第1節(jié)　第2課時(shí)　力的合成

力的合成第2課時(shí)(強(qiáng)基課—逐點(diǎn)理清物理觀(guān)念)010203目錄逐點(diǎn)清(一)

共點(diǎn)力的合成逐點(diǎn)清(二)

平行四邊形定則逐點(diǎn)清(三)

三個(gè)及三個(gè)以上的力的合成方法逐點(diǎn)清(一)

共點(diǎn)力的合成[多維度理解]1．共點(diǎn)力：如果幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上的_______，或它們的_________相交于同一點(diǎn)，我們就把這幾個(gè)力稱(chēng)為共點(diǎn)力。2．合力與分力：當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用時(shí)，我們可以用一個(gè)力來(lái)代替它們，且產(chǎn)生的___________相同。物理學(xué)中把這個(gè)力稱(chēng)為那幾個(gè)力的______，那幾個(gè)力則稱(chēng)為這個(gè)力的______。3．力的合成：求幾個(gè)力的______的過(guò)程稱(chēng)為力的合成。同一點(diǎn)作用線(xiàn)作用效果合力分力合力合力與分力的三個(gè)關(guān)系特性1．判斷下列說(shuō)法是否正確。(1)共點(diǎn)力是指作用于物體上同一點(diǎn)的力。

()(2)分力與合力都是同時(shí)作用于物體的力。

()(3)合力的作用效果與分力的共同作用效果一定相同。

()[全方位練明]××√2．(多選)關(guān)于兩個(gè)分力F1、F2及它們的合力F，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．合力F的作用效果一定與F1、F2共同產(chǎn)生的作用效果相同B．兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力C．兩力F1、F2一定是同一個(gè)物體所受的力D．兩力F1、F2與F是物體同時(shí)受到的三個(gè)力答案：AC

解析：只有對(duì)同一個(gè)物體的作用力才能合成，分別作用在不同物體上的力不能合成，C項(xiàng)正確；合力是對(duì)原來(lái)幾個(gè)力的等效替換，A項(xiàng)正確；分力可以是不同性質(zhì)的力，但受力分析時(shí)，分力與合力不能同時(shí)存在，B、D錯(cuò)誤。3．(選自人教版教材)圖甲、乙、丙、丁分別畫(huà)出了重力為G的木棒在力F1和F2的共同作用下處于平衡狀態(tài)的情況，這些力都位于同一平面內(nèi)。根據(jù)每幅圖中各個(gè)力作用線(xiàn)的幾何關(guān)系，可以把上述四種情況的受力分成兩類(lèi)，你認(rèn)為哪些情況屬于同一類(lèi)？你是根據(jù)什么來(lái)劃分的？提示：圖甲和圖丁中木棒所受的力是共點(diǎn)力。圖乙和圖丙中木棒所受的力不是共點(diǎn)力。所謂共點(diǎn)力，

是指作用于物體上同一點(diǎn)，或者作用在同一個(gè)物體上且力的作用線(xiàn)相交于同一點(diǎn)的幾個(gè)力。逐點(diǎn)清(二)

平行四邊形定則[多維度理解]1．平行四邊形定則：若以表示互成角度的兩共點(diǎn)力的________為鄰邊作平行四邊形，則兩鄰邊間的對(duì)角線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的這條有向線(xiàn)段就表示這兩個(gè)共點(diǎn)力的_______________，這就是共點(diǎn)力合成所遵循的平行四邊形定則。有向線(xiàn)段合力大小和方向2．矢量和標(biāo)量的進(jìn)一步理解我們所學(xué)習(xí)過(guò)的矢量有位移、速度、加速度等，相加時(shí)遵循____________________。標(biāo)量有時(shí)間、路程、質(zhì)量、密度、壓強(qiáng)等，相加時(shí)遵循______相加法則。平行四邊形定則代數(shù)兩個(gè)分力的合力的大小最大值兩分力同向時(shí)，合力最大，F(xiàn)max＝F1＋F2最小值兩分力反向時(shí)，合力最小，F(xiàn)min＝|F1－F2|，其方向與較大的一個(gè)分力方向相同合力范圍|F1－F2|≤F≤F1＋F2說(shuō)明①夾角θ越大，合力就越??；②合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力[典例]上海市的楊浦大橋是我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，如圖甲所示。挺拔高聳的208m主塔似一把利劍直刺蒼穹，塔的兩側(cè)32對(duì)鋼索連接主梁，呈扇面展開(kāi)，如巨型琴弦，正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲。假設(shè)斜拉橋中某對(duì)鋼索與豎直方向的夾角都是30°，如圖乙所示，每根鋼索中的拉力都是3×104N，那么它們對(duì)塔柱形成的合力有多大？方向如何？[解析]把兩根鋼索的拉力看成沿鋼索方向的兩個(gè)分力，以它們?yōu)猷忂叜?huà)出一個(gè)平行四邊形，其對(duì)角線(xiàn)就表示它們的合力。由對(duì)稱(chēng)性可知，合力方向一定沿塔柱豎直向下，可以用兩種方法計(jì)算合力的大小。法一：作圖法如圖甲所示，自O(shè)點(diǎn)引兩根有向線(xiàn)段OA和OB，它們跟豎直方向的夾角都為30°，取單位長(zhǎng)度為1×104N，則OA和OB的長(zhǎng)度都是3個(gè)單位長(zhǎng)度，量得對(duì)角線(xiàn)OC長(zhǎng)約為5.2個(gè)單位長(zhǎng)度，所以合力的大小為F＝5.2×1×104N＝5.2×104N，方向豎直向下。[答案]

