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(共34張PPT)
4　力的合成
第三章　相互作用
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.理解合力，分力，力的合成的概念
2..掌握平行四邊形定則，會用平行四邊形定則求合力
等效替代
假設(shè)一個力單獨(dú)作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力（resultant force）。
假設(shè)幾個力共同作用的效果跟某個力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個力就叫作那個力的分力（component force）。
合力與分力
(1)等效性：合力的作用效果與分力的共同作用效果相同，它們在效果上可以相互替代。
(2)同體性：各個分力是作用在同一物體上的，分力與合力為同一物體，作用在不同物體上的力不能求合力。
(3)瞬時性：各個分力與合力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，某個分力變化了，合力也同時發(fā)生變化。
合力與分力的關(guān)系
02
思（3min）
通讀課本第三章第四節(jié)P72-P73的內(nèi)容，用筆勾畫概念、定義、公式等。
填寫優(yōu)化設(shè)計75、82頁。
同向相加反向相減
力的合成:求幾個力的合力的過程叫做力的合成。
說明：力的合成就是找一個力去代替幾個已知力，而不改變其作用效果。
二力同向
10N
5N
10N
5N
二力反向
5N
10N
10N
F=5N + 10N=15N
F=10N – 5N=5N
5N
力的合成
思考：3N和4N的兩個共點(diǎn)力，它們的合力是多少
一定等于7N嗎？
可以等于1N嗎？
F2
F1
F2
F1
F1
F2
o
O
F2
F1
如圖，當(dāng)F1、F2 互成一定角度時，它們的合力大小還等于F1+F2 嗎
共點(diǎn)力的合成
二，探究力的合成規(guī)律
4．互成角度力的合成——實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù) 的思想，將橡皮條的一端固定，另一端用兩個力 和 使其到達(dá)某一點(diǎn)，再用一個力F作用于橡皮條的同一點(diǎn)，使其到達(dá)同一點(diǎn)，那么F與 、 的作用效果相同；記下 和 的大小和方向，畫出力的圖示，研究F與 、 的關(guān)系。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟：（閱讀課本62頁“實(shí)驗(yàn)”）
等效替代
二，探究力的合成規(guī)律
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力的合成遵循的法則—— ；
方法：兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為 作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的 就代表合力的大小和方向。
5．多個力合成的方法
先求出 的合力，再求出這個合力與 的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。
平行四邊形定則
鄰邊
對角線
任意兩個力
第三個力
（1）在桌面上固定一個貼有白紙的方木板，用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上靠近頂端中點(diǎn)的A點(diǎn)，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端是繩套。
A
5、實(shí)驗(yàn)步驟
O
（2）用彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長，結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置Ｏ。
（3）用鉛筆從Ｏ點(diǎn)沿著兩繩的方向畫直線，作出兩個力Ｆ1和Ｆ2的圖示。
A
O
（4）只用一只彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置Ｏ點(diǎn)，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，作出這個力Ｆ的圖示。研究這三個力的大小及方向的關(guān)系。
6、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
F2
F
·
F1
O
實(shí)驗(yàn)表明，在兩個力合成時，以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。這個規(guī)律叫作平行四邊形定則。
兩個力的合成
注意：作圖要準(zhǔn)確，兩個分力F1、F2和合力F要畫成實(shí)線并標(biāo)有箭頭，平行四邊形的另外兩條平行線必須畫成虛線。
三、探究力的合成規(guī)律
1．平行四邊形定則的適用范圍。
2.分析合力與分力的大小關(guān)系。
共點(diǎn)力
當(dāng)兩分力 、 大小一定，夾角 從0度增大到180度時，合力大小隨夾角 的增大而減小。
（1）最大值：夾角 （兩力同向）時合力最大， = ，方向與兩力同向；
（2）最小值：夾角 （兩力反向）時合力最小， = ，方向與兩力中較大的力相向；
（3）合力范圍：
1.判斷下列說法的正誤.
