,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,四、力的合成,F,2,F,合,F,1,O,杨浦大桥是一座跨越黄浦江的自行设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。主桥犹如一道横跨浦江的彩虹，在世界同类型斜拉桥中雄居第一。,请同学们观察思考为什么塔柱上挂了这么多钢索而没有被拉倾斜呢？,如图，斜拉桥塔柱两侧的钢索呈对称分布，它们合起来的作用效果让塔柱好像受到一个竖直向下的力,F,一样。这样塔柱便能稳固地矗立在桥墩上，不会因为钢索的牵引而发生倾斜。,著名物理学家牛顿告诉我们,把简单的事情考虑得很复杂，可以,发现新领域,；把复杂的现象看得很简单，可以,发现新定律,。,今天我们一起来学习一个新定律,力的等效和替代,1.,能从力的作用的等效性来理解合力和分力的概念。,2.,能通过实验探究求合力的方法,平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则。,3.,会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。,(,重点,),4.,知道合力的大小和分力夹角的关系。,(,重点,),F,1,F,2,G,F,G,观察,一个力的作用效果与两个或更多力的作用,效果相同,等效,以前我们在哪里也用过“等效”思想,曹冲称象,等效替代 效果相同,一、力的合力,1.,合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以用,一个力,来代替原来那几个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做这个力的分力。,说明：,在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个合力。,思考,一个合力与两个或者更多个具有,相同效果,的分力，它们大小有何关系呢？,探究求合力的方法,1,、力,的,作用效果有哪些？,2,、怎样设计才能在判断“合力和分力产生的效果相同”上比较准、比较容易？,探究求合力的方法,设计实验,实验器材,方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮筋、细绳、三角板、刻度尺、图钉,1,、同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤钩好后对拉，若两只弹簧在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，应使拉力尽量大一些，以减小误差。,2,、在满足合力不超过弹簧秤及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。,3,、画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画大一些，但也不要太大而画出纸外。要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。,4,、在同一次实验中，橡皮条拉到的结点,O,的位置一定要相同。,5,、由作图法得到的,F,和测量得到的,F,不可能完全符合，但在误差允许范围内可以认为,F,和,F,符合即可。,注意事项,力,F,对橡皮条作用与,F,1,、F,2,对橡皮条作用的,效果相同,，所以,F,等于,F,1,、F,2,的合力。,效果相同,F,2,F,合,F,1,O,3、结论,：,3,、力的合成遵循的规律：,（,1,）平行四边形定则：互成角度两个力的合力就是以这两个力为邻边的平行四边形的对角线。,（,2,）注意,：,力的合成的本质就在于保证,作用效果相同,的前提下。,平行四边形定则是,矢量运算的普遍适用的法则。,平行四边形定则只适用于共点力的情况下。,2.,力的合成,求几个力的合力的过程，叫做,力的合成,.,F,1,=4,N,0,F,2,=3,N,F,合,=F,1,+F,2,=7,N,3.,方向在同一直线上力合成问题,两个分力同向相加,两个分力反向相减,0,F,1,=4,N,F,2,=3,N,F,合,=F,1,-,F,2,=1,N,1.,两个力,F,1,和,F,2,的夹角在由,0,变为,180,过程中，合力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大小范围？,2.,合力的大小一定大于分力的大小吗？,【,思考讨,论,】,以上情形中两个分力共线，如果两个分力有,夹角该怎样合成？,合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力,合力与分力的关系,合力可能大于、等于或小于分力,4.,合力与分力的大小关系,在两个分力,F,1,、,F,2,大小不变,的情况下，两个分力的,夹角越大，合力越小,。,(1),当两个分力方向相同（夹角为,0,0,）时,合力最大，,F,F,1,+F,2,合力与分力方向相同；,(2),当两个分力方向相反（夹角为,180,0,）时,合力最小，,F,F,1,-F,2,合力与分力,F,1,、,F,2,中较大的方向相同。