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高中物理沪科必修课件怎样求合力
学习目标 1．知道合力、分力、力的合成、共点力的概 念． 2．掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢 量运算的普遍规则．(重点) 3．学会应用作图法和计算法求合力的大小．(难 点) 4．理解合力与分力在作用效果上的等效替代 思想．(重点)
知识脉络
[自 主 预 习·探 新 知]
( ×)
【提示】 力是矢量，两个力的合力等于这两个力的矢量和．
(5)两个力的合力不一定大于任意一个力的大小．
(√ )
(6)两个力的合力的方向可能与两个分力的方向都不同．
(√ )
2．(多选)关于合力，下列说法正确的是( ) 【导学号：79092076】
A．一个力的作用效果如果与几个力共同作用产生的效果相同，这个力 就叫那几个力的合力
A．2 N≤F≤20 N
B．3 N≤F≤21 N
C．0≤F≤20 N
D．0≤F≤21 N
D [最大值 Fmax＝5 N＋7 N＋9 N＝21 N，由于三个力中每个力都在另外 两个力的和与差之间，所以最小值 Fmin＝0，选项 D 正确．]
求解合力常用的方法
1.作图法 根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，后用测量工具测量出 合力的大小、方向，具体操作流程如下：
C．25 N≤F≤55 N
D．5 N≤F≤55 N
D [若两个分力的大小为 F1 和 F2，在它们的夹角不确定的情况下，合 力 F 的大小范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，所以 5 N≤F≤55 N，D 正确．]
2．大小分别为 5 N、7 N 和 9 N 的三个力合成，其合力 F 大小的范围为( )
[合 作 探 究·攻 重 难]
合力与分力的关系 1．合力与分力的三性
2．合力与分力间的大小关系 当两分力 F1、F2 大小一定时， (1)最大值：两力同向时合力最大，F＝F1＋F2，方向与两力同向； (2)最小值：两力方向相反时，合力最小，F＝|F1－F2|，方向与两力中较 大的力同向； (3)合力范围：两分力的夹角 θ(0°≤θ≤180°)不确定时，合力大小随夹角 θ 的增大而减小，所以合力大小的范围是： |F1－F2|≤F≤F1＋F2.
物体受两个共点力 F1 和 F2 作用，其大小分别是 F1＝6 N，F2＝
10 N，则无论这两个力之间的夹角为何值，它们的合力不可能是( )
A．5 N
B．10 N
C．16 N
D．18 N
D [F1＝6 N，F2＝10 N，所以 10 N－6 N≤F≤6 N＋10 N，即 4 N≤F≤16 N，所以不可能的是选项 D.]
2．计算法 (1)两分力共线时： ①若 F1 与 F2 方向相同，则合力大小 F＝F1＋F2，方向与 F1 和 F2 的方向 相同； ②若 F1 与 F2 方向相反，则合力大小 F＝|F1－F2|，方向与 F1 和 F2 中较大 的方向相同． (2)两分力不共线时：可以先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意 图，然后由几何知识求解对角线，即为合力．
3．共点力 几 个 力 都 作 用 在 物 体 上 的 _同__一__点__ ， 或 者 它 们 的 作 用 线 延 长 后 _相__交__于__同__一__点_，这几个力叫做共点力．如图 4-1-1 所示的三个力 F1、F2、F3 均为共点力.
图 4-1-1
二、平行四边形定则 1．平行四边形定则 两个共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边构成的_平__行__四__边__ _形__的__对__角__线___表示，这叫做力的平行四边形定则． 2．矢量和标量 既有___大__小__又有___方__向__，并且按___平__行__四__边__形__定__则____合成的物理量称 为矢量；只有__大__小__没有__方__向___的物理量称为标量.
[基础自测]
1．思考判断
(1)合力与分力是同时作用在物体上的力．
(×)
【提示】 合力与分力是等效替代的关系．
(2)合力产生的效果与分力共同产生的效果一定相同．
(√ )
(3)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等方向相反，则这两个力是
共点力．
(× )
【提示】 共点力不是平衡力．
(4)两个力的合力一定等于这两个力的代数和.
