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1、 41 怎样样求合力1合力与分力:当一个物体受到几个力的共同 作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力 产生的_跟原来几个力的_相同,这个 力就叫做那几个力的_,原来的几个力叫做 _ 2求几个力的合力的过过程或求合力的方法,叫 做_效果效果 合力 分力力的合成3平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个 力的线段为_作平行四边形,这两个邻边之间 的_就代表合力的_和_,这个法 则叫做平行四边形定则 4矢量:在物理学中,把既有大小又有_,并 且按_进行合成的物理量称为矢量 5标量:只有_、没有方向的物理量叫标量邻边邻边 对对角线线大小方向方向 平行四边边形定则则 大小(2)应应用作图图法时时,
2、必须须各力选选定同一标标度,并 且合力、分力比例适当,虚线线、实线实线 分清 (3)作图图法简单简单 、直观观,但不够够精确 (4)作图图法是物理学中的常用方法之一 难点突破 实验探究求合力的方法 我们知道了合力与分力的概念,若有两个力F1、F2的 合力为F,则F的大小是否等于两个分力F1、F2的和? 合力的大小一定比任何一个分力都大吗? (1)实验方案 先将橡皮筋一端固定,另一端用两个力F1、F2使其 沿某一方向伸长一定长度;再用一个力F作用于橡皮筋 的同一点,使其沿同一方向伸长到同样的长度,那么 ,F与F1、F2的效果就相同 若记下F1、F2的大小和方向,画出各个力的图示, 就可研究F与F
3、1、F2的关系了(2)学生做实验实验 用图钉图钉 把白纸纸固定于方木板上,把橡皮筋的 一端固定 在橡皮筋的另一端系上细绳细绳 ,用两个弹弹簧秤 互成某一角度地通过细绳过细绳 把橡皮筋拉到某一点O ,用铅铅笔记记下O点的位置,记记下两弹弹簧秤的读读数 F1、F2和两条细绳细绳 的方向 用一个弹弹簧秤将同一条橡皮筋拉到O点,记记下 弹弹簧秤的读读数F和细绳细绳 的方向 疑点辨析 (1)合力与分力的关系 由平行四边形可知,F1、F2的夹角变化时,F的大 小和方向也发生变化 两分力同向时,合力最大:FF1F2. 两分力反向时,合力最小:F|F1F2|,其方向 与较大的一个分力方向相同 合力的取值范围:
4、|F1F2|FF1F2. 夹角越大,合力就越小 合力可能大于、小于或等于某一分力(2)三个力的合成 最大值值:三个分力同向时时,合力F最大FmaxF1 F2F3. 最小值值:当两个较较小分力之和F1F2大于等于第 三个较较大分力F3时时,合力F最小值为值为 0,即Fmin0. 当两个较较小分力之和F1F2小于第三个较较大分力F3 时时,合力F最小值值FminF3(F1F2) 合力F范围围:FminFFmax.二、矢量 疑点辨析 由于矢量既有大小,又有方向,并且按平行四边边 形定则进则进 行合成,可以见见矢量的效果既与大小有 关,还还与方向有关,因此,两个矢量相等的条件 是:大小相同,方向相同一
5、个物理量如果是标标 量,其大小不变变,则该则该 物理量就不变变;一个物理 量如果是矢量,其大小、方向有一个变变化或者两 个都变变化,则该则该 物理量就发发生了变变化如前面学 习习的速度,加速度都是矢量,速度大小方向都不 变变的才是匀速运动动,加速度大小、方向都不变变的 运动动才是匀加速运动动【答案】 CD【规律总结】 在两个分力F1、F2大小一定的情 况下,改变F1、F2两个分力之间的夹角,合力 会发生改变 当角减小时,合力F增大 当0时,F最大,FF1F2. 当角增大时,合力F减小 当180时,合力最小,F|F1F2|,方向 与较大的分力方向相同总结以上几点,得出二力合成的合力大小的取值 范
6、围是:|F1F2|FF1F2. 对于三个力的合力范围的问题,应先求两个力的 合力范围,再用这个合力与第三个力比较,就可 能确定三个力合力的范围三力合成,F1、F2和 F3同向共线时合力最大当任意两者之和大于第 三者时,合力最小为零【解析】 可以先将任意两个力求合力,比如将 6 N和7 N的力求合力,合力的范围是1 N到13 N ,因此如果将这个合力再和12 N 的力合成,合 力的范围应该是0 N到25 N,所以B、D是正确的 【答案】 BD作图法:自O点引两条有向线段OC和OD,夹角 为60.设定每单位长度表示100 N则OC和OD 的长度都是3个单位长度,作出平行四边形 OCED,其对角线O
