题】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。15NF1F2F53°解析：作图法求合力大小：F=15×5N=75N方向：与F1成53°斜向右上方已知力F1=30N、F2=40N，用作图法求出他们之间的夹角θ=0o、60o、90o、150o、180o时合力F的大小，并试着总结合力F与θ之间有什么样的关系？θ=0o时，F=70Nθ=60o时，F=60Nθ=90o时，F=50Nθ=150o时，F=20Nθ=180o时，F=10N理论值qFFq=0°qFq0°<<90°Fqq=90º讨论1：两个分力大小不变，但夹角不同时的合力qFF.最大最小思考：合力是否一定比分力大？合力与分力间夹角θ关系：①θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：Fmax＝F1＋F2合力方向与两个力的方向相同②θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：Fmin＝｜F1－F2｜合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。④合力的取值范围：｜F1－F2｜≤F合≤F1＋F2③若0°≤θ≤180°时，夹角θ越大，合力F就越小；夹角θ越小，合力F就越大F合随F1和F2的夹角θ增大而减小（若合力F一定，夹角θ越大，分力也越大）⑤F合可能大于、等于、小于F1、F2（合力可能大于、等于、小于任一分力）1、当θ=90°时计算法求合力（设分力F1、F2大小不变，夹角为θ）2、当F1=F2时F14、当θ为任意角时，一般公式F与F1夹角FqF2FO合力在角平分线上θ/23、当θ=1200，且F1=F2时qF由等边三角形得：F=F1=F2合力在角平分线上qFF与F1夹角tanα=F2sinθ/(F1+F2cosθ)例：F1=30N，F2=40N，F3=80N，则三个力的合力最大值是______,三个力的合力最小值是______。（若F3=80N改为F3=60N，又是多少）对于三个力，若F3＞F2＞F1,求Fmax时，有：Fmax=F1+F2+F3（三个力同向）求Fmin时，当F1+F2＞F3,则有：Fmin=0当F1+F2＜F3,则有：Fmin=F3-(F1+F2)总结典型例题【典例1】假设一座斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力都是3×104N，则它们对塔柱的合力大小和方向为（）A．5.2×104N，方向竖直向上 B．5.2×104N，方向竖直向下C．5.2×102N，方向竖直向上 D．5.2×102N，方向竖直向下B【典例2】下列选项中三个共点力的合力可能为零的是（）A．3N，5N，9N

B．2N，3N，4NC．4N，1N，7N

D．3N，8N，2NB【典例3】两个力F1和F2之间的夹角为θ，其合力为F。以下说法正确的是（

）A．合力F总比