高中物理《力的合成》學(xué)案9 教科版必修1（通用）

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1、5.1 力的合成 ［要點導(dǎo)學(xué)］ 1、力的合成和合力的概念。一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的效果相同，這個力就是那幾個力的合力；力的合成是 運算過程。 2、通過實驗探究，求合力的方法可歸納為：如果用表示兩個共點力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么合力的大小與方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示，這個法則就是平行四邊形法則。 3、合力隨兩分力間的夾角的增大而減小，合力的變化范圍是在兩分力之和與兩分力之差之間，即│F1-F2│≤F≤│F1+F2│ ［范例精析］ 例1在做“探究求合力的方法”的實驗中，只用一個彈簧秤來代替鉤碼也可以完成這個實驗，下面用單個

2、彈簧秤完成實驗的說法中，正確的是 ( ) A.把兩條細(xì)線中的一條與彈簧秤連接，然后同時拉動這兩條細(xì)線，使橡皮條一端伸長到O點位置，讀出秤的示數(shù)Fl和F2的值 B.把兩條細(xì)線中的一條與彈簧秤連接，然后同時拉動這兩條細(xì)線，使橡皮條的一端伸長到O點，讀出彈簧秤的示數(shù)F1；放回橡皮條，再將彈簧秤連接到另一根細(xì)線上，再同時拉這兩條細(xì)線，使橡皮條再伸長到O點，讀出秤的示數(shù)F2 C.用彈簧秤連接一條細(xì)線拉橡皮條，使它的一端伸長到O點，讀出Fl；再換另一條細(xì)線與彈簧秤連接拉橡皮條，使它的一端仍然伸長到O點，讀出F2 D.把兩根細(xì)線中的一條細(xì)線與彈簧秤連接，然后同時拉這兩條細(xì)線，使橡皮條的一端伸

3、長到O點，記下兩細(xì)線的方向及秤的示數(shù)Fl；放回橡皮條后，將彈簧秤連接到另一根細(xì)線上，再同時拉這兩條細(xì)線，使橡皮條一端伸長到O點，并使兩條細(xì)線位于記錄下來的方向上，讀出彈簧秤的讀數(shù)為F2． 解析：本實驗是用橡皮條的伸長來顯示力的作用效果,相同的作用效果應(yīng)該是使橡皮條沿相同的方向伸長相同的長度。用一只彈簧秤實驗，與用兩只彈簧秤完成該實驗基本步驟相同，但必須保證效果相同，同時能完整地作出平行四邊形進行比較.答案：D 拓展：本實驗要研究合力和分力的關(guān)系，把第一次兩個彈簧測力計的拉力F1和F2看作與第二次一個彈簧測力計拉力F單獨作用的效果相同時，F(xiàn)1、F2和F才構(gòu)成分力和合力的關(guān)系，在這個實

4、驗中，用橡皮條在拉力作用下發(fā)生的形變來反映力的作用效果，這個形變包括伸長量和伸長方向兩項，伸長量反映橡皮條所受合力的大小，伸長方向反映橡皮條所受合力的方向，僅用其中的一項不能完整表示力的作用效果. 例如.關(guān)于“探究求合力的方法”實驗,下列說法正確的是 ( ) A.兩串鉤碼的拉力與某一串鉤碼的拉力作用效果相同 B.實驗中不必記錄兩分力的夾角 C.實驗中必須記錄兩分力的方向 D.實驗中必須記錄橡皮條端點最終被拉到的位置 (答案:ACD) 例2．力F1＝45N，方向水平向東。力F2＝60N，方向水平向北，用作圖法求解合力F的大小和方向。

5、 解析：選擇某一標(biāo)度，利用1.0cm的長度表示15N的力，作出力的平行四邊形，如圖3-4-1所示，表示F1的線段長3.0㎝，表示F2的線段長4.0㎝。用刻度尺量出對角線的長度L為5.0㎝，利用F＝L×15/1.0N=75N求出，用量角器可量出合力的方向為東偏北53°。 拓展：涉及方向問題的共點力合成時，表示的方向應(yīng)該與地圖冊的方向一致。用圖解法求合力時，選用的標(biāo)度不能太小，標(biāo)度太小會導(dǎo)致誤差增大。 例3、下列關(guān)于合力的敘述中正確的是( ) A.合力是原來幾個力的等效代替,合力的作用效果與分力的共同作用效果相同 B.兩個力夾角為θ（0≤θ≤π），它們的合力隨θ增大而