7、E就表示两个拉力F1、F2的 合力F,量得OE长为5.2个单位长度,所以合力 F1005.2 N520 N用量角器量得COE DOE30,所以合力方向竖直向下(如上 图所示)【答案】 519.6 N【答案】 20 N 合力的方向为东偏南37角【指点迷津】 受标量运算形成的思维定势的 影响,有的同学总认为“合力应该大于分力, 或至少大于其中一个分力”,这是错误的合 力和分力的关系是等效替代关系,它们之间遵 循平行四边形定则,不再是“11等于2”的关 系例如,两个1 N的力,方向相反时,合力为 零,此时合力比两个分力都小 事实上,合力的大小与各分力的大小的关系, 是由它们之间的方向夹角所决定的,夹
8、角不同 它们之间的量值关系也就不同 【答案】 D(2)解析法:对对于特殊方向的力的合成,可利用公 式具体计计算 当F1与F2在同一直线线上时时,选选定一个正方向, 与正方向相同的力为为正,与正方向相反的力为负为负 ,即可将矢量运算转转化为为代数运算来求合力 当分力F1与F2的夹夹角为为直角时时,由平行四边边形 定则则可知,其合力为为以两分力为邻边为邻边 的矩形的对对 角线线,如图图甲所示甲 乙丙 丁已知共面的三个力F120 N、F230 N、F3 40 N作用于物体的同一点上,三个力之间间的夹夹 角都是120,求合力的大小和方向【解析】 解法一:对三个力进行如下图所示 的等效替换1一运动员动员
9、 双手对对称地握住单单杠,使身体悬悬 空设设每只手臂所受的拉力都是T,它们们的合 力是F,若两臂之间间的夹夹角增大了,则则( ) AT和F都增大 BT和F都减小 CT增大,F不变变 DT不变变,F增大【解析】 运动员处于平衡状态,两手臂的 合力F等于运动员的重力,当两臂之间的夹 角增大时,合力不变,分力T增大,C正确 【答案】 C【答案】 D3当两个力夹夹角为为180时时,两力的合力为为2 N ;当这这两个力的夹夹角为为90时时,其合力为为10 N, 则则下列说说法中正确的是( ) A此合力大小的变变化范围围在2 N和14 N之间间 B此合力大小的变变化范围围在2 N和10 N之间间 C两力的
10、大小分别别是2 N和8 N D两力的大小分别别是6 N和8 N 【答案】 AD【答案】 C将x1、x2、x3按一定比例图图示出来,以x1、x2 为邻边为邻边 作平行四边边形,求出其对对角线线OC,比 较较OC与OC的长长度(即x3的长长度)相等,且在一条 直线线上,则则达到目的,若OC与OC有一微小夹夹 角,则则有误误差(如图图所示) 测测出这这三根橡皮条的长长度L1、L2、L3,分别别 算出它们们的伸长长量x1L1L0,x2L2L0,x3 L3L0.将三根橡皮条的一端都拴在一个图钉图钉 O上, 将这这三根橡皮条的另一端分别别拴上图钉图钉 A、B 、C,注意此时时四个图钉图钉 均未固定在板上
11、用刻度尺测测出橡皮条的自由长长度L0,注意 从图钉图钉 脚之间测间测 起 (1)请请你确定该该研究小组组的实验实验 步骤骤的顺顺序是 _(2)对对于本实验实验 下列论论述中正确的是_ A实验实验 中用到了图钉图钉 O受到三个共面共点力而 静止,任意两个力的合力与第三个力大小相等、 方向相反的原理,使合力和分力在一次实验实验 中 全部出现现,从而简简化了实验实验 的过过程 B实验实验 中用到了胡克定律,简简化了力的测测量 ,可以不用弹弹簧秤就完成实验实验 C由于实验实验 中总总有0C与OC的微小夹夹角,故 实验实验 有误误差,该该方法不可取 D三根橡皮条不能做到粗细细、长长短完全相同, 是该实验
12、该实验 的主要误误差来源之一【解析】 (1)该实验的过程中应该首先将三根橡 皮条拴在图钉上,这样便于测橡皮条的原长,之后 就要固定两个图钉拉第三个图钉到适当的位置进行 实验,把第三个图钉也固定后就可测每根橡皮条的 长度并计算出伸长量,最后按照胡克定律转换成力 作出力的图示进行实验研究,所以正确的实验步骤 是.实验的误差有系统误差和偶然误差,都是不可避 免的,该实验也是一样的,从系统误差来看,影 响该实验的主要因素不是原理,而是器材,特别 是橡皮条的长短和粗细所以说三根橡皮条不能 做到粗细、长短完全相同,是该实验的主要误差 来源之一,故选项D也是对的,所以正确选项为A 、B、D. 【答案】 (1) (2)ABD练规范、练技能、练速度