2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用第4节力的合成和分解(13

(3)合力大小的范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2
注意 合力F 既可以大于、也可以等于或小于 原来的任意一个分力．
二 . 求合力大小的方法
求共点力的合力一般有两种方法： 1．图解法
选标度
作F1、F2的图示
作平行四边形
用刻度尽量对角线长度
计算合力大小
用量角器量F与F1（或F2） 的夹角
得出合力方向
答案
(1)等效替代
(2)平行四边形．
3.用硬纸板剪成五个宽度相同的长条,其中四个两两长度分别
相等,第五个较长些,然后用螺丝铆住(AE与BC、CD不要铆住),
如图所示．其中AB表示一个分力,AD表示另一个分力,AC
表示合力．
(1)改变∠BAD的大小,观察两分力间的夹角变化时合力
如何变化？
相当于改变分力间夹角
答案 (1)现象： 合力随着两分力间夹角的增大而减小, 随着两分力间夹角的减小而增大．
3.用硬纸板剪成五个宽度相同的长条,其中四个两两长度分别
相等,第五个较长些,然后用螺丝铆住(AE与BC、CD不要铆住),
如图所示．其中AB表示一个分力,AD表示另一个分力,AC
表示合力．
举例：
(2)合力一定大于其中一个分力吗？ F1＝5 N,F2＝4 N,合力 1 N≤F≤9 N,合力F 的最小
值为1 N,比任何一个分力
答案 (2)不一定．
都小
合力与分力的大小符合三角形三边的关系,
由几何知识知,合力大小的范围
|F1-F2|≤F≤F1+F2
【要点提炼】
1．合力与分力的相互关系 (1)等效性：合力与分力产生的__效__果__相__同_____,
可以等效替代． (2)同体性：各个分力是作用在_同__一____物体上的．
三、共点力的平衡
1．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态． 2．受力特点：F合＝0. 3．共点力平衡的几条重要推论： (1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于 平衡状态,这两个力必定大小____相__等_、方向___相__反_ (2)三力平衡：①物体在三个共点力作用下处于平衡 状态时,任意两个力的合力与第三个力___等__大__反__向_ ②三个力可以构成首尾相连的矢量三角形．
解析
合力大小的范围为： |F1－F2|≤F≤F1＋F2
F 可比F1、F2中的 最小者小, 也可以比F1、F2中的 最大者大
二、求合力的方法
例2：杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的 我国自行设计建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥,如图所示 .挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺穹苍,塔的两侧32 对钢索连接主梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙 腾飞的奏鸣曲．假设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3×104 N,那么它们对 塔柱形成的 合力有多大？ 方向如何？
二、求合力的方法
例2：……,假设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3×104 N,那么它们对 塔柱形成的合力有多大？方向如何？
解析 解法一：作图法
取单位长度为1×104 N F1和F2的都是3个单位长度 量得对角线长为5.2个单位长度, 所以合力的大小为： F= 5.2×104 N（方向：竖直向下）
2．计算法 可以根据平行四边形定则作出力的示意图，然后由 几何关系求解对角线，其长度即为合力大小
(1) 相互垂 合与 F1 的夹角的正切值 tan β＝FF21，如图
(2)两个等大的力的合成：平行四边形为菱形，利用 其对角线互相垂直平分的特点可解得 F 合＝2Fcosα2 若 α＝120°，则合力大小等于分力大小(如图所示)
三、共点力的平衡
解析
例3：如图所示,两根等长的轻绳将
F1
F2
日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直
方向的夹角都为45°,日光灯保持水
平,所受重力为G.则( ) AC
A．两绳对日光灯拉力的合力大
小为G
作用在不同物体上的力不能求合力．
2．力的合成遵守___平__行__四__边__形___定则．(如图所示)
3．合力与两分力的大小关系
两分力大小不变时,合力F 随夹角α的增大而____减__小_,
随α的减小而___增__大_____
(1)F的最大值：当α= (2)F的最小值：当α=
018时0°,Fm时ax,=F_m_in_=_F___1_＋____|F_F__2；1_－__F；2|
力的合成和分解
一、合力与分力 效果 相同 分力
二、力的合成 1. 几个力的合力 2. 邻边 两个邻边之间的对角线 3. 第三个力 所有的
三、共点力 1. 同一点 延长线交于一点 2. 共点力
一. 力的合成
【问题设计】
1．如左图所示,把物块挂在一个弹簧测力计的下面, 稳定时弹簧测力计的示数为F；如右图所示,用两个 弹簧测力计(方向不同)拉住同一物块,稳定时弹簧测 力计示数分别为F1、F2.F 与F1、F2有什么关系？ F1、F2两个数值相加正好等于F 吗？
答案 作用效果相同(等效替代)
不等于
2．做一做：按课本“实验”提供的“探究求合力的方
法”, 回答下列问题．
效果相同
(1)两次实验要把小圆环拉到同一位置,这体现了什么
物理思想？
(2)严格按照力的图示法作出两分力F1、F2及它们的 合力F.用虚线把合力F 的箭头端分别与两个分力的箭头
端连,所成的图形是什么图形？
F
二、求合力的方法
例2：……,假设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3×104 N,那么它们对 塔柱形成的合力有多大？方向如何？
解析 解法二：计算法
作出力的平行四边形（菱形）
根据图中几何关系：
F＝2F1cos 30°
＝2×3×104×
3 2
N≈5.2×104 N
方向：竖直向下
(3)多力平衡：物体受N个共点力作用处于平衡状态时, 其中任意一个力与剩余N-1个力的合力一定等大反向．
一、合力与分力的关系
例1：关于两个大小不变的 共点力F1、F2与其合力F 的 关系,下列说法中正确的是 (B) A．F 大小随F1、F2间夹角 的增大而增大 减小 B．F 大小随F1、F2间夹角 的增大而减小 C．F 大小一定小于F1、F2 中最大者 D．F 大小不能小于F1、F2 中最小者