1、力的合成第4節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握力的平行四邊形定則，知道它是力的合成的基本規(guī)律。2.初步學(xué)會運(yùn)用力的平行四邊形定則求解共點力的合力；能從力的作用效果理解力的合成。3.會用作圖法求解兩個共點力的合力；并能判斷其合力隨夾角的變化情況，掌握合力的變化范圍，會用直角三角形知識求合力。重點1.理解合力與分力的等效替代關(guān)系。2.通過實驗探究得出力的平行四邊形定則。3.力的平行四邊形定則的理解和應(yīng)用。難點1.對物體進(jìn)行簡單的受力分析.通過作圖法確定合力。2.合力與分力間的等效替代關(guān)系。重點難點一、力的合成提出問題1.兩個彈簧測力計互成角度地懸掛一個鉤碼，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，拉力分別為F1和F2；再用一個彈簧測

2、力計懸掛同一個鉤碼也使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，拉力為F.提出問題：F是F1和F2的合力嗎？結(jié)論：由于力F產(chǎn)生的效果與力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力一、力的合成提出問題2.互成角度的兩個力的合力與分力的大小、方向是否有關(guān)？如果有關(guān)，又有什么樣的關(guān)系？實驗設(shè)計：一根橡皮條，使其伸長一定的長度，可以用一個力F作用，也可以用2個力F1和F2同時作用.如能想辦法確定F1和F2以及F的大小和方向，就可知F與F1和F2間的關(guān)系.探究過程：（1）將如圖3-4-3所示實驗裝置安裝在貼有白紙的豎直平板上. （2）用兩只彈簧測力計同時用力互成角度地沿規(guī)定方向拉橡皮筋，橡皮條GE在兩個力的共

3、同作用下，沿直線GC伸長了EO這樣的長度，記下結(jié)點O的位置，兩彈簧測力計F1和F2的大小及兩細(xì)繩套的方向；一、力的合成（3）撤去F1和F2，用一只彈簧測力計拉橡皮條上，使橡皮條沿著相同的直線伸長到同一結(jié)點位置O，記下彈簧測力計的示數(shù)F及細(xì)繩套的方向。（4）因力F對橡皮條產(chǎn)生的效果跟力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同，力F等于F1和F2的合力，以O(shè)點為力的作用點，根據(jù)選定的標(biāo)度，在力F1和F2的方向上各作線段OA和OB，使它們的長度分別表示力F1和F2的大小，再沿力F的方向作線段OC，根據(jù)選定的標(biāo)度，使OC的長度表示F的大小.以O(shè)A、OB為鄰邊作平行四邊形OACB，畫平行四邊形的對角線，發(fā)現(xiàn)對角

4、線與合力很接近.一、力的合成提出問題3.由此看來，求互成角度的兩個力的合力，不是簡單地將兩個力相加減.那么互成角度的兩個力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向線段為鄰邊所作的平行四邊形的對角線來表示呢？下面請同學(xué)根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)來驗證.總結(jié)：平行四邊形定則：求互成角度的兩個力的合力，可以用表示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表示合力的大小和方向，這就是平行四邊形定則。一、力的合成提出問題4.如何應(yīng)用平行四邊形定則求合力？結(jié)論：平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種：（1）圖解法 兩個共點力的合成：從力的作用點作兩個共點力的圖示，然后以F1、F2為

5、邊作平行四邊形，對角線的長度即為合力的大小，對角線的方向即為合力的方向. 用直尺量出對角線的長度，依據(jù)力的標(biāo)度折算出合力的大小，用量角器量出合力與其中一個力之間的夾角.如圖所示. 說明：圖中F1=50 N，F(xiàn)2=40 N，合力F=80 N.一、力的合成（2）計算法先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形，然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式（如余弦定理）算出對角線所表示的合力的大小和方向，如圖所示，合力的大小當(dāng)兩個力互相垂直時，如圖有： 大小：方向：典型例題例1 力F1=45N，方向水平向右。力F2=60N，方向豎直向上。通過作圖求這兩個力的合力F的大小和方向。典型例題例2 將橡皮筋的一端固定在A點，另一端拴上兩根

