第3章-4力的合成

②力的合成和分解的计算方法
-平行四边形法则：用于计算力的合成和分解。将力的作用点、大小和方向按照平行四边形法则进行绘制，对角线所代表的力即为合力或分力。
③力的合成和分解的实验操作
-实验目的：验证力的合成和分解的原理。
-实验器材：弹簧测力计、细绳、木板、滑轮等。
-实验步骤：通过改变绳子的数量和方向，观察弹簧测力计的示数变化，验证力的合成和分解的效果。
教学难点与重点
1.教学重点
（1）力的合成和分解的基本概念：理解合力、分力、平行四边形法则等基本概念。
（2）力的合成和分解的计算方法：掌握力的合成和分解的计算步骤，能够正确运用平行四边形法则进行力的合成和分解。
（3）力的合成和分解在实际问题中的应用：能够运用力的合成和分解的方法解决实际问题，如力的合成与分解在工程、物理学等领域的应用。
（4）解决复杂问题时的力的合成和分解：在面对复杂问题时，能够正确地识别并运用力的合成和分解的方法进行问题分解和解决。
举例说明：
对于教学重点中的力的合成和分解的计算方法，可以举例说明如下：
问题：一个物体受到两个力的作用，其中一个力为10N，向东；另一个力为15N，向北。求这两个力的合力。
解答：首先，将两个力按照平行四边形法则进行合成。将10N的力向东作为一条边，15N的力向北作为另一条边，构成一个平行四边形。根据平行四边形法则，可以求得合力的大小和方向。合力的大小为对角线的长度，方向为对角线的方向。通过计算，可以得到合力的大小为25N，方向为东偏北45°。
3.力的合成和分解的实验操作：
-实验目的：验证力的合成和分解的原理。
-实验器材：弹簧测力计、细绳、木板、滑轮等。
-实验步骤：通过改变绳子的数量和方向，观察弹簧测力计的示数变化，验证力的合成和分解的效果。

解析 两个分力大小一定,夹角越大,合力越小。
答案 ×
)
)
2.(多选)关于合力与分力的说法,正确的是(
)
A.一个合力与它的两个分力是等效的
B.一个合力与它的两个分力作用点相同
C.一个合力与它的两个分力是同性质的力
D.一个合力一定大于它的任意一个分力
解析 合力与它的分力的作用点必然相同,合力与分力本来就是从效果相等
如图所示,用图示中的线段表示150 N的力,用一个点O代表牌匾,依题意作出
力的平行四边形。用刻度尺量出平行四边形的对角线长为图示线段的5倍,故
合力大小为F=150×5 N=750 N,用量角器量出合力F与F1的夹角θ=53°。
方法二 计算法
设F1=450 N,F2=600 N,合力为F。
由于F1与F2间的夹角为90°,根据勾股定理,得
2.标量:只有大小,没有方向,相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。
[自我检测]
1.正误辨析
(1)两个力的合力一定大于任一个分力。(
)
解析 合力与分力是等效替代的关系,合力在两个分力之差与两个分力之和
之间,合力不一定大于任意一个分力,也可能小于其中任意一个分力。
答案 ×
(2)合力与其分力同时作用在物体上。(
一个分力
的方向
②当 F1<Fsin θ 时,
无解
③当 Fsin θ<F1<F
时,有两组解
④当 F1≥F 时,有一
组解
3.按力的作用效果分解
具体问题中将一个力分解为两个分力必须根据这个力在该问题中的实际
作用效果来分解,这就要求在力的分解之前必须搞清楚力的作用效果。搞
清了力的效果,也就搞清了力的方向,而搞清了各个力的方向后,分解力将

力大小范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2。
1、作用在同一点的两个力，大小分别为5N 和2N，则它们的合力不可能是…（ C D ） A．5N B．4N C．2N D．9N 2．已知两个共点力的合力F的最大值为180N， 合力F的最小值为20N，则这两个共点力的 大小分别是 （C ） A．110N，90N B．200N，160N C．100N，80N D．90N，70N
平行四边形定则
F1
F合
O
·
F2
求两个力的合力时，可分别用表示这两个力的线段 为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代 表合力的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则。
1．对合力和分力的进一步理解
(1)由于合力对物体的作用效果与几个分力的作用效果相
同，所以可用合力等效替代那几个分力。 (2)合力与分力的等效替代是可逆的，也可以用几个分力 来替代一个合力。 (3)只有同一物体同时受到的力才能合成。 (4)不同性质的力也可以合成，因为合力与分力是作用效
3.两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合F 跟两力F1、F2之间的夹角θ的关系如图所示， 则合力F大小的变化范围是 ( D ) A．0～1 N B． 1 N～ 3 N C． 1 N～ 5 N Ｄ．1N～7 N
配套检测卷 P109第3题
900
1800
2700
θ
关于合力与分力的说法中，正确的是 ( ) A．合力与分力同时作用在物体上
(2)夹角为 θ、两个等大的力的合成，如图乙所示，作 出的平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直的特点可 θ 得到直角三角形，解直角三角形求得合力 F′＝2Fcos ， 2 合力 F′与每一个分力的夹角等于 θ/2
推论：当F1＝F2＝F3且三力夹角两两为120°时，

) D.120°
A.30°
B.45°
C.90°
解析：以两个共点力为邻边作平行四边形，如图 3-4-5 所 示，求出两力的合力F′.因为上下两个三角形均为等边三角形， 从而得到两分力的夹角为120°.
图 3-4-5 答案：D
【触类旁通】 2.(2014年广州天河区期末)有两个大小相等的力F1和F1， 当它们的夹角为90°时，合力为F，则当他们夹角为120°时， 合力大小为( )
F2 F1 θ＝_________.
F
2 2 F ＋ F 1 2 ，tan ＝___________
1.应用作图法求解时，一定要选取恰当的标度，严格细致 地作出力的图示，作平行四边形时，要用两个三角板相结合， 尽量减小作图带来的误差. 2.应用计算法求解时，先用平行四边形定则作图，再通过 几何知识求出合力.
5.下列说法错误的是(
)
A.力的分解是力的合成的逆运算
B.把一个力分解为两个分力，这两个分力共同作用的效果
应当与该力作用的效果相同
C.力的合成和力的分解都遵循力的平行四边形定则
D.分力一定小于合力
解析：力的合成是求几个力的合力，而力的分解是求一个
力的分力，且都满足力的平行四边形定则，因此，A、C 均正确； 合力与分力有等效替代关系.所以合力的作用效果与分力的共 同作用效果一定相同，B 正确；分力可以大于合力，如两力大 小相等方向相反时，合力为零. 答案：D
2 343 甲所示，由画出的平行四边形得合力为 F 合＝ F2 ＋ F 1 2＝
F2＋F2＝ 2F.
图 3-4-3
1 1 所以 F＝ F 合＝ ×20 N＝10 2 N. 2 2 当两分力 F1 和 F2 间夹角变为 β＝120° 时，同理画出平行四 边形，如图乙所示.由于平行四边形的一半为一等边三角形，因 此其合力 F′＝F1＝F2＝10 2 N.