(1)合力與原來那幾個力同時作用在物體上.( )
(2)合力的作用可以替代原來那幾個力的作用，它與那幾個力是等效替代關(guān)系.( )
(3)合力總比分力大.( )
(4)作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，則這兩個力一定是共點(diǎn)力.( )
[即學(xué)即用]
×
√
×
×
答案
2.兩個共點(diǎn)力互相垂直，F(xiàn)1＝8 N，F(xiàn)2＝6 N，則它們的合力F＝____ N，合力與F1間的夾角θ＝____.
10
37°
解析：
(1)合力與原來幾個力是等效替代關(guān)系，不是同時作用在物體上。故錯誤;
(2)合力的作用可以替代原來幾個力的作用，它與那幾個力是等效替代關(guān)系。故正確;
(3)根據(jù)平行四邊形定則，合力可能大于、等于或小于分力。故錯誤;
(4)作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，但這兩個力不是作用在同一點(diǎn)或其作用線的延長線交于一點(diǎn)，則不是共點(diǎn)力。故錯誤。
一、合力與分力的關(guān)系
[知識深化]
1.合力與分力的三性
①互成角度的二個共點(diǎn)力如果保持大小不變，它們的合力將隨夾角的增大而減小；
②合力有可能大于或小于或等于任何一個分力。
③ F1、F2同向合力最大，反向合力最小。
④合力大小范圍：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2
針對訓(xùn)練1　如圖7所示，兩個人共同用力將一個牌匾拉上墻頭.其中一人用了450 N的拉力，另一個人用了600 N的拉力，如果這兩個人所用拉力的夾角是90°，求它們的合力.(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
答案
解析
圖7
答案　750 N，方向與較小拉力的夾角為53°
圖3
圖4
圖5
若α＝120°，則合力大小等于分力大小(如圖5所示).
③合力與一個分力垂直： ， 方向與 方向的夾角成直角
課堂檢測
1.(合力大小與夾角的關(guān)系)關(guān)于兩個大小不變的共點(diǎn)力F1、F2與其合力F的關(guān)系，下列說法中正確的是
A.F大小隨F1、F2間夾角的增大而增大(夾角小于180°時)
B.F大小隨F1、F2間夾角的增大而減小(夾角小于180°時)
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
√
答案
1
2
3
4
解析
5
解析：
合力隨兩分力間夾角的增大而減小,合力大小的范圍為|F1-F |≤F≤F1+F 。例如,當(dāng)F1=5 N、F =6 N時,1N≤ F≤11 N,F 可比 F1、F 中的最小者小,也可以比F1、F2中的最大者大,故只有選項(xiàng)B正確。
2.(合力大小范圍)兩個共點(diǎn)力的大小分別為F1＝15 N，F(xiàn)2＝8 N，它們的合力大小不可能等于
A.9 N B.25 N
C.8 N D.21 N
√
解析　F1、F2的合力范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故7 N≤F≤23 N，不在此范圍的是25 N，應(yīng)選擇B項(xiàng).
3.(兩個力的合成)有兩個大小相等的共點(diǎn)力F1和F2，當(dāng)它們的夾角為90°時，合力為F，它們的夾角變?yōu)?20°時，合力的大小為
√
4.(兩個力的合成)如圖10所示，水平地面上固定著一根豎直立柱，某人用繩子通過柱頂?shù)墓饣ɑ唽?00 N的貨物拉住.已知人拉著繩子的一端，且該繩端與水平方向夾角為30°，則柱頂所受壓力大小為
圖10
√
解析　如圖所示，
定滑輪只改變力的方向，不改變力的大小，
所以繩的拉力F1＝F2＝100 N，
柱頂所受壓力大小
5.(多個力的合成)如圖所示，三個大小相等的力F，作用于同一點(diǎn)O，則合力最小的是
√
解析
1、本題是關(guān)于力的合成的題目，解題時要掌握力的合成的平行四邊形定則;
2、對于三個力的合成，通常可先將其中任意兩個力合成，再將此合力與第三個力合成;
3、分析各個選項(xiàng)，求出其合力的大小。例如A，可先將兩互相垂直的力合成:F合A1=√2F，再將此合力與斜向上的力合成F合A=(√2-1)F，最后比較各個選項(xiàng)中合力的大小即可得出正確答案C.

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