6、增大　　 C.合力的大小總不會比分力的代數(shù)和大 D.不是同時作用在同一物體上的力也能進行力的合成的運算 解析：力的合成基本出發(fā)點是力的等效代替.合力是它的所有分力的一種等效力，它們之間是等效代替關(guān)系。合力和作用在物體上各分力間的關(guān)系，在效果上是和各分力的共同作用等效，而不是與一個分力等效．因此只有同時作用在同一物體上的力才能進行力的合成的運算。就合力與諸分力中的一個分力的大小相比較，則合力的大小可以大于、等于或小于分力．這是因為力是矢量，力的合成遵循平行四邊形定則，合力的大小不僅跟分力的大小有關(guān)，而且跟分力的方向有關(guān).根據(jù)力的平行四邊形定則和數(shù)學(xué)知識可知, 兩個力夾角為θ（0≤θ≤π

7、），它們的合力隨θ增大而減小, θ=0°時, 合力最大, 為兩分力的代數(shù)和；θ=180°時, 合力大小最小, 等于兩分力代數(shù)差, 所以合力的大小總不會比分力的代數(shù)和大.正確解答 AC 拓展：只有同時作用在同一物體上的幾個力才存在著等效的合力.求解多個力的合力時，可以先把任意兩個力合成，再把合力與第三個力合成，直到把所有力都合成進去。例如：三個方向互成120°角的力，F(xiàn)1=12N方向向東，F(xiàn)2=15N方向南偏西，F(xiàn)3=15N，方向西偏北。求這三個力的合力時可先把F2與 F3合成，它們 的合力為15N，方向向西，再與F1合成，所以三個力的合力等于3N，方向向西。如圖3-4-2所示。

8、 【能力訓(xùn)練】 1．如果一個力的效果跟幾個力共同產(chǎn)生效果_____，這個力叫做那幾個力的______，求幾個力的合力叫做___________.相同, 合力,力的合成 2. 力的合成遵循力的________________, 求兩個力的合力時，用力的圖示法作出以這兩個力的線段為_______的平行四邊形的對角線，則對角線的長度和方向表示____________________.平行四邊形定則, 鄰邊,合力的大小和方向 3. 有兩個大小不變的共點力，它們的合力的大小F合隨兩力夾角α變化的情況如圖3-4-3所示，則兩力的大小分別為_______和 . 4N,8N 4.作用在

9、某物體上同一點的兩個力F1=40N,F2=30N.當(dāng)兩個力的夾角為____時,兩力的合力最大,其最大值是_______N；當(dāng)兩力的夾角為_______時兩力的合力最小,其最小值是________N；當(dāng)兩個力互相垂直時合力的大小是________N,合力的方向為_______（用與F1的夾角表示） 0° 70 180° 10 50 37° 5．有五個力作用于一點O，這五個力的作用情況如圖3-4-4所示，構(gòu)成一個正六邊形的兩鄰邊和三條對角線。已知F3=10N。則這五個力的合力大小為________。30N 6．一個物體受到兩個力的作用，則（ B ） A.當(dāng)兩個力大小相等

10、時，物體所受合力一定為零 B.當(dāng)兩個力大小相等時，物體所受合力可能為零 C.當(dāng)兩個力中一個較大時，物體所受合力一定與較大的力同方向 D.當(dāng)兩個力互相垂直時，物體所受合力將取最大值 7．關(guān)于共點力，下列說法中正確的是（ CD ） A、作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，這兩力是共點力 B、作用在一個物體上的兩個力，如果是一對平衡力，則這兩力是共點力 C、作用在一個物體的幾個力，如果它們的作用點在同一點上，則這幾個力是共點力 D、作用在一個物體的幾個力，如果它們力的作用線匯交于同一點，則這幾個力是共點力 8．物體受到兩個方向相反的力的作用, F1=8N, F2=10

11、N, 當(dāng)F2由10N逐漸減小到零的過程中, 這兩個力的合力的大小變化是 ( D ) A．逐漸變小 B．逐漸增大 C．先變大后變小 D．先變小后變大 9．作用在同一物體上的兩個力F1=F2=15N,用作圖法分別求出夾角為300、900、1200時合力的大小和方向. 10如圖3－4－5所示，懸掛在天花板下重60N的小球，在均勻的水平風(fēng)力作用下偏離了豎直方向θ=30°角．求風(fēng)對小球的作用力和繩子的拉力．34.6N 11．如圖3-4-6所示,懸線AO與天花板夾角為600,線AO的拉力F1=24N,線BO與墻壁垂直,線BO的拉力F2=12N.求： (1) 用圖解法求F1和F2的合力. (2) 用計算法求F1、F2的合力的大小. 20.8N 12．物體受到三個力的作用, 其中兩個力的大小分別為5N和7N, 這三個力的最大值為21N, 則第三個力的大小為多少?這三個力的合力最小值為多少?若三個力的最大值為30N,則三個力的合力的最小值為多少?9N 0