3.4力的合成 课件 高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

第节4第三章相互作用(王)力的合成（1）几个力可用一个力来替代生活中常见的事例：一桶水，小孩需要两个人才能提起；而大人只需要一个人就能很轻松地提起它，就力的作用效果而言，小孩共同与大人的作用效果相同。一、概念1.合力、分力F单独作用产生的效果跟F1

、

F2共同作用产生的效果相同，力F叫做F1

、F2的合力，

F1、F2叫力F的分力。F1F2FAA注意：合力与分力是等效替代的关系，它们不是同时作用在物体上。2.力的合成求几个已知力的合力的过程。3.共点力与非共点力F1F2F3G共点力：作用于物体上的同一点，或者是力的作用线（延长）相交于同一点的几个力，这几个力叫做共点力。非共点力(1)合力与分力都是客观存在的力。(

)(2)合力F一定与其分力的作用效果相同。(

)(3)合力与分力同时作用于物体上。(

)(4)两分力一定是同一物体受到的力。(

)×√√×回顾：同一直线上的几个力的合力F1=40NF2=30NF合=70NF合=10NF1=40NF2=30N互成角度的共点力如何合成？力的合成遵循平行四边形定则θF2F1F合

矢量合成满足平行四边形定则二、实验:探究两个互成角度的力的合成规律1.实验原理(1)一个力F可以把橡皮筋末端的小圆环拉到某点,两个力F1、F2共同作用,也能把橡皮筋末端的小圆环拉到

,F与F1和F2共同作用的

相同,则F是F1和F2的合力。(2)选择合适的标度,作出力F1、F2及F的图示,观察三者间的关系,做出猜想。(3)进行验证,得出结论。2.实验器材薄木板、白纸、图钉(若干)、

(两只)、

、轻质小圆环、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、铅笔。同一点效果弹簧测力计橡皮筋3.实验步骤(1)在水平放置的薄木板上用图钉固定一张白纸,橡皮筋的一端固定在木板上的K点处,橡皮筋的自然长度为KE。用一根细绳把橡皮筋的E端与轻质小圆环连接起来,如图(a)所示。(2)从小圆环上再引出两根细绳,用两个弹簧测力计钩住这两根细绳,互成角度地用力F1和F2拉小圆环,使橡皮筋伸长。保持小圆环静止,将它此时所处的位置记为O点,如图(b)所示。用笔记下两个拉力F1和F2的

,并记录它们的

。方向大小(3)撤去F1和F2,改为只用一个弹簧测力计钩住连接小圆环的细绳,用力F拉橡皮筋,使小圆环同样静止于

处,如图(c)所示。用笔记下拉力F的

,并记录它的

。(4)取下白纸,在纸上用同一个标度分别作出力F1、F2及F的图示,如图(d)所示。O点大小方向(5)提出猜想:F可能是以F1、F2为邻边画出的平行四边形的对角线。(6)猜想验证:以F1、F2为邻边画出平行四边形,并画出对角线F合。比较F与F合的大小和方向,看它们在实验误差允许范围内是否相同。(7)改变F1、F2的大小和方向几次,使小圆环静止在其他位置,重复上述实验和作图。(8)得出结论:如果用表示两个分力的线段为邻边作平行四边形,____________________________就表示合力的大小和方向,这就是求合力的平行四边形定则。这两个邻边之间的对角线4.注意事项(1)小圆环位置O点①定位O点时要力求准确;O点为小圆环圆心在白纸上的投影点。(若实验器材中没有小圆环,则用绳子与橡皮筋的结点代替小圆环)②同一次实验中橡皮筋拉长后的O点必须位于

。(2)拉力①用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;②应使橡皮筋、弹簧测力计和小圆环位于与纸面

的同一平面内;③两个分力F1、F2间的夹角θ不宜太大或太小。F1、F2所拉的两根细绳适当长一些,记录细绳方向的两点要尽量远些。同一位置平行(3)作图①在同一次实验中,选定的比例要

;②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力。5.误差分析(1)弹簧测力计使用前没调零会造成误差。(2)实验时弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力会造成误差。(3)两次测量拉力时,小圆环没有拉到同一点会造成误差。(4)两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,都会造成偶然误差。相同1.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,实验器材有:木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、弹簧测力计和直尺。(1)如图甲,实验时将橡皮筋的一端用图钉固定在木板上的A位置,用两个弹簧测力计钩住两细绳套,将橡皮筋与细绳的结点拉到某一位置,标记为O点,以下操作错误的是

。

A.实验前应检查弹簧测力计指针是否指在零刻度线

上,若不在,则应调零B.弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平面平行C.两个弹簧测力计之间夹角必须取90°D.用一个弹簧测力计拉细绳时,必须将橡皮筋与细绳的结点拉到O点C(2)本实验采用的物理研究方法是

。

A.控制变量法

B.等效替代法C.理想实验法

D.图像法B(3)某次实验中,弹簧测力计B的读数为F1,弹簧测力计C的读数为F2,并已在方格纸上作出。如图乙,方格每边的长度表示1.0N,O是橡皮筋的一个端点,则它们的合力为

N(结果保留两位有效数字)。

6.0(4)图丙是在白纸上根据此次实验结果画出的图,图中的F与F'两力中,一定沿AO方向的是

(选填“F”或“F'”)。

F'2.某同学用如图甲所示的装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。将一木板竖直放在铁架台和轻弹簧所在平面后,其部分实验操作如下,请完成下列相关内容:(1)如图甲,在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O。(2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端,用两只弹簧测力计将轻弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的

及两弹簧测力计相应的读数。图乙中B弹簧测力计的读数为

N。

方向11.40(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向,如图丙所示,请在图丙中作出FA、FB的合力F。(4)通过第(3)问作出的图可得出结论:

在实验误差允许的范围内,两共点力的合成遵循平行四边形定则。第节4第三章相互作用(王)力的合成（2）3.F1=F2=8N试分别通过平行四边形定则计算下列情况下的合力大小。两分力的夹角分别为以下情况①θ=0°；

②θ=60°

；③

θ=90°

；④θ=120°；

⑤θ=180°

。F1F2F合=16N①θ=0°F1F2OF合=②θ=60°OF1F2F合=③

θ=90°

F1F2F合=8N④θ=120°总结提升：（1）两个共点力F1、

F2合成合力F的范围｜F1-F2｜≤F≤F1+F2（2）合力F可能比分力大，也可能比分力小，还可能等于某个分力的大小。（3）两个共点力F1、

F2大小一定，合力F随它们的夹角θ的增大而减小（4）两个分力相等且夹角等于120°，合力大小与分力相等。F1F2F3F4F12F123F1234先求出任意两个力的合力，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。多力合成的方法4.同时作用在质点O上的三个共点力F1、F2、F3，已知F1＝F2＝2N，F3＝4N，它们的方向分别沿着正六边形两条边和一条对角线，如图所示，则这三个力的合力大小等于A.6N B.8NC.10N D.12N√5.如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形。下列4幅图中，这三个力的合力最大的是