6、細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計.當(dāng)橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖(a)所示.這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出. (1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_N和_N.(只需讀到0.1 N)(2)在方格紙(如圖(b)所示)上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力.解析：測力計的讀數(shù)要按題目要求讀，注意有效數(shù)字的位數(shù).本題考查彈簧測力計的讀數(shù)及用力的圖示法求合力.從圖中知，彈簧測力計最小刻度為0.1 N，因此豎直向下的彈簧測力計讀數(shù)為2.5 N，水平向右的彈簧測力計讀數(shù)為4.0 N.因為讀數(shù)2.5 N、

7、4.0 N均是0.5 N的整數(shù)倍，因此，選方格紙中一個小方格的邊長表示0.5 N，應(yīng)用平行四邊形定則，即可畫出兩個力以及它們的合力，如圖所示。一、力的合成提出問題5.合力是否一定比兩個分力都大呢？結(jié)論： （1）合力F隨 的增大而減小. （2）當(dāng) =0時，F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2；當(dāng) =180時，F(xiàn)有最小值Fmin= . （3）合力F既可以大于也可以等于或小于任意一個分力. （4）一般有|F1-F2|FF1+F2典型例題例3 如圖為兩個共點力的合力F跟它的兩個分力之間的夾角的關(guān)系圖象，則這兩個分力大小分別是（ ）A.1 N和4 N B.2 N和3 N C.1 N和5 N D.2 N和4 N

8、解析：由合力與分力的關(guān)系滿足|F1-F2|FF1+F2知 F1+F2=5N |F1-F2|=1N 聯(lián)立解得：F1=2N，F(xiàn)2=3N 或 F1=3N，F(xiàn)2=2N 答案：B一、力的合成提出問題6.兩分力大小相等且夾角為120時，合力的大小為多少？結(jié)論：由余弦定理可解得合力與兩分力大小相等7.我們學(xué)過許多物理量，如：長度、質(zhì)量、時間、能量、溫度、力、速度等.這些物理量有什么異同？結(jié)論：有大小和方向的物理量叫矢量，如位移、速度、加速度等；只有大小沒有方向的物理量叫標(biāo)量，如路程、時間、濕度等。典型例題例4 列物理量在運(yùn)算過程中遵循平行四邊形定則的是（ ）A.路程 B.質(zhì)量 C.力 D.加速度解析：矢量的

9、合成遵循平行四邊形定則，力、加速度是矢量，而路程、質(zhì)量是標(biāo)量，故選項C、D正確。二、共點力提出問題結(jié)論:1.如果一個物體受到兩個或更多個力的作用，有些情況下這些力共同作用在同一個點上，或者雖然不是作用于同一個點上，但是他們的延長線交于一點，這樣的一組力叫做共點力. 2.掌握共點力時，不僅要看這幾個力是不是作用于一個點，還要看它們的延長線是不是交于一個點.3.力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力作用的情況.1.什么樣的力是共點力？2.你認(rèn)為掌握共點力概念時應(yīng)該注意什么問題？3.力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件，如果有，適用條件是什么？鞏固練習(xí)1.大小分別為30 N和25 N的兩個力，同時作用在一個物體上，兩個力的合力F的大小可能是（ ）A.0 N B.5 N C.40N D.70NBC鞏固練習(xí)2.如圖示，兩個共點力F1、F2的大小一定，夾角是變化的，在角從0逐漸增大到180的過程中，合力F的大小變化情況為()A.逐漸增加到最大B.從最大逐漸減小到零C.從最大逐漸減小到最小D.先增大后減小C鞏固練習(xí)3.如圖所示，一個木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力即F1、F2和靜摩擦力作用，而且三個力的合力為零，其中F1=10 N，F(xiàn)2=2 N.若撤去力F1，