,(3),合力大小范围,F,1,-F,2,F F,1,+F,2,(4),合力可能大于、等于、小于任一分力,5.,三个及三个以上力的合成的方法,先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，,直到把所有力合为一个力，得到合力。,F,1,F,2,F,3,F,4,F,12,F,123,F,1234,共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零（满足,F2F3 F1 F2F3,时）,。,合力范围的确定,1,、已知,共点的,分力,F,1,、,F,2,：,F,1,F,2,F,合,F,1,F,2,2,、已知,共点的三个,分力,F,1,、,F,2,、,F,3,Fmax,的确定：,合力的最大值为三个力的大小之和,Fmax,=F,1,+,F,2,F,3,Fmin,的确定,（设,F,1,最大）：,若三个共点力的数值能构成三角形，即满足,F2F3 F1 F2F3,，则合力的最小值为,0,。,若三个共点力的数值不能构成三角形，,Fmin,=,最大力,-,两个较小的力即,Fmin,=,F,1,F,2,F,3,【,典例,1】,下列关于合力的叙述中正确的是,(),A.,合力是原来几个力的等效代替,合力的作用效果与分力的共同作用效果相同,B.,两个力夹角为,（,0,），它们的合力随,增大而增大,C.,合力的大小总不会比分力的代数和大,D.,不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算,AC,【,典例,2】,气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大小为,4N,，同时受到水平方向的风力作用，大小为,3N,。求气球受到的浮力与风力的合力。,1.,图解法,(,即力的图示法,),求合力。,解：,选定一个合适的标度，如用一个单位长度表示,1N,，用,O,点代表气球，作出气球所受两个力的图示，如图所示。以,F,1,、,F,2,为邻边作平行四边形，作出表示合力,F,的对角线,OF,，用刻度尺量出对角线的长，约为,5,个单位长度，可求得合力的大小约为,F=5,1N=5N,用量角器量出合力,F,与竖直方向的夹角为,37,O,2.,计算法,求合力,解：,根据平行四边形定则作出下图,:,F,1,F,2,F,合,由直角三角形可得,方向：与,竖直方向,夹,角为,且,求合力的两种方法：,(1),图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，按同一标度作出两个分力,F,1,和,F,2,并画成一个平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样比例表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接量出它与某一个分力方向的角度。,(2),计算法用公式计算出合力的大小。,【,规律方法,】,G,F,1,F,2,二、共点力,如果一个物体受到两个或更多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这样的一组力叫做共点力。,力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。,共点力的作用线能相交于一点,对于同一物体产,生相同的效果,已知分力,合力,力的合成,平行四边形定则,以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的,对角线就表示合力的大小和方向,遵循,1.,下列关于合力与分力的叙述中正确的是,(),A.,合力的大小一定大于每一分力的大小。,B.,合力可以同时垂直于每一分力。,C.,合力与分力间是一种等效替代关系，不能同时考查它们的作用效果。,D.,若两个分力的大小不变，则合力的大小也不会变化,C,2.F,1,与,F,2,为作用在同一物体上的两个力，,F,1,=10N,，,F,2,=8N,，它们的合力大小可能是,(),A.19N B.18N C.10N D.2N,3.,有两个大小相等的共点力,F,1,和,F,2,，当它们间的夹,角为,90,时合力为,F,，则当它们间的夹角为,120,时，,合力的大小为,(),A.2F B.C.F D.,BCD,B,4,如图所示，重为,100N,的物体在水平面上向右运,动,物体与水平面的动摩擦因数为,0.2,与此同时物,体受到一个水平向左的力,F=20N,那么物体受到的合,力为,(g,取,10N/kg)(),A,0,B,40N,水平向左,C,20N,水平向右,D,20N,水平向左,F,B,提示：,先判断摩擦力的类型，,然后确定摩擦力的方向及大小,F,1,F,3,F,2,O,5.,如图所示，同一平面内的三个共点力,F,1,、,F,2,、,F,3,之间的夹角互成,120,，其中,F,1,的大小为,20N,，方向,水平向右，,F,2,、,F,3,的大小均为,30N,，则三个力的合,力大小及方向是（）,A,10N,，方向水平向左,B,10N,，方向水平向右,C,40N,，方向水平向左,D,80N,，方向水平向左,A,