5.2×104N方向豎直向下/方法技巧/求合力的兩種方法1．作圖法(1)基本思路：(2)如圖所示，圖中F1＝50N，F(xiàn)2＝40N，F(xiàn)＝80N，合力F與分力F1的夾角約為25°。

2．計(jì)算法1．最先將平行四邊形用于力的合成與分解，是牛頓之前的荷蘭科學(xué)家斯臺(tái)文。大小分別為30N、40N的兩個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)物體上，這兩個(gè)力的共同作用效果，若要用一個(gè)力來(lái)代替，這個(gè)力的大小不可能是

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)A．80N B．40NC．30N D．35N[全方位練明]答案：A

解析：二力合成時(shí)，合力范圍為10N≤F合≤70N，可知，若要用選項(xiàng)中的一個(gè)力來(lái)代替，這個(gè)力的大小不可能是80N，故選A。答案：B

逐點(diǎn)清(三)

三個(gè)及三個(gè)以上的力的合成方法[多維度理解]1．多個(gè)力的合成方法：如果物體受到三個(gè)或更多個(gè)共點(diǎn)力的作用，可用平行四邊形定則先求出其中_____個(gè)力的合力，然后用平行四邊形定則再求這個(gè)______與第三個(gè)力的合力，直到把_________都合成為止，最后得到這些力的合力。兩合力所有外力2．三個(gè)力合力范圍的確定(1)最大值：三個(gè)力______均相同時(shí)，三力合力最大，F(xiàn)max＝F1＋F2＋F3。(2)最小值①若一個(gè)力在另外兩個(gè)力的和與差之間，則它們的合力的最小值為_(kāi)_____。②若一個(gè)力不在另外兩個(gè)力的和與差之間，則它們的合力的最小值等于三個(gè)力中最大的力減去另外兩個(gè)力。方向零3．平行四邊形定則的推廣(1)三角形定則：如圖甲所示，兩分力為F1與F2、合力為F的平行四邊形，可演變?yōu)閳D乙，稱(chēng)為三角形定則合成圖，即將兩分力F1、F2首尾相接，則合力F就是由F1的始端指向F2的_______的有向線(xiàn)段所表示的力。末端(2)多邊形定則：如果是多個(gè)力合成，則由三角形定則的推廣可得到多邊形定則，如圖丙為三個(gè)力F1、F2、F3的合成圖，F(xiàn)為其合力。[典例]

如圖所示，5個(gè)力同時(shí)作用于一點(diǎn)，5個(gè)力大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對(duì)角線(xiàn)，已知F1＝10N，則這5個(gè)力的合力的大小為

(

)A．30N B．40NC．50N D．60N[解析]如圖所示，F(xiàn)1與F4合成時(shí)作以F1和F4為鄰邊的平行四邊形，F(xiàn)3為所夾的對(duì)角線(xiàn)，即F1與F4的合力為F3，同理可知，F(xiàn)2與F5的合力也為F3，故5個(gè)力的合力等于3倍的F3，又F3的大小等于2倍的F1的大小，則5個(gè)力的合力大小為F＝6F1＝60N，D正確。[答案]

D[變式拓展]

如果六個(gè)力正好組成正六邊形，如圖所示，則其合力為多少？提示：根據(jù)三角形定則的推論可知，n個(gè)力首尾相接，組成閉合的n邊形，則其合力為零，故這六個(gè)力的合力為0。1．(多選)物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)力作用，下列幾組力中，它們的合力可能為0的是

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)A．5N、7N、8N B．2N、3N、5NC．1N、5N、10N D．1N、10N、10N[全方位練明]答案：ABD

解析：三個(gè)力合力為0時(shí)，則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，由此可知，任意一個(gè)力在另外兩個(gè)力的合力范圍之內(nèi)。5N和7N的合力范圍為2～12N,8N在合力范圍內(nèi)，故三個(gè)力的合力可能為0；2N和3N的合力范圍為1～5N，5N在合力范圍內(nèi)，故三個(gè)力的合力可能為0；1N和5N的合力范圍為4～6N,10N不在合力范圍內(nèi)，故三個(gè)力的合力不可能為0；1N和10N的合力范圍為9～11N，10N在合力的范圍內(nèi)，故三個(gè)力的合力可能為0。故A、B、D正確。2.

(2023·衡水學(xué)考檢測(cè))一物體受到三個(gè)共面共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用，三力的矢量關(guān)系如圖所示(小方格邊長(zhǎng)相等)，則下列說(shuō)法正確的是

(

)A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不確定B．三力的合力有唯一值3F3，方向與F3同向C．三力的合力