以下为求合力的两种常见特殊情况：
类型
作图
合力的计算
两分力相 互垂直
两分力等 大，夹角
为θ
大小：F＝ F12＋F22 方向：tan θ＝FF12
大小：F＝2F1cos2θ 方向：F 与 F1 夹角为2θ
如图 4-1-2 所示，一名杂技演员在空中钢索上表演，如果钢索所 承受的最大拉力是 2 000 N，演员和平衡棒的总质量为 80 kg，演员两侧的钢 索最大成 150°夹角，钢索能安全使用吗？(cos 75°＝0.259，g 取 10 N/kg)
[知识梳理]
一、合力与分力 1．合力、分力 一个力代替几个力，如果它的_作__用__效__果__跟那几个力的_作__用__效__果__相同， 这个力就叫那几个力的__合__力__，那几个力就叫这个力的_分__力___． 2．合力与分力的关系：合力与分力的相互替代是一种_等__效__替__代__，或称 __等__效__变__换___．
合力大小特点 同心协力最大(两分力同向) 离心离德最差(两分力反向) 若是两力不共线(两分力成一定角度) 合力不好也不差(介于最大值与最小值之间)
[针对训练]
1．大小分别是 30 N 和 25 N 的两个力，同时作用在一个物体上，对于合
力 F 大小的估计最恰当的是( )
A．F＝55 N
B．25 N≤F≤30 N
B．合力一定大于任何一个分力 C．合力就是几个力的代数和 D．合力小于任何一个分力是可能的
AD [根据合力的定义，选项 A 正确；力的合成遵循力的平行四边形定 则，力是矢量，既有大小，又有方向，所以求几个力的合力是求这几个力的 矢量和，选项 C 错误；合力的大小可能大于任何一个分力，也可能小于任何 一个分力，选项 B 错误、D 正确．]
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3．有两个大小相等的力 F1 和 F2，当它们的夹角为 90°时，合力为 F， 则当它们的夹角为 120°时，合力的大小为( )
A．2F
B．
2 2F
C． 2F
D．F
B
[当夹角为 90°时，F＝
F21＋F22，所以
F1＝F2＝
2 2
F.当夹角为 120°时，根据平行四边形定则，知合力与分
力相等，所以 F 合＝F1＝ 22F.故 B 正确，A、C、D 错误．]
学习目标 1．知道合力、分力、力的合成、共点力的概 念． 2．掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢 量运算的普遍规则．(重点) 3．学会应用作图法和计算法求合力的大小．(难 点) 4．理解合力与分力在作用效果上的等效替代 思想．(重点)
知识脉络
[自 主 预 习·探 新 知]
( ×)
【提示】 力是矢量，两个力的合力等于这两个力的矢量和．
(5)两个力的合力不一定大于任意一个力的大小．
(√ )
(6)两个力的合力的方向可能与两个分力的方向都不同．
(√ )
2．(多选)关于合力，下列说法正确的是( ) 【导学号：79092076】
A．一个力的作用效果如果与几个力共同作用产生的效果相同，这个力 就叫那几个力的合力
A．2 N≤F≤20 N
B．3 N≤F≤21 N
C．0≤F≤20 N
D．0≤F≤21 N
D [最大值 Fmax＝5 N＋7 N＋9 N＝21 N，由于三个力中每个力都在另外 两个力的和与差之间，所以最小值 Fmin＝0，选项 D 正确．]
求解合力常用的方法
1.作图法 根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，后用测量工具测量出 合力的大小、方向，具体操作流程如下：
C．25 N≤F≤55 N
D．5 N≤F≤55 N
D [若两个分力的大小为 F1 和 F2，在它们的夹角不确定的情况下，合 力 F 的大小范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，所以 5 N≤F≤55 N，D 正确．]
2．大小分别为 5 N、7 N 和 9 N 的三个力合成，其合力 F 大小的范围为( )
[合 作 探 究·攻 重 难]
合力与分力的关系 1．合力与分力的三性
2．合力与分力间的大小关系 当两分力 F1、F2 大小一定时， (1)最大值：两力同向时合力最大，F＝F1＋F2，方向与两力同向； (2)最小值：两力方向相反时，合力最小，F＝|F1－F2|，方向与两力中较 大的力同向； (3)合力范围：两分力的夹角 θ(0°≤θ≤180°)不确定时，合力大小随夹角 θ 的增大而减小，所以合力大小的范围是： |F1－F2|≤F≤F1＋F2.
物体受两个共点力 F1 和 F2 作用，其大小分别是 F1＝6 N，F2＝
10 N，则无论这两个力之间的夹角为何值，它们的合力不可能是( )
A．5 N
B．10 N
C．16 N
D．18 N
D [F1＝6 N，F2＝10 N，所以 10 N－6 N≤F≤6 N＋10 N，即 4 N≤F≤16 N，所以不可能的是选项 D.]
2．计算法 (1)两分力共线时： ①若 F1 与 F2 方向相同，则合力大小 F＝F1＋F2，方向与 F1 和 F2 的方向 相同； ②若 F1 与 F2 方向相反，则合力大小 F＝|F1－F2|，方向与 F1 和 F2 中较大 的方向相同． (2)两分力不共线时：可以先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意 图，然后由几何知识求解对角线，即为合力．
3．共点力 几 个 力 都 作 用 在 物 体 上 的 _同__一__点__ ， 或 者 它 们 的 作 用 线 延 长 后 _相__交__于__同__一__点_，这几个力叫做共点力．如图 4-1-1 所示的三个力 F1、F2、F3 均为共点力.
图 4-1-1
二、平行四边形定则 1．平行四边形定则 两个共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边构成的_平__行__四__边__ _形__的__对__角__线___表示，这叫做力的平行四边形定则． 2．矢量和标量 既有___大__小__又有___方__向__，并且按___平__行__四__边__形__定__则____合成的物理量称 为矢量；只有__大__小__没有__方__向___的物理量称为标量.
[基础自测]
1．思考判断
(1)合力与分力是同时作用在物体上的力．
(×)
【提示】 合力与分力是等效替代的关系．
(2)合力产生的效果与分力共同产生的效果一定相同．
(√ )
(3)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等方向相反，则这两个力是
共点力．
(× )
【提示】 共点力不是平衡力．
(4)两个力的合力一定等于这两个力的代数和.
以下为求合力的两种常见特殊情况：
类型
作图
合力的计算
两分力相 互垂直
两分力等 大，夹角
为θ
大小：F＝ F12＋F22 方向：tan θ＝FF12
大小：F＝2F1cos2θ 方向：F 与 F1 夹角为2θ
如图 4-1-2 所示，一名杂技演员在空中钢索上表演，如果钢索所 承受的最大拉力是 2 000 N，演员和平衡棒的总质量为 80 kg，演员两侧的钢 索最大成 150°夹角，钢索能安全使用吗？(cos 75°＝0.259，g 取 10 N/kg)
[知识梳理]
一、合力与分力 1．合力、分力 一个力代替几个力，如果它的_作__用__效__果__跟那几个力的_作__用__效__果__相同， 这个力就叫那几个力的__合__力__，那几个力就叫这个力的_分__力___． 2．合力与分力的关系：合力与分力的相互替代是一种_等__效__替__代__，或称 __等__效__变__换___．
合力大小特点 同心协力最大(两分力同向) 离心离德最差(两分力反向) 若是两力不共线(两分力成一定角度) 合力不好也不差(介于最大值与最小值之间)
[针对训练]
1．大小分别是 30 N 和 25 N 的两个力，同时作用在一个物体上，对于合
力 F 大小的估计最恰当的是( )
A．F＝55 N
B．25 N≤F≤30 N
B．合力一定大于任何一个分力 C．合力就是几个力的代数和 D．合力小于任何一个分力是可能的
AD [根据合力的定义，选项 A 正确；力的合成遵循力的平行四边形定 则，力是矢量，既有大小，又有方向，所以求几个力的合力是求这几个力的 矢量和，选项 C 错误；合力的大小可能大于任何一个分力，也可能小于任何 一个分力，选项 B 错误、D 正确．]
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3．有两个大小相等的力 F1 和 F2，当它们的夹角为 90°时，合力为 F， 则当它们的夹角为 120°时，合力的大小为( )
A．2F
B．
2 2F
C． 2F
D．F
B
[当夹角为 90°时，F＝
F21＋F22，所以
F1＝F2＝
2 2
F.当夹角为 120°时，根据平行四边形定则，知合力与分
力相等，所以 F 合＝F1＝ 22F.故 B 正确，A、C、D 错误．]